Bakterie nitryfikacyjne azotofixans, co o nich wiemy.

Bacillus azotofixans to bakteria, która ma zdolność wiązania azotu atmosferycznego i przekształcania go w związki azotowe, które są łatwo przyswajalne dla roślin. Jest to szczególnie ważne w rolnictwie, gdzie azot jest jednym z najważniejszych składników pokarmowych dla roślin.

Bakterie te zostały odkryte w latach 70tych XX wieku w glebie, gdzie wykazywały zdolność do tworzenia symbiotycznych związków z korzeniami roślin, co zwiększało ich zdolność do pobierania azotu z atmosfery i przyswajania go w postaci amoniaku. Dzięki temu zwiększała się ich wydajność i zwiększała się ilość składników pokarmowych, które mogły być dostarczone roślinom.

Bacillus azotofixans jest jednym z najlepiej przebadanych i najbardziej skutecznych szczepów bakterii wiążących azot, dlatego też jest szeroko stosowany w rolnictwie jako składnik nawozów mikrobiologicznych. Dzięki temu rolnicy mogą zmniejszyć zużycie sztucznych nawozów, co przyczynia się do zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko naturalne.

Nawozy mikrobiologiczne zawierające Bacillus azotofixans są produkowane w różnych formach, takich jak proszek, granulki lub płyn, i są dostępne na rynku dla rolników w różnych krajach.

Jedną z zalet stosowania Bacillus azotofixans jest to, że jest to metoda naturalna i bezpieczna dla środowiska. Bakterie te są  bezpieczne dla ludzi i dla innych organizmów, a ich stosowanie przyczynia się do poprawy jakości gleby i zwiększenia plonów.

Bacillus azotofixans to bakteria o dużym znaczeniu dla rolnictwa, ze względu na jej zdolność do wiązania azotu atmosferycznego i przekształcania go w związki przyswajalne dla roślin. Stosowanie nawozów mikrobiologicznych zawierających te bakterie jest skutecznym sposobem na zwiększenie wydajności upraw i zmniejszenie negatywnego wpływu rolnictwa na środowisko naturalne.

Pierwsza praca dotycząca wyizolowania i oznaczenia nowego gatunku bakterii została opublikowana 1 października 1984 roku. Nazwano ją Bacillus azotofixans i na podstawie 13 testów uznano za nowy gatunek. Wyizolowania dokonano z brazylijskiej gleby i korzeni traw. Co ciekawe, według komisji sądowej z 2003 roku, gatunek ten jest późniejszym heterotypowym synonimem Clostridium durum jednak w ramach rodzaju bacillus pozostawiono taką taksonomię.

 Wiązanie azotu potwierdzono analizą mikro-Kjeldahla 5-dniowych hodowli w pożywce półstałej. Hodowle te przestały redukować acetylen, a glukoza w pożywce została całkowicie wyczerpana. Wpływ azotanów na redukcję acetylenu określono testując redukcję acetylenu, stosując zmodyfikowaną pożywkę Patriquin uzupełnioną do 0,5% NaNO 3

Abstract z pracy : https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/ijsem/10.1099/00207713-34-4-451

Podobną pracę na wyizolowanych z gleby i ziaren zbóż szczepach Bacillus przeprowadzona w Polsce w 2014 roku. Choć dotyczyła głównie aktywności amylazy.

https://www.iung.pl/PJA/wydane/16/PJA16str37_44.pdf

Pozostałe prace :

https://www.atcc.org/products/35681

W toku dalszych prac wyizolowano gen warunkujący wiązanie azotu –  nifH. Stwierdzając jego obecność również u Peanibacillus.  Dowiedziono, że zdolność wiązania azotu jest szeroko rozpowszechniona wśród bakterii zróżnicowanych filogenetycznie. W tym badaniu izolaty pałeczek wiążących azot z ryzosfer roślin oznaczano testem redukcji acetylenu (ARA) pod kątem aktywności nitrazy oraz przez amplifikację i sekwencjonowanie części genu nifH .

https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2672.2005.02738.x

Wyizolowane kultury bacillus nitrificans nawet z siewek pszenicy i słomy pszenicznej.

https://www.jstor.org/stable/42937741

Potwierdzono też syntezę glutaminianu z amoniaku:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021925818691422

Bardzo ważne dla nas badanie z 1990 roku wykazało, że gatunki Bacillus mają około 4 x wyższą zdolność wiązania azotu:

https://europepmc.org/article/med/2318806

Bardzo szczegółowa praca na bakteriach wyizolowanych z gleb w trakcie uprawy kukurydzy wykazała, że istnieje nie tylko związek pomiędzy roślinami z których bakterie czerpią skrobię ale nawet z fazą rozwojową rośliny. Ponieważ w różnych stadiach wysięk korzeniowy ma inny skład. Co wpływa na rozwój populacji bakterii. Sugerują nawet, że w ten sposób roślina sama potrafi wyselekcjonować populację azotofixans. Dotyczy to również pszenicy.

W tej pracy wykazano różnice w populacjach P. azotofixans w czterech fazach wzrostu kukurydzy. Wykazano również, że na stopień zróżnicowania izolatów P. azotofixans miał wpływ rodzaj gleby oraz że populacje z ryzoplanów, ryzosfer i nieryzosfer gleby były statystycznie różne. Obserwacje te należy wziąć pod uwagę przy doborze szczepów P. azotofixans do stosowania jako inokulant kukurydzy:

https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/AEM.64.10.3860-3868.1998