फलीदार पौधों के साथ सहजीवन नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा निर्मित होता है। नोड्यूल बैक्टीरिया

प्रकृति में नोड्यूल बैक्टीरिया का वितरण

सहजीवी जीव होने के कारण, कुछ प्रकार के फलीदार पौधों के साथ, मिट्टी में नोड्यूल बैक्टीरिया फैल जाते हैं। नोड्यूल्स के नष्ट होने के बाद, नोड्यूल बैक्टीरिया की कोशिकाएं मिट्टी में प्रवेश करती हैं और मिट्टी के अन्य सूक्ष्मजीवों की तरह विभिन्न कार्बनिक पदार्थों की कीमत पर अस्तित्व में आने लगती हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया का लगभग सर्वव्यापी वितरण विभिन्न मिट्टी और जलवायु परिस्थितियों के लिए उनकी उच्च स्तर की अनुकूलन क्षमता का प्रमाण है, जीवन के सहजीवी और सैप्रोफाइटिक तरीके का नेतृत्व करने की क्षमता।

प्रकृति में नोड्यूल बैक्टीरिया के वितरण पर वर्तमान में उपलब्ध आंकड़ों को योजनाबद्ध करते हुए, हम निम्नलिखित सामान्यीकरण कर सकते हैं।

कुंवारी और खेती वाली मिट्टी में, फलीदार पौधों की उन प्रजातियों के नोड्यूल बैक्टीरिया जो जंगली वनस्पतियों में पाए जाते हैं या किसी दिए गए क्षेत्र में लंबे समय तक खेती की जाती है, आमतौर पर बड़ी मात्रा में मौजूद होते हैं। फलीदार पौधों के राइजोस्फीयर में नोड्यूल बैक्टीरिया की संख्या हमेशा सबसे अधिक होती है, अन्य प्रजातियों के राइजोस्फीयर में कुछ कम और जड़ों से दूर मिट्टी में कम होती है।

मिट्टी में प्रभावी और अप्रभावी दोनों तरह के नोड्यूल बैक्टीरिया पाए जाते हैं। इस बात के बहुत सारे प्रमाण हैं कि नोड्यूल बैक्टीरिया के लंबे समय तक मौजूद रहने से, विशेष रूप से प्रतिकूल गुणों (अम्लीय, खारा) के साथ मिट्टी में, जीवाणु गतिविधि में कमी और यहां तक ​​कि नुकसान होता है।

चावल। 1 - बादाम की जड़ों पर गांठें (जे. बेकिंग के अनुसार)

फलीदार पौधों की विभिन्न प्रजातियों का क्रॉस-संक्रमण अक्सर प्रकृति और कृषि अभ्यास में जड़ों पर नोड्यूल्स की उपस्थिति की ओर जाता है जो आणविक नाइट्रोजन को सक्रिय रूप से ठीक नहीं करते हैं। यह, एक नियम के रूप में, मिट्टी में संबंधित प्रकार के नोड्यूल बैक्टीरिया की अनुपस्थिति पर निर्भर करता है।

विशेष रूप से अक्सर यह घटना फलीदार पौधों की नई प्रजातियों का उपयोग करते समय देखी जाती है, जो या तो क्रॉस-ग्रुप बैक्टीरिया की अप्रभावी प्रजातियों से संक्रमित होती हैं या बिना नोड्यूल के विकसित होती हैं।

चावल। 2 - ट्रिब्युलस की जड़ों पर नोड्यूल्स (ओ. एलन के अनुसार)

नोड्यूल बैक्टीरिया का उपयोग नाइट्रागिन के औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग फलीदार पौधों के बीजों के उपचार के लिए किया जाता है। वे पहली बार 1866 में एम. एस. वोरोनिन द्वारा खोजे गए थे। बाद में, एम. वी. बेयरिंक (1888) ने उन्हें शुद्ध संस्कृति में अलग कर दिया और सूक्ष्म जीवविज्ञानी और शरीर विज्ञानियों द्वारा विस्तार से अध्ययन किया। जीवाणु फलीदार पौधों की जड़ों में जड़ के बालों के माध्यम से प्रवेश करते हैं और जड़ के आंतरिक आवरण में पैरेन्काइमा में प्रवेश करते हैं, जिससे कोशिका विभाजन और प्रसार में वृद्धि होती है। जड़ों पर, बदसूरत विकास बनते हैं, जिन्हें नोड्यूल या नोड्यूल कहा जाता है। सबसे पहले, बैक्टीरिया पौधे के पोषक तत्वों को अवशोषित करते हैं और कुछ हद तक इसके विकास को रोकते हैं। फिर, जैसे-जैसे नोड्यूल ऊतक बढ़ता है, बैक्टीरिया और उच्च पौधों के बीच एक सहजीवन स्थापित होता है। बैक्टीरिया पौधे से कार्बनयुक्त भोजन (चीनी) और खनिज प्राप्त करते हैं, और बदले में इसे नाइट्रोजनयुक्त यौगिक प्रदान करते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया मिट्टी में बस जाते हैं, गुणा करते हैं, और फलीदार पौधों की जड़ के रोम में छिद्रों के माध्यम से जड़ कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं। कोशिकाओं में नोड्यूल बैक्टीरिया का एक बढ़ा हुआ प्रजनन होता है और समानांतर में नोड्यूल बैक्टीरिया से संक्रमित जड़ कोशिकाओं का एक गहन विभाजन होता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया फलीदार पौधे को नाइट्रोजन की आपूर्ति करते हैं। संयंत्र इस बाध्य नाइट्रोजन का उपयोग करता है और बदले में कार्बन युक्त कार्बनिक पदार्थों के साथ नोड्यूल बैक्टीरिया की आपूर्ति करता है जिनकी उन्हें आवश्यकता होती है। नोड्यूल बैक्टीरिया कार्बन स्रोत के रूप में विभिन्न शर्करा और अल्कोहल का उपयोग कर सकते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया माइक्रोएरोफाइल होते हैं (वे वातावरण में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन के साथ विकसित होते हैं), हालांकि, वे एरोबिक स्थितियों को पसंद करते हैं। संक्रमण धागे से निकलने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया मेजबान ऊतक में गुणा करना जारी रखते हैं। अधिकांश जीवाणु कोशिका के कोशिका द्रव्य में गुणा करते हैं, न कि संक्रमण धागे में। वे सबसे अधिक तीव्रता से विकसित होते हैं जब मिट्टी की प्रतिक्रिया तटस्थ के करीब होती है। इसलिए, जब अम्लीय मिट्टी पर फलियां बोते हैं, बीज के टीकाकरण के साथ, मिट्टी को सीमित करना आवश्यक है। सीमित मात्रा में टीकाकरण से उपज और प्रोटीन की मात्रा पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया अनुकूल परिस्थितियों में एक मौसम में 200-300 किग्रा/हेक्टेयर नाइट्रोजन जमा करने में सक्षम होते हैं।

पोषक मीडिया पर शुद्ध संस्कृति में युवा नोड्यूल बैक्टीरिया में आमतौर पर एक रॉड के आकार का आकार होता है (चित्र 2, 3), छड़ का आकार लगभग 0 5 - 0 9 X 1 2 - 3 0 माइक्रोन, मोबाइल, विभाजन से गुणा होता है

नोड्यूल बैक्टीरिया के अलावा, अन्य सूक्ष्मजीव जो हवा से मुक्त नाइट्रोजन को आत्मसात कर सकते हैं, वे भी मिट्टी में रहते हैं; वे पौधों की जड़ों पर नहीं, बल्कि उनके पास रहते हैं। इन रोगाणुओं के लिए आवश्यक अन्य सभी पोषक तत्व, वे अपने आप अवशोषित करते हैं, न कि पौधों के रस की कीमत पर, जैसा कि नोड्यूल पौधों में निहित है। एज़ोटोबैक्टर मिट्टी में रहने वाला सबसे महत्वपूर्ण सूक्ष्मजीव है, जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को आत्मसात करने में सक्षम है। ये जीवाणु नमी, अच्छे वायु प्रवाह, उपयुक्त तापमान और मिट्टी की अम्लता की अनुकूल परिस्थितियों में रह सकते हैं। थर्मल शासन और मिट्टी की नमी के लिए एज़ोटोबैक्टर की आवश्यकताएं खेती वाले पौधों के समान ही होती हैं, लेकिन अधिकांश पौधों की तुलना में यह मिट्टी की अम्लता के प्रति अधिक संवेदनशील होती है।

नोड्यूल बैक्टीरिया विशिष्ट होते हैं - अलग-अलग प्रजातियां या उनमें से जातियां केवल कुछ फलियों की जड़ों पर नोड्यूल बनाने में सक्षम होती हैं। तो, उनमें से कुछ केवल तिपतिया घास की जड़ों पर विकसित होते हैं, लेकिन मटर, अल्फाल्फा, ल्यूपिन और अन्य फलियों की जड़ों को संक्रमित नहीं कर सकते हैं। बैक्टीरिया के समूह जो ल्यूपिन और सेराडेला की जड़ों पर नोड्यूल बनाते हैं, वे तिपतिया घास और मटर आदि की जड़ों को संक्रमित नहीं करते हैं। कभी-कभी नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता इतनी स्पष्ट होती है कि एक जी की विभिन्न किस्में? और एक ही संस्कृति (या यहां तक ​​कि पौधों की किस्मों) में बैक्टीरिया के एक या दूसरे तनाव के प्रति अलग-अलग दृष्टिकोण होते हैं। उदाहरण के लिए, पीले चारे के ल्यूपिन की जड़ें वार्षिक कड़वे ल्यूपिन की जड़ों से नोड्यूल बैक्टीरिया से हमेशा अच्छी तरह से संक्रमित नहीं होती हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया के समूह उनकी विशिष्टता के अनुसार पृष्ठ 382 पर दर्शाए गए हैं।[ ...]

जब मिट्टी की प्रतिक्रिया तटस्थ के करीब होती है तो नोड्यूल बैक्टीरिया सबसे अधिक तीव्रता से विकसित होते हैं। इसलिए, जब अम्लीय मिट्टी पर फलियां बोते हैं, बीज के टीकाकरण के साथ, मिट्टी को सीमित करना आवश्यक है। सीमित मात्रा में टीकाकरण से उपज और प्रोटीन की मात्रा पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। के. फिलर्स के अनुसार, जब सोयाबीन को बिना टीका और चूने के अम्लीय मिट्टी पर उगाया जाता था, तो बीजों में प्रोटीन की मात्रा 32.8% थी, 11.2% की वृद्धि हुई।[ ...]

विभिन्न फलीदार पौधों के नोड्यूल बैक्टीरिया अम्लीय मिट्टी में मर जाते हैं।[ ...]

नोड्यूल बैक्टीरिया को उन्हें कार्बोहाइड्रेट, फास्फोरस और कैल्शियम की पर्याप्त आपूर्ति की आवश्यकता होती है। हाल के वर्षों में, यह स्थापित किया गया है कि कई सूक्ष्म तत्व (विशेषकर मोलिब्डेनम) नोड्यूल बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। अम्लीय मिट्टी पर फलियों के लिए सीमित और मोलिब्डेनम का उपयोग मिट्टी की प्रतिक्रिया को नियंत्रित करता है; सभी मिट्टी पर फास्फोरस के साथ फलियों की पर्याप्त आपूर्ति की आवश्यकता होती है। [...]

प्रोकैरियोट्स (बैक्टीरिया, आर्कबैक्टीरिया, सायनोबैक्टीरिया) एकल-कोशिका वाले जीव हैं जिनमें एक नाभिक नहीं होता है। इस तरह के विविध चयापचय के लिए धन्यवाद, बैक्टीरिया विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में मौजूद हो सकते हैं: पानी, हवा, मिट्टी और जीवित जीवों में। प्रकृति में नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फर और अन्य तत्वों के चक्र में तेल, कोयला, पीट, प्राकृतिक गैस, मिट्टी के निर्माण में बैक्टीरिया की भूमिका महान है। सैप्रोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया पौधों और जानवरों के कार्बनिक अवशेषों के अपघटन में और उनके खनिजकरण में CO2, H20, H2S, ICHH3 और अन्य अकार्बनिक पदार्थों में भाग लेते हैं। कवक के साथ मिलकर, वे डीकंपोजर हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया (नाइट्रोजन-फिक्सिंग) फलीदार पौधों के साथ एक सहजीवन बनाते हैं और पौधों के लिए उपलब्ध खनिज यौगिकों में वायुमंडलीय नाइट्रोजन के निर्धारण में भाग लेते हैं। पौधों में स्वयं यह क्षमता नहीं होती है। [...]

फलियों की जड़ों पर नोड्यूल बैक्टीरिया की अनुपस्थिति में, वे अन्य पौधों की तरह ही मिट्टी से नाइट्रोजन के उपभोक्ता बन जाते हैं।[ ...]

नोड्यूल बैक्टीरिया की एक महत्वपूर्ण संपत्ति उनकी गतिविधि (दक्षता) है, यानी, लेग्यूमिनस पौधों के साथ सहजीवन में आणविक नाइट्रोजन को आत्मसात करने और इसमें मेजबान पौधे की जरूरतों को पूरा करने की क्षमता। इस बात पर निर्भर करते हुए कि नोड्यूल बैक्टीरिया फलियों की उपज में वृद्धि में किस हद तक योगदान करते हैं (चित्र 146), उन्हें आमतौर पर सक्रिय (प्रभावी), निष्क्रिय (अप्रभावी) और निष्क्रिय (अप्रभावी) में विभाजित किया जाता है।[ ...]

नाइट्रोजन स्थिर करने वाले जीवाणुओं में, मिट्टी में मुक्त रहने वाले तथा फलीदार पौधों की जड़ों पर रहने वाले गांठदार जीवाणु प्रतिष्ठित हैं (चित्र 9, ज)। मुक्त रहने वाले नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के सबसे महत्वपूर्ण प्रतिनिधि एज़ोटोबैक्टर और क्लोस्ट्रीडियम हैं, जो प्रति वर्ष 1 हेक्टेयर मिट्टी में कई दसियों किलोग्राम नाइट्रोजन को ठीक करते हैं। फलियों की जड़ों की कोशिकाओं को संक्रमित करने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि कहीं अधिक प्रभावी होती है। नतीजतन, पौधों के लिए उपलब्ध नाइट्रोजन का सूक्ष्मजीवविज्ञानी संचय फलियों के तहत होता है। 1 हेक्टेयर के क्षेत्र में, तिपतिया घास के साथ बोया जाता है, इन जीवाणुओं की क्रिया के परिणामस्वरूप, इस तत्व के मुक्त-जीवित जुड़नार की तुलना में 100 गुना अधिक नाइट्रोजन जमा किया जा सकता है।[ ...]

चूंकि नमी की अनुपस्थिति में नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रजनन नहीं होता है, शुष्क वसंत की स्थिति में, इनोकुलेटेड (कृत्रिम रूप से संक्रमित) बीजों को मिट्टी में गहराई से लगाया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलिया में, नोड्यूल बैक्टीरिया से लेपित बीजों को मिट्टी में गहराई तक दबा दिया जाता है। दिलचस्प बात यह है कि शुष्क जलवायु की मिट्टी में नोड्यूल बैक्टीरिया नम जलवायु की मिट्टी में बैक्टीरिया की तुलना में सूखे के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं। यह उनकी पारिस्थितिक अनुकूलन क्षमता को दर्शाता है। [...]

विशिष्टता के अलावा, नोड्यूल बैक्टीरिया दौड़ पौरूष और गतिविधि में भिन्न होते हैं। पौरुष - जड़ के बालों के माध्यम से एक फलीदार पौधे की जड़ में घुसने और नोड्यूल बनाने की क्षमता। नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि को वायुमंडलीय नाइट्रोजन को आत्मसात करने की उनकी क्षमता कहा जाता है। इन जीवाणुओं के केवल सक्रिय उपभेद ही फलियों में नाइट्रोजन की आपूर्ति करते हैं। जब जड़ें विषैला लेकिन निष्क्रिय नोड्यूल बैक्टीरिया से संक्रमित होती हैं, तो नोड्यूल बनते हैं, लेकिन नाइट्रोजन स्थिरीकरण नहीं होता है। नाइट्रागिन की तैयारी के लिए उपयोग किए जाने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया में उच्च पौरुष और उच्च गतिविधि होनी चाहिए। यदि मिट्टी में पहले से मौजूद कम सक्रिय जीवाणुओं के विषाणु से नाइट्रागिन नोड्यूल बैक्टीरिया का विषाणु अधिक होता है, तो यह नाइट्रागिन नोड्यूल बैक्टीरिया को तेजी से और बड़ी संख्या में जड़ में प्रवेश करने की अनुमति देता है।[ ...]

इन सभी उदाहरणों में से, फलियों के साथ नोड्यूल बैक्टीरिया के सहजीवन का सबसे अधिक ध्यान से अध्ययन किया गया है, क्योंकि ये पौधे मनुष्यों के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं।[ ...]

नोड्यूल बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि और नोड्यूल के गठन पर मिट्टी की प्रतिक्रिया का बहुत प्रभाव पड़ता है। विभिन्न प्रजातियों और यहां तक ​​कि नोड्यूल बैक्टीरिया के उपभेदों के लिए, आवास का पीएच मान कुछ अलग है। उदाहरण के लिए, क्लोवर नोड्यूल बैक्टीरिया अल्फाल्फा नोड्यूल बैक्टीरिया की तुलना में कम पीएच मानों के लिए अधिक प्रतिरोधी होते हैं। जाहिर है, पर्यावरण के लिए सूक्ष्मजीवों का अनुकूलन भी यहां प्रभावित करता है। तिपतिया घास अल्फाल्फा की तुलना में अधिक अम्लीय मिट्टी में बढ़ता है। पारिस्थितिक कारक के रूप में मिट्टी की प्रतिक्रिया नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि और पौरूष को प्रभावित करती है। तटस्थ पीएच मान वाली मिट्टी से सबसे सक्रिय उपभेदों को अलग करना आसान होता है। अम्लीय मिट्टी में, निष्क्रिय और कमजोर रूप से विषाक्त उपभेद अधिक आम हैं। अम्लीय वातावरण (पीएच 4.0-4.5) का पौधों पर सीधा प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से, पौधों के चयापचय की सिंथेटिक प्रक्रियाओं और जड़ के बालों के सामान्य विकास को बाधित करता है।[ ...]

नोड्यूल बैक्टीरिया की बड़ी संख्या में प्रजातियां और नस्लें हैं, जिनमें से प्रत्येक ने फलीदार पौधों की एक या एक से अधिक प्रजातियों के संक्रमण के लिए अनुकूलित किया है। फलीदार पौधों की जड़ प्रणाली में विशिष्ट जड़ स्राव होते हैं। इससे जड़ों के बालों के आसपास गांठदार बैक्टीरिया जमा हो जाते हैं, जो परमाणु के दौरान मुड़ जाते हैं। जड़ के बालों के माध्यम से, एक निरंतर स्ट्रैंड के रूप में बैक्टीरिया, जिसमें बलगम से जुड़े अनगिनत बैक्टीरिया होते हैं, जड़ पैरेन्काइमा में प्रवेश करते हैं। Vovmozhpo, बैक्टीरिया एटो में हार्मोन ऑक्सिन का स्राव करता है जो ऊतक वृद्धि का कारण बनता है, सूजन का निर्माण होता है - नोड्यूल। नोड्यूल कोशिकाएं तेजी से प्रजनन करने वाले बैक्टीरिया से भरी होती हैं, लेकिन जीवित रहती हैं और बड़े नाभिक बनाए रखती हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया केवल पॉलीप्लोइड रूट कोशिकाओं को संक्रमित करते हैं। [...]

एक फलीदार पौधे के रूप में अल्फाल्फा जड़ों पर नोड्यूल बैक्टीरिया की मदद से मिट्टी में नाइट्रोजन की एक बड़ी मात्रा जमा करने में सक्षम है, इस संबंध में तिपतिया घास को उपज नहीं देता है। इसकी जड़ प्रणाली उपयोग के पहले वर्ष में बेहतर विकसित होती है, और तीसरे वर्ष तक यह मिट्टी में नाइट्रोजन 120 ... 200 किग्रा / हेक्टेयर जमा करती है। मिट्टी की उर्वरता बढ़ाना, इसकी संरचना में सुधार करना, अल्फाल्फा फसल चक्र में एक अच्छा पूर्ववर्ती है।[ ...]

जब ल्यूपिन की खेती की जाती है, तो नाइट्रगिन का उपयोग ल्यूपिन नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि को बढ़ाने के लिए किया जाता है, बोरिक और मोलिब्डेनम माइक्रोफर्टिलाइज़र भी उपयोगी होते हैं (बीजों को उनके नाइट्रागिनाइजेशन के साथ-साथ अमोनियम मोलिब्डेट के घोल से उपचारित किया जाता है)।[ ...]

सेल्यूलोज का अवायवीय अपघटन केवल बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, ओमेलिंस्की बेसिलस) और एरोबिक - कई प्रकार के बैक्टीरिया, कवक, एक्टिनोमाइसेट्स द्वारा किया जाता है।[ ...]

यह इंगित करता है कि निश्चित लेबल वाली नाइट्रोजन उच्च पौधे के ऊतकों से जीवाणु निकायों में प्रवेश करती है, जो बैक्टीरिया के लिए नाइट्रोजन पोषण का स्रोत है। इस प्रकार, वायुमंडलीय नाइट्रोजन का निर्धारण नोड्यूल बैक्टीरिया के शरीर में नहीं, बल्कि उच्च पौधे के नोड्यूल ऊतक में स्थानीयकृत होता है। नोड्यूल बैक्टीरिया की एक महत्वपूर्ण भूमिका यह है कि वे इस विशिष्ट नोड्यूल ऊतक के निर्माण को प्रेरित करते हैं। आगे के अध्ययनों से पता चला है कि नोड्यूल सेल सैप के अलग-अलग नाइट्रोजन वाले अंशों में लेबल किए गए नाइट्रोजन की अधिकतम सामग्री हमेशा शतावरी और ग्लूटामाइन के एमाइड समूह पर पड़ती है। चूंकि इस समूह को रूपांतरित अमोनिया माना जा सकता है, यह अमोनिया है जो जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण का अंतिम अकार्बनिक उत्पाद है।[ ...]

जैवमंडल में, जैव-उत्प्रेरण की उच्च दक्षता के कारण, सामान्य तापमान और दबाव पर अवायवीय बैक्टीरिया और साइनोबैक्टीरिया के कई समूहों द्वारा नाइट्रोजन स्थिरीकरण किया जाता है। ऐसा माना जाता है कि बैक्टीरिया प्रति वर्ष लगभग 1 बिलियन टन नाइट्रोजन को एक बाध्य रूप में परिवर्तित करते हैं (औद्योगिक निर्धारण की विश्व मात्रा लगभग 100 मिलियन टन है)। फलीदार पौधों के नोड्यूल बैक्टीरिया में, विशेष पौधे हीमोग्लोबिन द्वारा अतिरिक्त ऑक्सीजन से सुरक्षित एक जटिल एंजाइम कॉम्प्लेक्स की मदद से नाइट्रोजन स्थिरीकरण किया जाता है।[ ...]

नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा आणविक नाइट्रोजन के निर्धारण पर मोलिब्डेनम के सकारात्मक प्रभाव के कारणों में से एक डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि की अपनी कार्रवाई के तहत वृद्धि है, जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन की कमी के लिए आवश्यक सक्रिय हाइड्रोजन का निरंतर प्रवाह प्रदान करते हैं।[ .. ।]

नई नाइट्रागिन तैयारी का मूल्य रूट नोड्यूल बैक्टीरिया की व्यवहार्यता के दीर्घकालिक संरक्षण और मशीनीकृत विधि द्वारा तैयारी की प्रारंभिक तैयारी की संभावना में निहित है। दक्षता की दृष्टि से शुष्क नाइट्रागिन मिट्टी के निकट है। इसे धूल के रूप में लगाया जा सकता है, बीजों को भिगोए बिना धूल।[ ...]

नाइट्रोजन चक्र में विशेष रूप से महत्वपूर्ण सहजीवी की भूमिका है (ग्रीक से। सहजीवन - सहवास) नोड्यूल बैक्टीरिया पौधों की जड़ों पर स्थानीयकृत होते हैं, मुख्य रूप से फलियां परिवार के। जेनेरा एज़ोटोबैक्टर या राइज़ोबियम के बैक्टीरिया एन3 अणुओं के एंजाइमी क्लेवाज द्वारा वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक करने में सक्षम हैं और इसे रूट सिस्टम को उपलब्ध कराने के लिए उपलब्ध कराते हैं।[ ...]

मिट्टी में वायुमंडलीय आणविक नाइट्रोजन का जैविक निर्धारण बैक्टीरिया के दो समूहों द्वारा किया जाता है: फलीदार पौधों के साथ सहजीवन में रहने वाले मुक्त-जीवित एरोबिक और अवायवीय और नोड्यूल बैक्टीरिया। एरोबिक्स के पहले समूह का सबसे महत्वपूर्ण प्रतिनिधि एज़ोटोबैक्टर है, और एनारोबिक - क्लॉस्ट्रिडियम पेस्टुरियनम। नोड्यूल बैक्टीरिया की जोरदार गतिविधि के लिए एक अनुकूल वातावरण थोड़ा अम्लीय और तटस्थ प्रतिक्रिया के साथ अच्छी तरह से वातित मिट्टी है। कृषि में उपयोग की जाने वाली मिट्टी में समग्र नाइट्रोजन संतुलन में नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की गतिविधि महत्वपूर्ण है। इसलिए, नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि के लिए मिट्टी की खेती करना महत्वपूर्ण है। नोड्यूल बैक्टीरिया की संख्या बढ़ाने के लिए, जीवाणु तैयारी नाइट्रागिन, जिसमें नोड्यूल बैक्टीरिया की सक्रिय दौड़ होती है, को मिट्टी में पेश किया जाता है।[ ...]

रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ एग्रीकल्चरल माइक्रोबायोलॉजी के अनुसार, कई मिट्टी में एक या दूसरी फलियां संस्कृति से संबंधित नोड्यूल बैक्टीरिया अनुपस्थित हो सकते हैं, और जो मौजूद हैं उनमें नाइट्रोजन निर्धारण की अनुत्पादक प्रणाली है। इस संबंध में, माइक्रोबायोलॉजिस्ट ने चयन कार्य किया। नतीजतन, हर तीन साल में, नोड्यूल बैक्टीरिया के दस नए उपभेदों को पौधों में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिनकी नाइट्रोजन-फिक्सिंग क्षमता पिछले संदर्भ उपभेदों की तुलना में 10-20% अधिक होती है। बीज और फलियों की बढ़ती जड़ों को नोड्यूल बैक्टीरिया के वितरण का एक सुविधाजनक और व्यावहारिक रूप दवा राइजोटॉर्फिन बनाया गया है और इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा रहा है।[ ...]

मिट्टी में पेश किए गए कार्बनिक और खनिज उर्वरक (फास्फोरस-पोटेशियम) वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अवशोषित करने के लिए नोड्यूल बैक्टीरिया की क्षमता में काफी सुधार करते हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि को सक्रिय करने के लिए, अम्लीय मिट्टी को चूना होना चाहिए, और शुष्क क्षेत्रों में मिट्टी को नमी प्रदान की जानी चाहिए।[ ...]

पारस्परिकता विभिन्न प्रजातियों के दो जीवों के बीच की बातचीत है जो उनमें से प्रत्येक के लिए फायदेमंद है। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन-फिक्सिंग नोड्यूल बैक्टीरिया फलीदार पौधों की जड़ों पर रहते हैं, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को इन पौधों द्वारा ग्रहण के लिए उपलब्ध रूप में परिवर्तित करते हैं। इसलिए, बैक्टीरिया पौधों को नाइट्रोजन प्रदान करते हैं। बदले में, पौधे सभी आवश्यक पोषक तत्वों के साथ नोड्यूल बैक्टीरिया प्रदान करते हैं। पारस्परिकता को मानव बड़ी आंत में रहने वाले सूक्ष्मजीवों और स्वयं व्यक्ति के बीच की बातचीत भी माना जा सकता है। सूक्ष्मजीवों के लिए, लाभ इस तथ्य से निर्धारित होता है कि वे आंत की सामग्री की कीमत पर अपनी पोषण संबंधी जरूरतों को पूरा करते हैं, और मनुष्यों के लिए, लाभ इस तथ्य में निहित है कि सूक्ष्मजीव भोजन का अतिरिक्त पाचन करते हैं और विटामिन के को संश्लेषित भी करते हैं, जो इसके लिए आवश्यक है।फूलों के पौधों की दुनिया में, पौधों के कीड़ों द्वारा परागण पारस्परिकता है।और पौधे अमृत के साथ कीड़ों का पोषण। कार्बनिक पदार्थों के "पुनर्चक्रण" में भी पारस्परिकता महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, मवेशियों के पेट (रुमेन) में सेल्यूलोज का पाचन उसमें निहित बैक्टीरिया द्वारा प्रदान किया जाता है।[ ...]

फलियों के पोषण की ख़ासियत यह है कि उन्हें मिट्टी में खनिज नाइट्रोजन यौगिकों की उपस्थिति की आवश्यकता नहीं होती है। नोड्यूल बैक्टीरिया के साथ सहजीवन में, फलीदार पौधे वातावरण के मुक्त नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं। इसलिए, ये फसलें कृषि के लिए जैविक नाइट्रोजन का स्रोत हैं। [...]

इस संबंध में, कृषि का अभ्यास दृढ़ता से टीकाकरण की विधि में प्रवेश कर गया है - संबंधित प्रजातियों के नोड्यूल बैक्टीरिया की तैयारी के साथ फलीदार पौधों के बीजों का पूर्व-बुवाई उपचार। विभिन्न देशों में, फलियों के टीकाकरण की तकनीकी तैयारी को अलग-अलग नाम मिले हैं। यूएसएसआर, जीडीआर, एफआरजी और पोलैंड में, इसे नाइट्रागिन कहा जाता है। इसलिए, इन देशों में संबंधित संस्कृतियों के टीकाकरण के स्वागत को नाइट्रागिनाइजेशन कहा जाता है। नाइट्रोजन से फलीदार पौधों की उपज 10-15% और खेती के नए क्षेत्रों में - 50% या उससे अधिक बढ़ जाती है।[ ...]

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, तिपतिया घास अम्लीय मिट्टी पर खराब रूप से बढ़ता है, अक्सर पतला हो जाता है, और कभी-कभी पूरी तरह से और उपयोग के पहले वर्ष में भी गिर जाता है। ऐसी मिट्टी पर नोड्यूल बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि दब जाती है। मिट्टी की अम्लता, विशेष रूप से गैर-चेरनोज़म क्षेत्र के उत्तर-पश्चिमी क्षेत्रों में (यहां कृषि योग्य भूमि के आधे से अधिक में उच्च अम्लता है), उनमें एल्यूमीनियम के मोबाइल रूपों की उपस्थिति में कमी के कारणों में से एक है। घास की पैदावार। [...]

वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्थिरीकरण। कोई भी हरा पौधा सीधे वायुमंडलीय नाइट्रोजन को नहीं खा सकता है। चूंकि, डिनाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया की गतिविधि के परिणामस्वरूप, प्रकृति में बाध्य नाइट्रोजन के भंडार में लगातार कमी हो रही है और वायुमंडलीय नाइट्रोजन में इसका रूपांतरण हो रहा है, नाइट्रोजन भुखमरी के कारण पृथ्वी पर जीवन अपरिहार्य मृत्यु का खतरा होगा। हालांकि, सूक्ष्मजीवों का एक समूह है जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्थिर करने में सक्षम है, जो इसे पौधों को उपलब्ध कराता है। इन सूक्ष्मजीवों को नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया कहा जाता है, वे नोड्यूल बैक्टीरिया में विभाजित होते हैं जो फलीदार पौधों की जड़ों पर विकसित होते हैं, और मिट्टी में मुक्त रहते हैं।[ ...]

इन अध्ययनों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि फलियों द्वारा निर्धारित लेबल वाली गैसीय वायुमंडलीय नाइट्रोजन शुरू में बड़ी मात्रा में केवल नोड्यूल ऊतक के सेल सैप में निहित होती है, जो फलियों का एक हाइपरट्रॉफाइड रूट ऊतक होता है, जहां से यह धीरे-धीरे गुजरता है। अन्य पौधों के अंग। रूट नोड्यूल बैक्टीरिया में, लेबल किए गए नाइट्रोजन 6 से 48 घंटों तक पौधे के संपर्क के दौरान पूरी तरह से अनुपस्थित होते हैं या बहुत कम मात्रा में निहित होते हैं, आमतौर पर संभावित प्रयोगात्मक त्रुटि (तालिका 4) की सीमा से परे नहीं होते हैं।[ ...]

इसके अलावा, पी। एस। कोसोविच प्रकृति और अर्थव्यवस्था में सल्फर और क्लोरीन के संचलन के अध्ययन से संबंधित हैं, जिन्होंने आज तक अपना महत्व नहीं खोया है, साथ ही इस स्थिति का प्रमाण है कि नोड्यूल बैक्टीरिया वायुमंडलीय नाइट्रोजन को बांधते हैं, जो कि इसके माध्यम से आया था जड़ें, न कि फलीदार पौधों की पत्तियों के माध्यम से। उन्होंने फसलों के मूल स्राव, विशेष रूप से कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई का सफलतापूर्वक अध्ययन किया, इसे जड़ों की आत्मसात करने की क्षमता से जोड़ा।[ ...]

पारस्परिक लाभ के आधार पर जीवों का एक समुदाय, जब दो प्रजातियां एक-दूसरे के विकास के लिए अनुकूल वातावरण बनाती हैं, सहजीवन कहलाता है। एक उदाहरण नोड्यूल बैक्टीरिया और फलीदार पौधों के बीच संबंध है। नोड्यूल बैक्टीरिया एक फलीदार पौधे से नाइट्रोजन मुक्त कार्बनिक पदार्थ और खनिज लवण प्राप्त करते हैं, और बदले में इसे वायुमंडलीय नाइट्रोजन से उनके द्वारा संश्लेषित नाइट्रोजनयुक्त पदार्थ प्रदान करते हैं।[ ...]

अमीनोऑटोट्रॉफ़्स में सूक्ष्मजीव शामिल हैं जो अमोनिया लवण, नाइट्रेट लवण और यूरिया से नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं। अमीनोऑटोट्रॉफ़्स, जब खनिज यौगिकों से नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं, तो पहले इसे अमोनिया नाइट्रोजन में परिवर्तित करते हैं, और फिर अमीनो एसिड बनाने के लिए इसका सेवन करते हैं, जिससे प्रोटीन संश्लेषित होते हैं। नाइट्रोजन के अमोनिया में प्रारंभिक रूपांतरण को इस तथ्य से समझाया गया है कि माइक्रोबियल सेल में नाइट्रोजन अमीनो (NH2) और इमिनो समूहों (NH) के रूप में कम अवस्था में है। जीवाणु प्रोटोप्लाज्म के प्रोटीन पदार्थों में नाइट्रोजन की भूमिका यह है कि यह प्रोटीन को प्रतिक्रियाशीलता प्रदान करता है। जड़ता के कारण नाइट्रोजन यौगिकों में प्रवेश करना मुश्किल है, लेकिन आसानी से उन्हें छोड़ देता है।[ ...]

पूर्ववर्ती का प्रभाव मुख्य रूप से नाइट्रोजन के साथ निषेचित फसलों की आपूर्ति को प्रभावित करता है। फलियों के बाद बोए गए पौधे, जो वातावरण से नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा अवशोषित कुछ नाइट्रोजन छोड़ते हैं, अन्य पूर्ववर्तियों की तुलना में फॉस्फोरस के लिए बेहतर प्रतिक्रिया देते हैं। एस. पी. कुलज़िंस्की (1935) ने यूक्रेनी प्रयोगात्मक स्टेशनों (तालिका 72) के आंकड़ों के साथ इस स्थिति को चित्रित किया।[ ...]

हाल ही में, अधिक से अधिक डेटा जमा हो रहा है कि कई लाइसोजेनिक संस्कृतियों में 2, 3, 4 या अधिक समशीतोष्ण चरण होते हैं, अर्थात, वे पॉलीसोजेनिक होते हैं। उदाहरण के लिए, कई एक्टिनोमाइसेट्स, प्रोएक्टिनोमाइसेट्स, नोड्यूल बैक्टीरिया और कुछ बीजाणु-असर वाले बैक्टीरिया में 4 या अधिक फेज होते हैं। पॉलीलेसोजेनिक संस्कृतियों में निहित चरण अक्सर कण आकार, एंटीजेनिक गुणों और लाइटिक गतिविधि के स्पेक्ट्रम में एक दूसरे से तेजी से भिन्न होते हैं। Polylysogenic संस्कृतियों को एक साथ या क्रमिक रूप से विभिन्न समशीतोष्ण चरणों में उजागर करके प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त किया जा सकता है। इस तरह से प्राप्त संस्कृतियां प्राकृतिक स्रोतों से पृथक संस्कृतियों से भिन्न नहीं होती हैं।[ ...]

ये परिवर्तन प्रजनन क्षमता के लिए सकारात्मक और नकारात्मक दोनों हो सकते हैं। सकारात्मक परिवर्तनों का एक उदाहरण सीमित करने के परिणामस्वरूप अतिरिक्त अम्लता का उन्मूलन, दलहनी फसलों के दौरान नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि के कारण नाइट्रोजन का संचय, सिंचित मिट्टी में हानिकारक लवणों को धोने के बाद निकालना, पानी में सुधार- उप-परत आदि के ढीले होने के कारण वायु शासन [ .. .]

हरी खाद मुख्य रूप से मिट्टी को कार्बनिक पदार्थों और नाइट्रोजन से समृद्ध करती है। अक्सर, इसके उपयोग की शर्तों के आधार पर, 35-45 टन कार्बनिक पदार्थ प्रति हेक्टेयर कृषि योग्य भूमि की जुताई की जाती है, जिसमें नोड्यूल बैक्टीरिया (फलियां हरी खाद बोते समय) हवा से तय 150-200 किलोग्राम नाइट्रोजन होता है।[ .. ।]

पारस्परिकता (सहजीवन): प्रत्येक प्रजाति दूसरे की उपस्थिति में ही जीवित, विकसित और प्रजनन कर सकती है। सहजीवन केवल पौधे, या पौधे और जानवर, या केवल जानवर हो सकते हैं। खाद्य-वातानुकूलित सहजीवन के विशिष्ट उदाहरण नोड्यूल बैक्टीरिया और फलियां, कुछ कवक के माइकोराइजा और पेड़ की जड़ें, लाइकेन और दीमक हैं।[ ...]

हालांकि, प्रकृति और अर्थव्यवस्था में नाइट्रोजन और फास्फोरस के चक्र में महत्वपूर्ण अंतर हैं। जैसा कि आप जानते हैं, लगभग 4D वायु में आणविक नाइट्रोजन होती है। और यद्यपि यह उच्च पौधों के लिए उपलब्ध नहीं है, यह कुछ सूक्ष्मजीवों द्वारा अवशोषित किया जाता है, विशेष रूप से नोड्यूल बैक्टीरिया जो फलियों की जड़ों पर रहते हैं। ये जीवाणु न केवल फलियां ही नाइट्रोजनयुक्त भोजन की आपूर्ति करते हैं। जब फसल के अवशेषों को मिट्टी में जोता जाता है और जड़ें सड़ जाती हैं, तो विशेष रूप से तिपतिया घास और अल्फाल्फा के बाद बोई जाने वाली फसल के लिए पर्याप्त मात्रा में नाइट्रोजन बच जाती है।[ ...]

मटर केवल नाइट्रोजन के साथ मिट्टी को समृद्ध करता है जब इसकी जड़ों पर नोड्यूल विकसित होते हैं, जबकि बड़ा और अधिक शक्तिशाली, बेहतर मिट्टी नाइट्रोजन से समृद्ध होती है। इस प्रयोजन के लिए, मटर के बीजों को बुवाई के दिन नाइट्रगिन के साथ एक चंदवा के नीचे उपचारित करना चाहिए, जिससे नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया को सूरज की रोशनी के हानिकारक प्रभावों से बचाया जा सके। 2 लीटर पानी में भंग नाइट्रगिन की एक बोतल की सामग्री को बीज से सिक्त किया जाता है, उन्हें फावड़ा दिया जाता है। सूखे बीजों को बिना देर किए बोया जाता है। नाइट्राजिनाइजेशन से नोड्यूल्स का जल्दी बनना शुरू हो जाता है और पौधों के बेहतर विकास को बढ़ावा मिलता है। नम मिट्टी में मटर की जल्दी बुवाई के लिए नाइट्रागिन का उपयोग प्रभावी होता है। बिना कैल्सीफाइड अम्लीय मिट्टी पर, नोड्यूल बैक्टीरिया खराब रूप से विकसित होते हैं और नाइट्रागिन का प्रभाव तेजी से कम हो जाता है। [...]

सहजीवन का एक विशिष्ट उदाहरण कवक और शैवाल के बीच घनिष्ठ सहवास है, जिससे एक अधिक जटिल और अधिक अनुकूलित पादप जीव - एक लाइकेन का निर्माण होता है। मिट्टी में सहजीवी सहवास का एक और महत्वपूर्ण उदाहरण उच्च पौधों के साथ कवक का सहजीवन है, जब कवक पौधों की जड़ों पर कवक बनाती है। नोड्यूल बैक्टीरिया और फलीदार पौधों के बीच एक स्पष्ट सहजीवन मनाया जाता है।[ ...]

डी.एन. प्रियनिश्निकोव ने तर्क दिया कि हमारे देश के लिए, यह घास के मैदान नहीं हैं जो अधिक आशाजनक हैं, बल्कि गहन फसल चक्र हैं। यह वे थे जिन्होंने तीन-क्षेत्र अनाज प्रकार को बदल दिया, जो पश्चिमी यूरोप में एक हजार वर्षों तक हावी रहा। तीन खेतों के नीचे, एक तिहाई भूमि खाली (देर से परती) थी, और दो तिहाई अनाज फसलों के साथ बोए गए थे। फलियों की खेती नहीं की गई थी, जिससे नोड्यूल बैक्टीरिया की मदद से वायु नाइट्रोजन जुटाने की संभावना से इंकार कर दिया और पौधों के नाइट्रोजन पोषण और कृषि में नाइट्रोजन चक्र पर प्रतिकूल प्रभाव डाला। इस फसल चक्र में, आलू और जड़ वाली फसलों सहित जुताई वाली फसलें लगभग नदारद थीं, जिसके कारण खेतों में खरपतवार और चारे की लगातार कमी हो रही थी। सदियों से, किसान अर्थव्यवस्था (कुलक अभिजात वर्ग के अपवाद के साथ) 18 वीं शताब्दी के प्रसिद्ध रूसी कृषिविद् द्वारा बताए गए दुष्चक्र से बाहर नहीं निकल सकी। ए टी बोलोटोव, जिन्होंने लिखा: "... खाद के बिना, भूमि में फसल नहीं होती है, और थोड़ी खाद होती है, क्योंकि कुछ पशुधन होते हैं, और कुछ पशुधन होते हैं, क्योंकि थोड़ा चारा होता है, और थोड़ा चारा होता है , क्योंकि खाद के बिना भूमि उपज नहीं देती है "(1779)।[ ...]

नाइट्रागिन अगर और शोरबा की तैयारी के भंडारण, परिवहन और उपयोग में कठिनाइयाँ, साथ ही साथ उनके अल्प शैल्फ जीवन, गंभीर कारण हैं जो उत्पादन से इस तैयारी के विस्थापन में योगदान करते हैं। अगर और शोरबा की तैयारी पर नाइट्रागिन के थोक पाउडर की तैयारी के निर्विवाद फायदे हैं। उनके निर्माण की तकनीक सरल और अधिक किफायती है। पीट की फसलें लंबे समय तक चलती हैं और परिवहन में आसान होती हैं। वे नोड्यूल बैक्टीरिया कोशिकाओं को उर्वरकों के सीधे संपर्क से बचाते हैं और उन्हें बीजों पर व्यवहार्य रखते हैं, खासकर जब बीज चूने के साथ दानेदार होते हैं।[ ...]

योजना के अनुसार उच्च संयंत्र कार्बन युक्त यौगिकों का एक स्रोत है। उनका परिवर्तन एन 2 की सक्रियता और कमी की प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा सामग्री प्रदान करता है। सक्रिय नाइट्रोजन अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता है। कार्बन युक्त यौगिकों के अपूर्ण ऑक्सीकरण के उत्पाद ICH3 स्वीकर्ता के रूप में कार्य करते हैं और नोड्यूल्स में अमीनो एसिड बनाते हैं, जो उच्च पौधे के लिए उपलब्ध हो जाते हैं। पौधे कार्बन युक्त यौगिकों (प्रकाश संश्लेषण के उत्पाद) और एक ऊर्जा आपूर्तिकर्ता के भंडार के रूप में कार्य करते हैं। बैक्टेरॉइड्स के चरण में नोड्यूल बैक्टीरिया नाइट्रोजन की मदद से सक्रिय हाइड्रोजन को नाइट्रोजन में स्थानांतरित करने की क्षमता दिखाते हैं। N2 से T Shz तक के पथ को पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया के रूप में माना जाता है।[ ...]

मटर के पौधों में हवा से नाइट्रोजन को अवशोषित करने, इसके साथ मिट्टी को समृद्ध करने की क्षमता होती है, और इसलिए उर्वरक प्रणाली में मुख्य दिशा फॉस्फेट और पोटाश उर्वरकों का उपयोग होना चाहिए। मटर की एक अच्छी तरह से विकसित जड़ प्रणाली पोषक तत्वों की एक उच्च अवशोषण क्षमता द्वारा प्रतिष्ठित है, हालांकि, उपज में उल्लेखनीय वृद्धि के लिए, कोई भी फसल चक्र में उर्वरकों के प्रभाव के उपयोग पर भरोसा नहीं कर सकता है, और इसलिए इसे सीधे लागू करना आवश्यक है मटर के लिए खनिज उर्वरक। यह फॉस्फेट और पोटाश उर्वरकों के उपयोग के लिए उत्तरदायी है। फास्फोरस पौधों की परिपक्वता में तेजी लाने में मदद करता है। मिट्टी में इसकी कमी से जड़ों पर नोड्यूल बैक्टीरिया खराब रूप से विकसित होते हैं और उपज कम हो जाती है। पोटेशियम की कमी के साथ, पत्तियां पीली हो जाती हैं, और फलियां खराब विकसित होती हैं, खासकर मिट्टी पर जो बनावट में हल्की होती हैं। अम्लीय मिट्टी पर, मटर तेजी से उपज कम कर देता है, नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि कमजोर हो जाती है। इसलिए, मटर की उपज बढ़ाने और लागू खनिज उर्वरकों की उच्च दक्षता के लिए अम्लीय मिट्टी को सीमित करना एक पूर्वापेक्षा है। चूने की मात्रा मिट्टी की अम्लता (3...6 टन/हेक्टेयर) पर निर्भर करती है, पिछली फसलों के तहत चूना लगाना बेहतर होता है।[ ...]

सूक्ष्मजीवों और एक उच्च पौधे के बीच बातचीत की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक वायुमंडलीय नाइट्रोजन का सहजीवी निर्धारण है, मुख्य तत्व जो फसल के आकार और गुणवत्ता को निर्धारित करता है। सहजीवी फलियां-राइजोबियम प्रणाली द्वारा जैविक चक्र में शामिल आणविक नाइट्रोजन की कुल मात्रा अकेले यूएसएसआर में सालाना 3 मिलियन टन है। दीर्घकालिक घरेलू और विदेशी अनुभव से पता चलता है कि प्रभावी फलियां-राइजोबियम सिम्बायोसिस न केवल एक प्राप्त करने की गारंटी है फलियों की उच्च और उच्च गुणवत्ता वाली फसल, और फलस्वरूप, खाद्य प्रोटीन की समस्या को हल करने की संभावना, लेकिन मिट्टी में नाइट्रोजन पुनःपूर्ति का सबसे किफायती स्रोत भी। कई देशों में कृषि उत्पादन में सस्ते "जैविक नाइट्रोजन" का उपयोग करने के लिए, फलियां के तहत बोए गए क्षेत्रों में वृद्धि की जा रही है, और राइजोबियम के सक्रिय उपभेदों के आधार पर प्राप्त नोड्यूल बैक्टीरिया की तैयारी के साथ बीज के पूर्व-बुवाई उपचार का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक फलीदार पौधे और नोड्यूल बैक्टीरिया के बीच सहजीवी संबंध की प्रकृति और दक्षता दोनों भागीदारों की शारीरिक और जैव रासायनिक स्थिति पर निर्भर करती है, और इसलिए उनमें से किसी एक पर किसी भी कारक का प्रभाव निश्चित रूप से पूरे सिस्टम की उत्पादकता को प्रभावित करेगा।

नोड्यूल केवल फलियां परिवार (फैबेसी) के प्रतिनिधियों में बनते हैं। विभिन्न पौधों में, नोड्यूल केवल आकार और आकार में भिन्न होते हैं। वे नोड्यूल बैक्टीरिया की जड़ प्रणाली में प्रवेश के बाद बनते हैं।

कई अध्ययनों से पता चला है कि नोड्यूल बैक्टीरिया एक दूसरे से भिन्न होते हैं, और इसलिए जीनस राइजोबियम को संबंधित सूक्ष्मजीवों के समूह के रूप में माना जाना चाहिए। कम उम्र में, ये बैक्टीरिया मोटाइल, रॉड के आकार के, 1.2 से 3 माइक्रोन लंबाई के होते हैं, कुछ प्रजातियों में फ्लैगेल्ला का स्थान पेरिट्रिचस होता है, अन्य में - सबपोलर। नोड्यूल बैक्टीरिया ग्राम-नकारात्मक, गैर-बीजाणु-असर वाले एरोबिक जीव हैं।

उम्र बढ़ने, नोड्यूल बैक्टीरिया अपना फ्लैगेला खो देते हैं, मोबाइल बनना बंद कर देते हैं और कमरबंद छड़ की उपस्थिति लेते हैं, क्योंकि उम्र के साथ जीवाणु कोशिका वसायुक्त समावेशन से भर जाती है और दाग नहीं करती है। उम्र बढ़ने के साथ, गाढ़ा, शाखित, गोलाकार और गठन के अन्य रूप अक्सर राइजोबियम संस्कृति के पिंडों में दिखाई देते हैं, जो सामान्य कोशिकाओं की तुलना में बहुत बड़े होते हैं। इन बहुरूपी संरचनाओं को बैक्टेरॉइड्स कहा जाता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया विभिन्न कार्बोहाइड्रेट, कार्बनिक अम्ल और पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल को आत्मसात कर सकते हैं। उन्हें नाइट्रोजन के स्रोत के रूप में अमीनो एसिड उपलब्ध हैं। अधिकांश राइजोबियम संस्कृतियों के लिए, माध्यम का इष्टतम पीएच 6.5-7.5 है और इष्टतम तापमान 24-26 डिग्री सेल्सियस है।

यह स्थापित किया गया है कि नोड्यूल बैक्टीरिया फलीदार पौधों के केवल एक निश्चित समूह को संक्रमित कर सकता है। पौधों के संबंध में इन जीवाणुओं की चयनात्मक क्षमता को विशिष्टता कहा जाता है। नोड्यूल बैक्टीरिया के वर्गीकरण के विकास के लिए यह संपत्ति मुख्य विशेषता बन गई है।

कुछ मामलों में, न केवल प्रजातियां, बल्कि नोड्यूल बैक्टीरिया की विविधता विशिष्टता भी देखी जाती है। विशिष्टता के अलावा, इन जीवाणुओं को विषाणु की विशेषता है - जड़ ऊतक में घुसने की क्षमता, वहां गुणा करना और बुलबुले के गठन का कारण। कुछ शर्तों के तहत, ये बैक्टीरिया अपनी गतिविधि को कम कर सकते हैं या खो भी सकते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया की एक आवश्यक संपत्ति भी उनकी गतिविधि है, अर्थात्, पौधों के साथ सहजीवन में आणविक नाइट्रोजन को आत्मसात करने की क्षमता। मिट्टी में सक्रिय और निष्क्रिय नोड्यूल बैक्टीरिया के उपभेद होते हैं। फलीदार पौधों के जीवाणुओं की एक सक्रिय जाति के संक्रमण से मुख्य जड़ पर बड़ी संख्या में बुलबुले बनते हैं और वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्थिरीकरण की एक जोरदार प्रक्रिया का कारण बनता है। इन जीवाणुओं की निष्क्रिय दौड़ के कारण बुलबुले बनते हैं, लेकिन नाइट्रोजन स्थिर नहीं होती है।

जीवाणुओं की सक्रिय जातियों से बनने वाले पिंड गुलाबी रंग के होते हैं। रंगद्रव्य जो उन्हें यह रंग देता है वह रक्त हीमोग्लोबिन के रासायनिक संरचना के समान होता है और इसे लेगहीमोग्लोबिन (फाइटोग्लोबिन) कहा जाता है। यह माना जाता है कि यह वर्णक एक निश्चित स्तर पर रेडॉक्स क्षमता को बनाए रखते हुए, नाइट्रोजन आत्मसात करने की प्रक्रिया में योगदान देता है। जीवाणुओं की निष्क्रिय जाति बनाने वाले पिंड हरे रंग के होते हैं।

पैलियोन्टोलॉजिकल सबूत बताते हैं कि यूकेसालपिनियोइडिया समूह से संबंधित कुछ पौधे सबसे प्राचीन फलियां थीं जिनमें नोड्यूल थे।

फलीदार पौधों की आधुनिक प्रजातियों में पैपिलियोनेसी परिवार के कई सदस्यों की जड़ों पर पिंड पाए गए हैं।

कैसलपिनियासीर मिमोसैसी जैसे परिवारों के फाइलोजेनेटिक रूप से अधिक आदिम प्रतिनिधि ज्यादातर मामलों में नोड्यूल नहीं बनाते हैं।

फलीदार पौधों की 13,000 प्रजातियों (550 पीढ़ी) में से, अब तक केवल 1300 प्रजातियों (243 पीढ़ी) में नोड्यूल की उपस्थिति की पहचान की गई है। इसमें मुख्य रूप से कृषि में उपयोग की जाने वाली पौधों की प्रजातियां (200 से अधिक) शामिल हैं।

नोड्यूल बनने के बाद, फलियां वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अवशोषित करने की क्षमता हासिल कर लेती हैं। हालांकि, वे नाइट्रोजन के बाध्य रूपों - अमोनियम लवण और नाइट्रिक एसिड को खिलाने में सक्षम हैं। केवल एक पौधा, हेडिसरम कोरोनारियम, केवल आणविक नाइट्रोजन को आत्मसात करता है। इसलिए, प्रकृति में नोड्यूल के बिना, यह पौधा नहीं होता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया फलीदार पौधे को नाइट्रोजन की आपूर्ति करते हैं, जो हवा से तय होती है। पौधे, बदले में, कार्बोहाइड्रेट चयापचय उत्पादों और खनिज लवणों के साथ बैक्टीरिया की आपूर्ति करते हैं जिनकी उन्हें वृद्धि और विकास के लिए आवश्यकता होती है।

1866 में, प्रसिद्ध वनस्पतिशास्त्री और मृदा वैज्ञानिक एम.एस. वोरोनिन ने फलीदार पौधों की जड़ों पर पिंडों में सबसे छोटे "बछड़ों" को देखा। वोरोनिन ने उस समय के लिए बोल्ड धारणाएं सामने रखीं: उन्होंने बैक्टीरिया की गतिविधि के साथ नोड्यूल के गठन को जोड़ा, और जड़ ऊतक कोशिकाओं के बढ़ते विभाजन के साथ पौधे की प्रतिक्रिया के साथ बैक्टीरिया की जड़ में प्रवेश किया।

20 साल बाद, डच वैज्ञानिक बेजरिनक ने मटर, वीच, चाइनी, बीन्स, सेराडेला और लॉलीपॉप के पिंड से बैक्टीरिया को अलग किया और उनके गुणों का अध्ययन किया, पौधों को संक्रमित करने और नोड्यूल के गठन का कारण बनने की क्षमता की जाँच की। उन्होंने इन सूक्ष्मजीवों का नाम बैसिलस रेडिसिकोला रखा। चूंकि बीजाणु जो बीजाणु बनाते हैं, वे जीनस बैसिलस से संबंधित होते हैं, और नोड्यूल बैक्टीरिया में इस क्षमता की कमी होती है, ए। प्राज़मोव्स्की ने उनका नाम बदलकर बैक्टीरियम रेडिसिकोला रखा। बी। फ्रैंक ने नोड्यूल बैक्टीरिया के लिए एक अधिक सफल सामान्य नाम का प्रस्ताव दिया - राइजोबियम (ग्रीक राइजो से - जड़, जैव - जीवन; जड़ों पर जीवन)। इस नाम ने जड़ ली है और अभी भी साहित्य में प्रयोग किया जाता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की एक प्रजाति को नामित करने के लिए, सामान्य नाम राइजोबियम में एक शब्द जोड़ने की प्रथा है, जो पौधों की प्रजातियों के लैटिन नाम के अनुरूप है, जिनके नोड्यूल्स को अलग किया जाता है और जिस पर वे नोड्यूल बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, राइजोबियम ट्राइफोली - क्लोवर नोड्यूल बैक्टीरिया, राइजोबियम ल्यूपिनी - ल्यूपिन नोड्यूल बैक्टीरिया, आदि। ऐसे मामलों में जहां नोड्यूल बैक्टीरिया विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों की जड़ों पर नोड्यूल बनाने में सक्षम होते हैं, यानी तथाकथित क्रॉस-संक्रमण का कारण बनते हैं, प्रजाति का नाम ऐसा है जैसे कि सामूहिक - यह ठीक इसी "क्रॉस-संक्रमण" क्षमता को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, राइजोबियम लेग्यूमिनोसारम - मटर (पिसम), दाल (लेंस), रैंक (लैथिरस) के नोड्यूल बैक्टीरिया।

नोड्यूल बैक्टीरिया की आकृति विज्ञान और शरीर विज्ञान। नोड्यूल बैक्टीरिया को विभिन्न प्रकार के रूपों की विशेषता है - बहुरूपता। प्रयोगशाला स्थितियों और मिट्टी में शुद्ध संस्कृति में नोड्यूल बैक्टीरिया का अध्ययन करते समय कई शोधकर्ताओं ने इस पर ध्यान आकर्षित किया। नोड्यूल बैक्टीरिया रॉड के आकार का और अंडाकार हो सकता है। इन जीवाणुओं में फिल्टर करने योग्य रूप, एल-रूप, कोकॉइड स्थिर और गतिशील जीव भी हैं।

पोषक मीडिया पर शुद्ध संस्कृति में युवा नोड्यूल बैक्टीरिया में आमतौर पर एक रॉड के आकार का आकार होता है (चित्र 143, 2, 3), छड़ का आकार लगभग 0.5 - 0.9 X 1.2 - 3.0 माइक्रोन, मोबाइल, विभाजन से गुणा होता है। तिपतिया घास के नोड्यूल बैक्टीरिया की छड़ के आकार की कोशिकाओं में, बंधाव द्वारा विभाजन देखा जाता है। उम्र के साथ, रॉड के आकार की कोशिकाएं नवोदित हो सकती हैं। ग्राम के अनुसार, कोशिकाएं नकारात्मक रूप से दागती हैं, उनकी अल्ट्राफाइन संरचना ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया (चित्र। 143, 4) की विशिष्ट होती है।

उम्र बढ़ने के साथ, नोड्यूल बैक्टीरिया अपनी गतिशीलता खो देते हैं और तथाकथित कमरबंद छड़ की स्थिति में चले जाते हैं। कोशिकाओं में प्रोटोप्लाज्म के घने और ढीले वर्गों के प्रत्यावर्तन के कारण उन्हें यह नाम मिला। एनिलिन रंजक के साथ कोशिकाओं के उपचार के बाद एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत देखे जाने पर कोशिकाओं की पट्टी का अच्छी तरह से पता लगाया जाता है। प्रोटोप्लाज्म (गर्डल) के घने खंड उनके बीच के रिक्त स्थान से भी बदतर होते हैं। एक ल्यूमिनसेंट माइक्रोस्कोप में, बैंड हल्के हरे रंग के होते हैं, उनके बीच के स्थान चमकते नहीं हैं और गहरे रंग के दिखते हैं (चित्र 143, 1)। बेल्ट पिंजरे के बीच में या सिरों पर स्थित हो सकते हैं। कोशिकाओं की कमरबंद भी इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न पर दिखाई दे रही है, अगर तैयारी को देखने से पहले विपरीत एजेंटों के साथ इलाज नहीं किया जाता है (चित्र। 143, 3)। संभवतः, उम्र के साथ, जीवाणु कोशिका वसायुक्त समावेशन से भर जाती है जो रंग का अनुभव नहीं करती है और परिणामस्वरूप, कोशिका को धारीदार बना देती है। "बेल्ड रॉड्स" का चरण बैक्टेरॉइड्स के गठन के चरण से पहले होता है - अनियमित आकार की कोशिकाएं: गाढ़ा, शाखित, गोलाकार, नाशपाती के आकार का और फ्लास्क के आकार का (चित्र 144)। शब्द "बैक्टेरॉइड्स" को 1885 में जे। ब्रूनहोर्स्ट द्वारा साहित्य में पेश किया गया था, इसे असामान्य आकार के निर्माण के लिए लागू किया गया था, जो नोड्यूल ऊतकों में पाए जाने वाले रॉड के आकार की जीवाणु कोशिकाओं से बहुत बड़ा था।

बैक्टेरॉइड्स में अधिक वॉल्युटिन ग्रैन्यूल होते हैं और रॉड के आकार की कोशिकाओं की तुलना में ग्लाइकोजन और वसा की उच्च सामग्री की विशेषता होती है। कृत्रिम पोषक माध्यम में उगाए गए और नोड्यूल ऊतकों में बनने वाले बैक्टेरॉइड शारीरिक रूप से एक ही प्रकार के होते हैं। यह माना जाता है कि बैक्टेरॉइड्स एक अपूर्ण विभाजन प्रक्रिया वाले बैक्टीरिया के रूप हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया के अपूर्ण कोशिका विभाजन के साथ, बैक्टेरॉइड्स के द्विबीजपत्री रूप से शाखाएं उत्पन्न होती हैं। संस्कृति की उम्र बढ़ने के साथ बैक्टेरॉइड्स की संख्या बढ़ जाती है; उनकी उपस्थिति पोषक माध्यम की कमी, चयापचय उत्पादों के संचय और माध्यम में अल्कलॉइड की शुरूआत से सुगम होती है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की पुरानी (दो महीने पुरानी) संस्कृतियों में, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, कई कोशिकाओं (चित्र। 145) - आर्थ्रोस्पोर्स में स्पष्ट रूप से परिभाषित गोलाकार संरचनाओं की पहचान करना संभव है। कोशिकाओं में इनकी संख्या 1 से 5 तक होती है।

विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों के नोड्यूल बैक्टीरिया पोषक माध्यम पर विभिन्न दरों पर बढ़ते हैं। तेजी से बढ़ने वाले जीवाणुओं में मटर, तिपतिया घास, अल्फाल्फा, चारा बीन्स, वेच, दाल, चीनी, मीठा तिपतिया घास, मेथी, बीन्स, छोले और पक्षी-पैर के राइजोबिया शामिल हैं; धीमी गति से बढ़ने के लिए - ल्यूपिन, सोयाबीन, मूंगफली, सेराडेला, मूंग, लोबिया, सैनफॉइन, गोरसे के नोड्यूल बैक्टीरिया। तेजी से बढ़ने वाली संस्कृतियों की पूरी तरह से गठित कालोनियों को ऊष्मायन के 3 - 4 वें दिन, धीमी गति से बढ़ने वाली संस्कृतियों की कॉलोनियों - 7 - 8 तारीख को प्राप्त किया जा सकता है।

तेजी से बढ़ने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया को फ्लैगेला की एक पेरिट्रिचस व्यवस्था की विशेषता होती है, जबकि धीमी गति से बढ़ने वाले बैक्टीरिया मोनोट्रिचियल होते हैं (तालिका 42, 1–5)।

कशाभिका के अलावा, तरल माध्यम (तालिका 42, 43) पर उगाए जाने पर नोड्यूल बैक्टीरिया की कोशिकाओं में फिलामेंटस और मनका जैसे बहिर्गमन बनते हैं। उनकी लंबाई 8 - 10 माइक्रोन तक पहुंच जाती है। वे आमतौर पर कोशिका की सतह पर स्थित होते हैं, उनमें प्रति कोशिका 4 से 10 या अधिक होती है।

तेजी से बढ़ने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया की कॉलोनियों में पके हुए दूध का रंग होता है, अक्सर पारभासी, घिनौना, चिकने किनारों के साथ, मध्यम उत्तल, और अंततः अगर माध्यम की सतह पर बढ़ते हैं। धीमी गति से बढ़ने वाले जीवाणुओं की कॉलोनियां अधिक उत्तल, छोटी, सूखी, घनी होती हैं और, एक नियम के रूप में, माध्यम की सतह पर नहीं बढ़ती हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा निर्मित बलगम पॉलीसेकेराइड प्रकार का एक जटिल यौगिक है, जिसमें हेक्सोज, पेंटोस और यूरोनिक एसिड शामिल हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया माइक्रोएरोफाइल होते हैं (वे वातावरण में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन के साथ विकसित होते हैं), हालांकि, वे एरोबिक स्थितियों को पसंद करते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया पोषक मीडिया में कार्बन स्रोत के रूप में कार्बोहाइड्रेट और कार्बनिक अम्लों का उपयोग करते हैं, और विभिन्न खनिज और कार्बनिक नाइट्रोजन युक्त यौगिकों को नाइट्रोजन स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं। जब मीडिया पर नाइट्रोजन युक्त पदार्थों की एक उच्च सामग्री के साथ खेती की जाती है, तो नोड्यूल बैक्टीरिया पौधे में घुसने और नोड्यूल बनाने की क्षमता खो सकते हैं। इसलिए, नोड्यूल बैक्टीरिया आमतौर पर पौधे के अर्क (बीन, मटर शोरबा) या मिट्टी के अर्क पर उगाए जाते हैं। विकास के लिए आवश्यक फास्फोरस खनिज और कार्बनिक फास्फोरस युक्त यौगिकों से नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है; खनिज यौगिक कैल्शियम, पोटेशियम और अन्य खनिज तत्वों के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया को नोड्यूल से या सीधे मिट्टी से अलग करते समय बाहरी सैप्रोफाइटिक माइक्रोफ्लोरा को दबाने के लिए, क्रिस्टल वायलेट, टैनिन या एंटीबायोटिक दवाओं के साथ पोषक तत्व मीडिया की सिफारिश की जाती है।

अधिकांश नोड्यूल बैक्टीरिया संस्कृतियों के विकास के लिए, 24 - 26 ° की सीमा में एक इष्टतम तापमान की आवश्यकता होती है। 0° और 37°C पर वृद्धि रुक ​​जाती है। आमतौर पर प्रयोगशाला स्थितियों में नोड्यूल बैक्टीरिया की संस्कृतियों को कम तापमान (2-4 डिग्री सेल्सियस) पर संग्रहित किया जाता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की कई प्रजातियां बी विटामिन को संश्लेषित करने में सक्षम हैं, साथ ही विकास पदार्थ जैसे हेटरोआक्सिन (फिंडोलेएसेटिक एसिड)।

सभी नोड्यूल बैक्टीरिया माध्यम (पीएच = 8.0) की क्षारीय प्रतिक्रिया के लिए लगभग समान रूप से प्रतिरोधी होते हैं, लेकिन एक अम्लीय के प्रति असमान रूप से संवेदनशील होते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता, पौरूष, प्रतिस्पर्धा और गतिविधि।नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता की अवधारणा सामूहिक है। यह बैक्टीरिया की पौधों में नोड्यूल बनाने की क्षमता की विशेषता है। यदि हम सामान्य रूप से नोड्यूल बैक्टीरिया के बारे में बात करते हैं, तो उनके लिए केवल फलीदार पौधों के समूह में नोड्यूल का गठन अपने आप में विशिष्ट है - उनमें फलीदार पौधों के लिए चयनात्मकता है।

हालांकि, अगर हम नोड्यूल बैक्टीरिया की अलग-अलग संस्कृतियों पर विचार करते हैं, तो यह पता चलता है कि उनमें से कुछ ऐसे हैं जो केवल एक निश्चित, कभी-कभी बड़े, कभी-कभी छोटे, फलीदार पौधों के समूह को संक्रमित करने में सक्षम होते हैं, और इस अर्थ में, नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता मेजबान संयंत्र के संबंध में एक चयनात्मक क्षमता है। नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता संकीर्ण हो सकती है (तिपतिया घास नोड्यूल बैक्टीरिया केवल क्लोवर के एक समूह को संक्रमित करता है - प्रजाति विशिष्टता, और ल्यूपिन नोड्यूल बैक्टीरिया को वैरिएटल विशिष्टता की विशेषता भी हो सकती है - ल्यूपिन की केवल अल्कलॉइड या अल्कलॉइड-मुक्त किस्मों को संक्रमित)। एक विस्तृत विशिष्टता के साथ, मटर नोड्यूल बैक्टीरिया मटर, ठोड़ी और बीन पौधों को संक्रमित कर सकते हैं, और मटर और बीन नोड्यूल बैक्टीरिया मटर के पौधों को संक्रमित कर सकते हैं, अर्थात, वे सभी "क्रॉस-संक्रमित" करने की क्षमता की विशेषता रखते हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता उनके वर्गीकरण का आधार है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता एक पौधे या उनके समूह के लिए उनके दीर्घकालिक अनुकूलन और इस संपत्ति के आनुवंशिक संचरण के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुई। इस संबंध में, क्रॉस-संक्रमण समूह के भीतर पौधों के लिए नोड्यूल बैक्टीरिया की एक अलग अनुकूलन क्षमता भी है। इस प्रकार, अल्फाल्फा नोड्यूल बैक्टीरिया मीठे तिपतिया घास में नोड्यूल बना सकते हैं। फिर भी, OHPI अल्फाल्फा के लिए अधिक अनुकूलित होते हैं, और मीठे तिपतिया घास बैक्टीरिया मीठे तिपतिया घास के लिए अधिक अनुकूलित होते हैं।

फलीदार पौधों की जड़ प्रणाली के नोड्यूल बैक्टीरिया से संक्रमण की प्रक्रिया में, सूक्ष्मजीवों के विषाणु का बहुत महत्व है। यदि विशिष्टता बैक्टीरिया की कार्रवाई के स्पेक्ट्रम को निर्धारित करती है, तो नोड्यूल बैक्टीरिया का विषाणु इस स्पेक्ट्रम के भीतर उनकी कार्रवाई की गतिविधि की विशेषता है। विषाणु से तात्पर्य नोड्यूल बैक्टीरिया की जड़ ऊतक में प्रवेश करने, वहां गुणा करने और नोड्यूल के गठन का कारण बनने की क्षमता से है।

न केवल पौधे की जड़ों में घुसने की क्षमता, बल्कि इस पैठ की गति से भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है।

नोड्यूल बैक्टीरिया के एक तनाव के विषाणु को निर्धारित करने के लिए, नोड्यूल के गठन का कारण बनने की क्षमता स्थापित करना आवश्यक है। किसी भी प्रकार के विषाणु के लिए मानदंड बैक्टीरिया की न्यूनतम संख्या हो सकती है जो अन्य उपभेदों की तुलना में जड़ों का अधिक जोरदार संक्रमण प्रदान करता है, जो नोड्यूल के गठन में परिणत होता है।

मिट्टी में, अन्य उपभेदों की उपस्थिति में, अधिक विषैला उपभेद हमेशा पौधे को पहले संक्रमित नहीं करेगा। इस मामले में, किसी को इसकी प्रतिस्पर्धी क्षमता को ध्यान में रखना चाहिए, जो अक्सर प्राकृतिक परिस्थितियों में पौरुष की संपत्ति को मुखौटा बनाती है।

यह आवश्यक है कि विषाणुजनित उपभेदों में प्रतिस्पर्धात्मकता भी हो, अर्थात, वे न केवल स्थानीय सैप्रोफाइटिक माइक्रोफ्लोरा के प्रतिनिधियों के साथ, बल्कि नोड्यूल बैक्टीरिया के अन्य उपभेदों के साथ भी सफलतापूर्वक प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। एक नस्ल की प्रतिस्पर्धात्मकता का एक संकेतक पौधों की जड़ों पर कुल पिंडों की संख्या के प्रतिशत के रूप में इसके द्वारा गठित नोड्यूल की संख्या है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की एक महत्वपूर्ण संपत्ति उनकी गतिविधि (दक्षता) है, यानी, लेग्यूमिनस पौधों के साथ सहजीवन में आणविक नाइट्रोजन को आत्मसात करने और इसमें मेजबान पौधे की जरूरतों को पूरा करने की क्षमता। फलियों की उपज में वृद्धि में नोड्यूल बैक्टीरिया किस हद तक योगदान करते हैं, इस पर निर्भर करते हुए, उन्हें आमतौर पर सक्रिय (प्रभावी), निष्क्रिय (अप्रभावी) और निष्क्रिय (अप्रभावी) में विभाजित किया जाता है।

फलीदार पौधे की दूसरी प्रजाति के साथ सहजीवन में एक मेजबान पौधे के लिए निष्क्रिय बैक्टीरिया का एक तनाव काफी प्रभावी हो सकता है। इसलिए, जब इसकी प्रभावशीलता के संदर्भ में एक तनाव की विशेषता होती है, तो यह हमेशा इंगित किया जाना चाहिए कि किस मेजबान पौधे की प्रजाति के संबंध में इसका प्रभाव प्रकट होता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि उनकी स्थायी संपत्ति नहीं है। अक्सर प्रयोगशाला अभ्यास में, नोड्यूल बैक्टीरिया की संस्कृतियों में गतिविधि का नुकसान होता है। इस मामले में, या तो पूरी संस्कृति की गतिविधि खो जाती है, या कम गतिविधि वाली व्यक्तिगत कोशिकाएं दिखाई देती हैं। कुछ एंटीबायोटिक्स, अमीनो एसिड की उपस्थिति में नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि में कमी होती है। नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि के नुकसान के कारणों में से एक फेज का प्रभाव हो सकता है। पारित होने से, यानी, मेजबान पौधे (किसी विशेष पौधे की प्रजाति के लिए अनुकूलन) के माध्यम से बार-बार बैक्टीरिया को पारित करना, अप्रभावी लोगों से प्रभावी उपभेदों को प्राप्त करना संभव है।

-किरणों के संपर्क में आने से बढ़ी हुई दक्षता के साथ उपभेदों को प्राप्त करना संभव हो जाता है। एक निष्क्रिय स्ट्रेन से अल्फाल्फा नोड्यूल बैक्टीरिया के अत्यधिक सक्रिय रेडियोम्यूटेंट के उद्भव के ज्ञात मामले हैं। आयनकारी विकिरण का उपयोग, जिसका कोशिका की आनुवंशिक विशेषताओं में परिवर्तन पर सीधा प्रभाव पड़ता है, सभी संभावना में, नोड्यूल बैक्टीरिया के अत्यधिक सक्रिय उपभेदों के चयन में एक आशाजनक तकनीक हो सकती है।

एक फलीदार पौधे का नोड्यूल बैक्टीरिया से संक्रमण। नोड्यूल बैक्टीरिया के साथ जड़ प्रणाली के संक्रमण की सामान्य प्रक्रिया को सुनिश्चित करने के लिए, जड़ क्षेत्र में काफी बड़ी संख्या में व्यवहार्य जीवाणु कोशिकाओं का होना आवश्यक है। टीकाकरण की प्रक्रिया को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक कोशिकाओं की संख्या के संबंध में शोधकर्ताओं की राय अलग है। इस प्रकार, अमेरिकी वैज्ञानिक ओ। एलन (1966) के अनुसार, छोटे-बीज वाले पौधों के टीकाकरण के लिए 500-1000 कोशिकाओं की आवश्यकता होती है, और बड़े-बीज वाले पौधों के टीकाकरण के लिए प्रति 1 बीज में कम से कम 70,000 कोशिकाओं की आवश्यकता होती है। ऑस्ट्रेलियाई शोधकर्ता जे. विंसेंट (1966) के अनुसार, टीकाकरण के समय, प्रत्येक बीज में कम से कम कई सौ व्यवहार्य और सक्रिय नोड्यूल बैक्टीरिया कोशिकाएं होनी चाहिए। इस बात के प्रमाण हैं कि एकल कोशिकाएँ भी जड़ ऊतक पर आक्रमण कर सकती हैं।

एक फलीदार पौधे की जड़ प्रणाली के विकास के दौरान, जड़ की सतह पर नोड्यूल बैक्टीरिया के गुणन को जड़ स्राव द्वारा प्रेरित किया जाता है। रूट कैप और बालों के विनाश उत्पाद भी नोड्यूल बैक्टीरिया को एक उपयुक्त सब्सट्रेट प्रदान करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एक फलीदार पौधे के राइजोस्फीयर में, नोड्यूल बैक्टीरिया का विकास तेजी से उत्तेजित होता है, अनाज के पौधों के लिए, यह घटना नहीं देखी जाती है।

जड़ की सतह पर श्लेष्म पदार्थ (मैट्रिक्स) की एक परत होती है, जो राइजोस्फीयर में बैक्टीरिया की उपस्थिति की परवाह किए बिना बनती है। प्रकाश-प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी (चित्र 147) में जांच करने पर यह परत स्पष्ट रूप से दिखाई देती है। टीकाकरण के बाद नोड्यूल बैक्टीरिया आमतौर पर इस परत में भाग जाते हैं और जड़ के उत्तेजक प्रभाव के कारण इसमें जमा हो जाते हैं (चित्र 148), जो 30 मिमी तक की दूरी पर भी प्रकट होता है।

इस अवधि के दौरान, जड़ ऊतक में नोड्यूल बैक्टीरिया की शुरूआत से पहले, राइजोस्फीयर में बैक्टीरिया बेहद मोबाइल होते हैं। प्रारंभिक अध्ययनों में, जिसमें अनुसंधान के लिए एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया गया था, राइजोस्फीयर क्षेत्र में स्थित नोड्यूल बैक्टीरिया को श्वार्मर्स (गोनिडिया या ज़ोस्पोरेस) - "झुंड" नाम दिया गया था। फेरेस (1957) की विधि का उपयोग करते हुए, जड़ की नोक और जड़ के बालों के क्षेत्र में बहुत तेज गति से चलने वाले कालोनियों के गठन का निरीक्षण करना संभव है। श्वार्मर कॉलोनियां बहुत कम समय के लिए मौजूद होती हैं - एक दिन से भी कम समय के लिए।

पौधे की जड़ में नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रवेश के तंत्र के बारे में कई परिकल्पनाएं हैं। उनमें से सबसे दिलचस्प निम्नलिखित हैं। एक परिकल्पना के लेखक कहते हैं कि नोड्यूल बैक्टीरिया एपिडर्मल और कॉर्टिकल ऊतक को नुकसान पहुंचाकर जड़ में प्रवेश करते हैं (विशेषकर उन जगहों पर जहां पार्श्व जड़ें शाखा बंद हो जाती हैं)। इस परिकल्पना को ब्रिल (1888) के शोध के आधार पर आगे रखा गया था, जिसने पहले नोड्यूल बैक्टीरिया के निलंबन में डूबी सुई के साथ जड़ों को छेदकर फलीदार पौधों में नोड्यूल का गठन किया था। एक विशेष मामले के रूप में, ऐसा कार्यान्वयन पथ काफी वास्तविक है। उदाहरण के लिए, मूंगफली में नोड्यूल मुख्य रूप से जड़ शाखाओं की धुरी में स्थित होते हैं, जो पार्श्व जड़ों के अंकुरण के दौरान अंतराल के माध्यम से नोड्यूल बैक्टीरिया के जड़ में प्रवेश का सुझाव देते हैं।

एक दिलचस्प और निराधार परिकल्पना जड़ के बालों के माध्यम से जड़ ऊतक में नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रवेश है। अधिकांश शोधकर्ताओं द्वारा जड़ के बालों के माध्यम से नोड्यूल बैक्टीरिया के पारित होने को मान्यता दी गई है।

पी। डारोट और एफ। मर्सर (1965) की यह धारणा बहुत ही ठोस है कि नोड्यूल बैक्टीरिया छोटे (0.1 - 0.4 माइक्रोन) कोकॉइड कोशिकाओं के रूप में अंतराल (0.3 - 0.4 माइक्रोन) सेल्यूलोज फाइब्रिलर नेटवर्क के रूप में जड़ में प्रवेश करते हैं। जड़ बालों की म्यान। प्रतिकृति विधि द्वारा प्राप्त जड़ की सतह की इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म तस्वीरें (चित्र 149), और फलीदार पौधों के राइजोस्फीयर में नोड्यूल बैक्टीरिया कोशिकाओं के सिकुड़ने का तथ्य इस स्थिति की पुष्टि करता है।

यह संभव है कि नोड्यूल बैक्टीरिया युवा जड़ युक्तियों के एपिडर्मल कोशिकाओं के माध्यम से जड़ में प्रवेश कर सकते हैं। प्राज़मोव्स्की (1889) के अनुसार, बैक्टीरिया केवल युवा कोशिका झिल्ली (रूट बाल या एपिडर्मल कोशिकाओं) के माध्यम से जड़ में प्रवेश कर सकते हैं और कोर्टेक्स की रासायनिक रूप से परिवर्तित या कॉर्क परत को दूर करने में पूरी तरह से असमर्थ हैं। यह समझा सकता है कि नोड्यूल आमतौर पर विकसित होते हैं मुख्य जड़ और पार्श्व जड़ों के युवा क्षेत्र।

हाल ही में, ऑक्सिन परिकल्पना को बहुत लोकप्रियता मिली है। इस परिकल्पना के लेखकों का मानना ​​​​है कि नोड्यूल बैक्टीरिया ट्रिप्टोफैन से β-इंडोलैसेटिक एसिड (हेटेरोक्सिन) के संश्लेषण को उत्तेजित करके जड़ में प्रवेश करते हैं, जो हमेशा पौधे की जड़ स्राव में मौजूद होता है। हेटरोआक्सिन की उपस्थिति जड़ के बालों की वक्रता से जुड़ी होती है, जो आमतौर पर तब देखी जाती है जब जड़ प्रणाली नोड्यूल बैक्टीरिया (चित्र। 150) से संक्रमित होती है।

पौधे के संक्रमण के समय β-इंडोलिलैसिटिक एसिड का स्रोत, जाहिर है, न केवल पौधे हैं जो रूट सिस्टम के माध्यम से ट्रिप्टोफैन का स्राव करते हैं, जो रूट नोड्यूल सहित कई प्रकार के बैक्टीरिया 8-इंडोलिलेसेटिक एसिड में परिवर्तित हो सकते हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया स्वयं, और संभवतः जड़ क्षेत्र में रहने वाले अन्य प्रकार के मिट्टी के सूक्ष्मजीव भी हेटरोआक्सिन के संश्लेषण में भाग ले सकते हैं।

हालाँकि, ऑक्सिन परिकल्पना को बिना शर्त स्वीकार नहीं किया जा सकता है। हेटेरोआक्सिन की क्रिया गैर-विशिष्ट है और विभिन्न पौधों की प्रजातियों में जड़ के बालों की वक्रता का कारण बनती है, न कि केवल फलियां। इसी समय, नोड्यूल बैक्टीरिया केवल फलीदार पौधों में जड़ के बालों की वक्रता का कारण बनते हैं, जबकि महत्वपूर्ण चयनात्मकता प्रदर्शित करते हैं। यदि माना गया प्रभाव केवल β-indolylacetic acid द्वारा निर्धारित किया गया था, तो ऐसी कोई विशिष्टता नहीं होगी। इसके अलावा, नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रभाव में जड़ के बालों में परिवर्तन की प्रकृति हेटेरोआक्सिन के प्रभाव से कुछ अलग है।

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ मामलों में, बिना जड़ वाले बाल संक्रमण के संपर्क में आते हैं। अवलोकन से पता चलता है कि अल्फाल्फा और मटर में, जड़ के 60-70% बाल मुड़े हुए और मुड़े हुए होते हैं, और तिपतिया घास में - लगभग 50%। कुछ तिपतिया घास प्रजातियों में, यह प्रतिक्रिया संक्रमित बालों के 1/4 से अधिक नहीं होती है। वक्रता की प्रतिक्रिया में, जाहिर है, जड़ बालों की स्थिति का बहुत महत्व है। बढ़ते जड़ के बाल बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित पदार्थों की क्रिया के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया जड़ के बालों की दीवारों को नरम करने के लिए जाने जाते हैं। हालांकि, वे या तो सेल्युलेस या पेक्टिनोलिटिक एंजाइम नहीं बनाते हैं। इस संबंध में, यह सुझाव दिया गया था कि नोड्यूल बैक्टीरिया एक पॉलीसेकेराइड प्रकृति के बलगम के स्राव के कारण जड़ में प्रवेश करते हैं, जो पौधों द्वारा पॉलीगैलेक्टुरोनेज एंजाइम के संश्लेषण का कारण बनता है। पेक्टिन पदार्थों को नष्ट करने वाला यह एंजाइम जड़ के बालों के खोल को प्रभावित करता है, जिससे यह अधिक प्लास्टिक और पारगम्य हो जाता है। कम मात्रा में, पॉलीगैलेक्टुरोनेज हमेशा जड़ के बालों में मौजूद होता है और, जाहिरा तौर पर, झिल्ली के संबंधित घटकों के आंशिक विघटन के कारण, कोशिका को खिंचाव की अनुमति देता है।

कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि पेक्टिनोलिटिक एंजाइम पैदा करने वाले सैटेलाइट बैक्टीरिया की बदौलत नोड्यूल बैक्टीरिया जड़ में घुस जाते हैं। इस परिकल्पना को निम्नलिखित तथ्यों के आधार पर सामने रखा गया था। जब जड़ के बालों की माइक्रोस्कोपी की जाती है, तो कई शोधकर्ताओं ने एक प्रकाश स्थान की उपस्थिति को नोट किया, जिसके पास नोड्यूल बैक्टीरिया जमा होते हैं। यह स्थान प्रोटोपेक्टिनेज द्वारा ऊतक मैक्रेशन (विनाश) की शुरुआत का संकेत हो सकता है, जैसा कि कई जीवाणु रोगों में पौधों में देखा गया है। इसके अलावा, यह पाया गया कि पेक्टिनोलिटिक एंजाइम पैदा करने वाले बैक्टीरिया की उपस्थिति में नोड्यूल बैक्टीरिया की अविरल संस्कृतियां जड़ में घुसने में सक्षम हो जाती हैं।

एक और परिकल्पना पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जिसके अनुसार जड़ के बालों की सतह पर उंगली की तरह फलाव के गठन के दौरान नोड्यूल बैक्टीरिया जड़ में प्रवेश करते हैं। इस परिकल्पना की पुष्टि करने वाले एक रूट हेयर सेक्शन का इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न (चित्र। 150, 3) एक छतरी के हैंडल के रूप में मुड़े हुए जड़ के बाल दिखाता है, जिसके मोड़ में नोड्यूल बैक्टीरिया का संचय होता है। नोड्यूल बैक्टीरिया ऐसे होते हैं जैसे कि जड़ के बालों द्वारा (पिनोसाइटोसिस के समान) खींचे जाते हैं (निगल जाते हैं)।

अंतःक्षेपण परिकल्पना को अनिवार्य रूप से ऑक्सिन या एंजाइमी परिकल्पना से अलग नहीं किया जा सकता है, क्योंकि अंतःक्षेपण ऑक्सिन या एंजाइमी कारक के संपर्क के परिणामस्वरूप होता है।

जड़ ऊतक में नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रवेश की प्रक्रिया सभी प्रकार के फलीदार पौधों में समान होती है और इसमें दो चरण होते हैं। पहले चरण में जड़ के बालों का संक्रमण होता है। दूसरे चरण में, नोड्यूल बनने की प्रक्रिया तीव्रता से आगे बढ़ती है। विभिन्न पौधों की प्रजातियों में चरणों की अवधि अलग-अलग होती है: ट्राइफोलियम फ्रैगिफेरम में पहला चरण 6 दिनों तक रहता है, ट्राइफोलियम निग्रेसेंस में - 3 दिन।

कुछ मामलों में चरणों के बीच की सीमाओं का पता लगाना बहुत मुश्किल होता है। जड़ के बालों में नोड्यूल बैक्टीरिया का सबसे गहन परिचय पौधे के विकास के शुरुआती चरणों में होता है। दूसरा चरण नोड्यूल के बड़े पैमाने पर गठन के दौरान समाप्त होता है। अक्सर, जड़ों पर पिंड बनने के बाद भी जड़ के बालों में नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रवेश जारी रहता है। यह तथाकथित अतिरिक्त या अतिरिक्त संक्रमण इसलिए होता है क्योंकि बालों का संक्रमण लंबे समय तक नहीं रुकता है। संक्रमण के बाद के चरणों में, नोड्यूल्स को आमतौर पर जड़ के साथ नीचे रखा जाता है।

जड़ के बालों के विकास, संरचना और घनत्व का प्रकार नोड्यूल बैक्टीरिया की शुरूआत की दर को प्रभावित नहीं करता है। नोड्यूल बनने के स्थान हमेशा संक्रमित बालों के स्थानों से जुड़े नहीं होते हैं।

जड़ में प्रवेश करने के बाद (जड़ के बालों, एपिडर्मल सेल, जड़ क्षति के स्थानों के माध्यम से), नोड्यूल बैक्टीरिया फिर पौधे की जड़ के ऊतकों में चले जाते हैं। सबसे आसानी से, बैक्टीरिया अंतरकोशिकीय स्थानों से गुजरते हैं।

या तो एक कोशिका या जीवाणु कोशिकाओं का समूह जड़ ऊतक में प्रवेश कर सकता है। यदि एक अलग कोशिका पेश की गई है, तो यह ऊतक के माध्यम से एकल कोशिका के रूप में आगे बढ़ना जारी रख सकती है। एकल कोशिकाओं द्वारा जड़ संक्रमण का तरीका ल्यूपिन पौधों की विशेषता है।

हालांकि, ज्यादातर मामलों में, हमलावर कोशिका, सक्रिय रूप से गुणा करती है, तथाकथित संक्रामक धागे (या संक्रामक टीजी) बनाती है और, पहले से ही ऐसे धागे के रूप में, पौधे के ऊतकों में चली जाती है।

शब्द "संक्रमण धागा" एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में संक्रमण प्रक्रिया के अध्ययन के आधार पर उत्पन्न हुआ। Beijerinck के काम के साथ शुरुआत करते हुए, संक्रमण धागे को एक घिनौना, हाइपहे जैसे द्रव्यमान के रूप में देखा जाने लगा जिसमें प्रोलिफ़ेरेटिंग बैक्टीरिया होते हैं।

अनिवार्य रूप से, एक संक्रमण धागा गुणा बैक्टीरिया का एक उपनिवेश है। इसकी शुरुआत वह जगह है जहां एक एकल कोशिका या कोशिकाओं के समूह ने प्रवेश किया है। यह संभव है कि बैक्टीरिया की एक कॉलोनी (और, परिणामस्वरूप, भविष्य में संक्रमण का एक धागा) जड़ की सतह पर बैक्टीरिया के जड़ में प्रवेश करने से पहले बनना शुरू हो जाए।

अलग-अलग पौधों में संक्रमित जड़ के बालों की संख्या काफी भिन्न होती है। आमतौर पर संक्रामक धागे विकृत, मुड़े हुए जड़ वाले बालों में दिखाई देते हैं। हालांकि, ऐसे संकेत हैं कि समान धागे कभी-कभी सीधे बालों में पाए जाते हैं। अधिक बार, एक शाखा वाला धागा जड़ के बालों में देखा जाता है, कम अक्सर दो। कुछ मामलों में, एक जड़ के बालों में कई धागे होते हैं, या कई में संक्रमण के सामान्य धागे होते हैं, जो एक गांठ को जन्म देते हैं (चित्र 151)।

विकृत बालों की कुल संख्या में संक्रमित जड़ के बालों का प्रतिशत बेवजह कम है। यह आमतौर पर 0.6 से 3.2 तक होता है, कभी-कभी 8.0 तक पहुंच जाता है। सफल संक्रमणों का अनुपात और भी कम है, क्योंकि संक्रामक धागों में कई (80% तक) तथाकथित गर्भपात धागे हैं जो विकसित होना बंद हो गए हैं। एक पौधे में सामान्य रूप से विकसित होने वाले संक्रामक धागों की प्रगति की दर 5-8 माइक्रोन प्रति घंटा है। इस गति से 100-200 माइक्रोन लंबे बालों की जड़ों से गुजरने वाला रास्ता एक दिन में संक्रमण के धागे से होकर गुजर सकता है।

रूपात्मक - उनके ओण्टोजेनेसिस में नोड्यूल्स की शारीरिक विशेषताएं।गठन की विधि के अनुसार, फलीदार पौधों के नोड्यूल्स को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: 1 प्रकार - पिंड पेरीसाइकल (रूट लेयर) की कोशिकाओं के विभाजन के दौरान उत्पन्न होते हैं, जो आमतौर पर प्रोटोक्साइलम के खिलाफ स्थित होते हैं (पहली बार जहाजों के निर्माण के लिए) - नोड्यूल के अंतर्जात प्रकार के गठन; टाइप 2 - नोड्यूल्स कॉर्टेक्स और एंडोडर्म (प्राथमिक कॉर्टेक्स की आंतरिक परत) के पैरेन्काइमल कोशिकाओं में रोगज़नक़ की शुरूआत के परिणामस्वरूप रूट कॉर्टेक्स से उत्पन्न होते हैं - एक बहिर्जात प्रकार का नोड्यूल गठन।

प्रकृति में, बाद वाला प्रकार प्रबल होता है। जड़ के केंद्रीय सिलेंडर के ऊतक केवल अंतर्जात और बहिर्जात दोनों प्रकार के नोड्यूल के संवहनी तंत्र के निर्माण में भाग लेते हैं।

एक्सो- और एंडोटाइप नोड्यूल की उपस्थिति की प्रकृति पर विभिन्न विचारों के बावजूद, उनके विकास की प्रक्रिया मूल रूप से समान है। हालांकि, न तो एक और न ही अन्य प्रकार के नोड्यूल गठन को पार्श्व जड़ों के गठन की प्रक्रिया के साथ पहचाना जाना चाहिए, इस तथ्य के बावजूद कि उनकी स्थापना में कुछ समानताएं हैं। इस प्रकार, नोड्यूल और पार्श्व जड़ों का निर्माण एक साथ और, इसके अलावा, एक ही रूट ज़ोन में होता है।

इसी समय, पार्श्व जड़ों और पिंडों के विकास में कई विशेषताएं उनके गठन के प्रकार में गहरा अंतर पर जोर देती हैं। पार्श्व जड़ें पेरीसाइकिल में उत्पन्न होती हैं। विकास के पहले क्षणों से, वे मुख्य जड़ के केंद्रीय सिलेंडर से जुड़े होते हैं, जिससे पार्श्व जड़ों के केंद्रीय सिलेंडर बंद हो जाते हैं, और वे हमेशा प्राथमिक लकड़ी की किरण के खिलाफ उठते हैं। पार्श्व जड़ के विपरीत, नोड्यूल का निर्माण कहीं भी संभव है। नोड्यूल ऊतक के निर्माण की शुरुआत में, जड़ के केंद्रीय सिलेंडर के साथ कोई संवहनी संबंध नहीं होता है, यह बाद में उत्पन्न होता है। वेसल्स आमतौर पर नोड्यूल की परिधि के साथ बनते हैं। वे ट्रेकिड ज़ोन के माध्यम से रूट वाहिकाओं से जुड़े होते हैं और उनका अपना एंडोडर्म होता है (चित्र। 152)।

नोड्यूलेशन और पार्श्व जड़ों की प्रकृति में अंतर विशेष रूप से सेराडेला में स्पष्ट रूप से देखा जाता है, क्योंकि इस पौधे की मुख्य जड़ के कॉर्टिकल ऊतक - पहले नोड्यूल की साइट - कोशिकाओं की अपेक्षाकृत छोटी परत होती है और नोड्यूल बहुत जल्दी दिखाई देते हैं बैक्टीरिया के साथ जड़ के संक्रमण के बाद। वे पहले जड़ पर चपटे फलाव बनाते हैं, जिससे उन्हें पार्श्व जड़ों के शंक्वाकार उभार से अलग करना संभव हो जाता है। नोड्यूल पार्श्व जड़ों से कई संरचनात्मक विशेषताओं में भिन्न होते हैं: एक केंद्रीय सिलेंडर, रूट कैप्स और एपिडर्मिस की अनुपस्थिति, और नोड्यूल को कवर करने वाली छाल की एक महत्वपूर्ण परत की उपस्थिति।

फलीदार पौधों के पिंड (चित्र 153, 1, 2) का निर्माण उस अवधि के दौरान होता है जब जड़ में अभी भी एक प्राथमिक संरचना होती है। यह संक्रामक धागों के सिरों से 2 - 3 परतों की दूरी पर स्थित कॉर्टिकल कोशिकाओं के विभाजन से शुरू होता है। संक्रामक धागों द्वारा प्रवेश की गई प्रांतस्था की परतें अपरिवर्तित रहती हैं। उसी समय, सेराडेला में, कॉर्टिकल कोशिकाओं का विभाजन सीधे संक्रमित जड़ के बालों के नीचे होता है, जबकि मटर में, कोशिका विभाजन केवल प्रांतस्था की अंतिम परत में नोट किया जाता है।

एक रेडियल ऊतक संरचना के गठन के साथ विभाजन आंतरिक कोर कोशिकाओं तक जारी है। यह एक विशिष्ट दिशा के बिना, बेतरतीब ढंग से होता है, और इसके परिणामस्वरूप, छोटे दानेदार कोशिकाओं से मिलकर, नोड्यूल का एक मेरिस्टेम (शैक्षिक ऊतकों की एक प्रणाली) उत्पन्न होता है।

प्रांतस्था की विभाजित कोशिकाएं बदलती हैं: नाभिक गोल होते हैं और आकार में वृद्धि होती है, विशेष रूप से नाभिक। माइटोसिस के बाद, नाभिक फैल जाते हैं और अपना मूल रूप लिए बिना फिर से विभाजित होने लगते हैं। एक द्वितीयक विभज्योतक प्रकट होता है। जल्द ही, एंडोडर्म और पेरीसाइकिल में, प्रारंभिक विभाजन के संकेत दिखाई देते हैं, जो कि पूर्व बाहरी कोशिकाओं में मुख्य रूप से स्पर्शरेखा सेप्टा द्वारा होता है। यह विभाजन अंततः सामान्य विभज्योतक परिसर तक फैला हुआ है, जिनमें से छोटी कोशिकाएँ लम्बी होती हैं, रिक्तिकाएँ गायब हो जाती हैं, और नाभिक अधिकांश कोशिका को भर देता है। तथाकथित प्राथमिक नोड्यूल कोशिकाओं के प्लाज्मा में बनता है, जिसमें नोड्यूल बैक्टीरिया अनुपस्थित होते हैं, क्योंकि इस स्तर पर वे अभी भी संक्रमण धागे के अंदर होते हैं। जबकि प्राथमिक नोड्यूल बन रहा है, संक्रमण धागे कई बार बाहर निकलते हैं और या तो कोशिकाओं के बीच से गुजर सकते हैं - अंतरकोशिकीय रूप से (चित्र 154), या कोशिकाओं के माध्यम से - इंट्रासेल्युलर रूप से - और बैक्टीरिया का परिचय देते हैं (चित्र। 155)।

इंटरसेलुलर संक्रामक धागे, उनमें नोड्यूल बैक्टीरिया के सक्रिय प्रजनन के कारण, अक्सर एक विचित्र आकार प्राप्त करते हैं - वे जेब (डायवर्टिकुला) या मशाल के रूप में बनते हैं (चित्र 154 देखें)।

कोशिका से कोशिका में संक्रमण के धागों की गति की प्रक्रिया पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है। जाहिर है, संक्रामक धागे, जैसा कि कनाडाई सूक्ष्म जीवविज्ञानी डी। जॉर्डन (1963) का मानना ​​​​है, पौधों के ऊतकों के अंतरकोशिकीय स्थानों में नग्न श्लेष्मा किस्में के रूप में तब तक घूमते हैं, जब तक कि कुछ अभी भी अकथनीय कारणों से, वे आसन्न कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में आक्रमण करना शुरू नहीं करते हैं। .

कुछ मामलों में, संक्रमण धागे का आक्रमण एक में होता है, कुछ मामलों में - प्रत्येक पड़ोसी कोशिका में। इन इनविजिनेटेड ट्यूबलर कैविटी (डायवर्टिकुला) के माध्यम से, बलगम प्रवाह में संलग्न धागे की सामग्री। संक्रामक धागों की सबसे सक्रिय वृद्धि आमतौर पर पादप कोशिका के केंद्रक के पास होती है। धागे का प्रवेश नाभिक की गति के साथ होता है, जो संक्रमण की साइट की ओर बढ़ता है, बढ़ता है, आकार बदलता है और पतित होता है। इसी तरह की तस्वीर एक कवक संक्रमण में देखी जाती है, जब नाभिक अक्सर हमलावर हाइप की ओर भागता है, सबसे बड़ी शारीरिक गतिविधि के स्थान के रूप में क्षति के लिए आकर्षित होता है, धागे के करीब आता है, सूज जाता है और ढह जाता है। जाहिर है, यह संक्रमण के लिए पौधे की प्रतिक्रिया की विशेषता है।

वार्षिक पौधों में, संक्रामक धागे आमतौर पर जड़ के संक्रमण की पहली अवधि के दौरान, बारहमासी पौधों में - विकास की लंबी अवधि के दौरान दिखाई देते हैं।

बैक्टीरिया को संक्रमण के धागे से अलग-अलग समय पर और अलग-अलग तरीकों से छोड़ा जा सकता है। बैक्टीरिया का बाहर निकलना, एक नियम के रूप में, एक बहुत लंबी प्रक्रिया है, खासकर बारहमासी पौधों में। आमतौर पर, संक्रमण धागे से मेजबान पौधे के साइटोप्लाज्म में बैक्टीरिया की रिहाई आंतरिक दबाव से जुड़ी होती है, जिसके परिणामस्वरूप धागे में बैक्टीरिया का गहन गुणन और बलगम का उत्सर्जन होता है। कभी-कभी जीवाणु पुटिकाओं (चुलबुली संरचनाओं) के रूप में, संक्रामक धागे के बलगम से घिरे समूहों में धागे से बाहर निकल जाते हैं (चित्र 157)। चूंकि पुटिकाओं में झिल्ली नहीं होती है, इसलिए उनमें से बैक्टीरिया का बाहर निकलना बहुत आसान होता है। नोड्यूल बैक्टीरिया भी पादप कोशिकाओं में अंतरकोशिकीय स्थानों से अकेले प्रवेश कर सकते हैं (चित्र 156)।

संक्रमण धागे से निकलने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया मेजबान ऊतक में गुणा करना जारी रखते हैं। इस अवधि के दौरान उनका प्रजनन कसना विभाजन (चित्र। 158) द्वारा होता है। अधिकांश जीवाणु कोशिका के कोशिका द्रव्य में गुणा करते हैं, न कि संक्रमण धागे में। संक्रमित कोशिकाएं भविष्य के बैक्टेरॉइड ऊतक को जन्म देती हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया की तेजी से गुणा करने वाली कोशिकाओं से भरकर, पौधे की कोशिकाएं तीव्रता से विभाजित होने लगती हैं। संक्रमित कोशिकाओं के माइटोटिक विभाजन के समय, नोड्यूल बैक्टीरिया मातृ कोशिका के दो विपरीत ध्रुवों पर जमा हो सकते हैं और निष्क्रिय रूप से बेटी कोशिकाओं में प्रवेश कर सकते हैं। प्रत्येक असंक्रमित कोशिका नोड्यूल बैक्टीरिया के एक मजबूत उत्तेजक प्रभाव में होती है और परिणामस्वरूप, विभाजित भी हो जाती है। विभज्योतक कोशिकाओं के इस जोरदार माइटोटिक विभाजन के लिए धन्यवाद, नोड्यूल बैक्टीरिया नोड्यूल ऊतकों में फैल जाते हैं और बैक्टेरॉइड क्षेत्र की मात्रा बढ़ जाती है।

संक्रमित ऊतक, घनी पड़ी हुई और सक्रिय रूप से विभाजित कोशिकाओं से मिलकर, पहले एक काटे गए शंकु के आकार का होता है। इसके बाद, इस शंकु के क्रमिक विकास और एक साथ विभाजन और विभज्योतक कोशिकाओं के विकास के कारण, नोड्यूल ऊतक बढ़ता है, इसके शंकु आकार को खो देता है।

इस प्रकार, कोर कोशिकाओं के रेडियल और स्पर्शरेखा विभाजन के परिणामस्वरूप पहले नोड्यूल बढ़ता है, और फिर उनके आकार में वृद्धि और एक साथ विभाजन के कारण। पौधों की कोशिकाओं के पूरी तरह से बैक्टीरिया से भर जाने के बाद, माइटोसिस बंद हो जाता है। हालाँकि, कोशिकाएँ आकार में बढ़ती रहती हैं और अक्सर अत्यधिक लम्बी होती हैं। उनका आकार असंक्रमित पौधों की कोशिकाओं की तुलना में कई गुना बड़ा होता है, जो उनके बीच नोड्यूल के बैक्टेरॉइड क्षेत्र में स्थित होते हैं।

एक फलीदार पौधे की जड़ के साथ एक युवा नोड्यूल का कनेक्शन संवहनी-रेशेदार बंडलों के लिए धन्यवाद किया जाता है। एमएस वोरोनिन (1866) द्वारा पहली बार संवहनी रेशेदार बंडल देखे गए। विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों के पिंडों में संवहनी तंत्र के उत्पन्न होने का समय अलग-अलग होता है। तो, सोयाबीन नोड्यूल्स में, संवहनी बंडलों के विकास की शुरुआत गाय के पैरेन्काइमा की दो परतों में नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रवेश के क्षण से मेल खाती है। नोड्यूल की वृद्धि के साथ, संचालन प्रणाली बढ़ती है, शाखाएं होती है, और बैक्टेरॉइड क्षेत्र को घेर लेती है।

संवहनी प्रणाली के भेदभाव की प्रक्रिया के समानांतर, नोड्यूल एंडोडर्म प्राथमिक नोड्यूल की बाहरी परत से बनता है। फिर नोड्यूल को गोल किया जाता है, इसकी परिधीय कोशिका परत नोड्यूल की छाल से घिरी होती है।

जड़ एपिडर्मिस टूट जाता है, और नोड्यूल का विकास और आकार में वृद्धि जारी रहती है।

परिपक्व पिंडों के अनुदैर्ध्य वर्गों पर एक प्रकाश माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए, ऊतक विभेदन के 4 विशिष्ट क्षेत्र आमतौर पर स्पष्ट रूप से प्रतिष्ठित होते हैं: प्रांतस्था, मेरिस्टेम, बैक्टेरॉइड क्षेत्र और संवहनी प्रणाली। सभी नोड्यूल ऊतक एक्रोपेटल अनुक्रम में अंतर करते हैं क्योंकि नई कोशिकाएं मेरिस्टेम द्वारा शुरू की जाती हैं।

नोड्यूल छाल - नोड्यूल का खोल, जो एक सुरक्षात्मक कार्य करता है। छाल में असंक्रमित पैरेन्काइमल कोशिकाओं की कई पंक्तियाँ होती हैं, जिनका आकार और विशेषताएँ अलग-अलग फलियों में भिन्न होती हैं। अक्सर, प्रांतस्था की कोशिकाओं में लम्बी आकृति होती है और नोड्यूल की अन्य कोशिकाओं की तुलना में बड़ी होती है।

बारहमासी वुडी प्रजातियों के नोड्यूल्स की छाल में, रेजिन, टैनिन और टैनिन युक्त कॉर्क झिल्ली वाली कोशिकाएं अक्सर पाई जाती हैं।

नोड्यूल मेरिस्टेम प्रांतस्था की कोशिकाओं के नीचे स्थित होता है और असंक्रमित कोशिकाओं को भी गहन रूप से विभाजित करने का एक क्षेत्र है। नोड्यूल के मेरिस्टेम को घनी दूरी, बिना अंतरकोशिकीय रिक्त स्थान, अनियमित आकार की छोटी पतली दीवार वाली कोशिकाओं की विशेषता है। नोड्यूल मेरिस्टेम कोशिकाएं अन्य प्रकार के मेरिस्टेमेटिक ऊतक (रूट टॉप, स्टेम टॉप) की कोशिकाओं के समान होती हैं। नोड्यूल मेरिस्टेम कोशिकाओं में राइबोसोम, गॉल्जी बॉडी, प्रोटोप्लास्टिड्स, माइटोकॉन्ड्रिया और अन्य संरचनाओं के साथ घने, बारीक दानेदार साइटोप्लाज्म होते हैं। छोटे रिक्तिकाएँ होती हैं। साइटोप्लाज्म के केंद्र में एक परमाणु झिल्ली, छिद्रों और स्पष्ट रूप से परिभाषित न्यूक्लियोलस के साथ एक बड़ा नाभिक होता है। विभज्योतक कोशिकाओं का कार्य नोड्यूल कॉर्टेक्स, बैक्टेरॉइड क्षेत्र और संवहनी प्रणाली की कोशिकाओं का निर्माण करना है। विभज्योतक के स्थान के आधार पर, पिंडों में कई प्रकार के आकार होते हैं: गोलाकार (मटर, बीन्स, सेराडेला, मूंगफली) या बेलनाकार (अल्फाल्फा, वीच, रैंक, बबूल, तिपतिया घास) (चित्र। 159)। नोड्यूल की परिधि के साथ अलग-अलग क्षेत्रों में स्थित मेरिस्टेम, ल्यूपिन में मफ के आकार के नोड्यूल के गठन की ओर जाता है।

नोड्यूल मेरिस्टेम लंबे समय तक कार्य करता है, यहां तक ​​कि नोड्यूल नेक्रोसिस के दौरान भी, जब वे पहले से ही लाइसिंग बैक्टेरॉइड द्रव्यमान और नष्ट पौधों की कोशिकाओं से भरे होते हैं।

नोड्यूल का बैक्टेरॉइड ज़ोन इसके मध्य भाग में होता है और नोड्यूल के कुल शुष्क द्रव्यमान का 16 से 50% तक होता है। नोड्यूल बनने की पहली अवधि में, यह अनिवार्य रूप से एक जीवाणु क्षेत्र (चित्र 160) है, क्योंकि यह जीवाणु कोशिकाओं से भरा होता है जो बैक्टीरिया में होते हैं, न कि विकास के बैक्टेरॉइड चरण। फिर भी, जब बैक्टीरिया युक्त नोड्यूल ऊतक क्षेत्र की बात आती है, तो इसे बैक्टेरॉइड कहने की प्रथा है।

नोड्यूल के बैक्टेरॉइड क्षेत्र में मुख्य रूप से नोड्यूल बैक्टीरिया से संक्रमित कोशिकाएं होती हैं और आंशिक रूप से उनसे सटे असंक्रमित कोशिकाएं होती हैं, जो पिगमेंट, टैनिन से भरी होती हैं, और शरद ऋतु में - स्टार्च के साथ।

नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रभावी उपभेदों द्वारा गठित नोड्यूल्स में, बैक्टेरॉइड ज़ोन की औसत सापेक्ष मात्रा अप्रभावी उपभेदों की शुरूआत पर बनने वाले नोड्यूल की तुलना में अधिक होती है।

कुछ मामलों में, बैक्टेरॉइड क्षेत्र का आयतन नोड्यूल जीवन की प्रारंभिक अवधि में अधिकतम तक पहुंच जाता है और बाद में अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। बैक्टेरॉइड ज़ोन संक्रामक धागों के घने नेटवर्क द्वारा प्रवेश किया जाता है, और परिधि के साथ संवहनी रेशेदार बंडलों से घिरा होता है।

विभिन्न प्रकार की फलियों के पिंडों में बैक्टेरॉइड का रूप भिन्न हो सकता है (तालिका 44)। तो, विकी, रैंक और मटर में, वे दो शाखाओं वाले या कांटेदार होते हैं। तिपतिया घास और सैन्फिन के लिए, बैक्टेरॉइड्स का प्रमुख रूप गोलाकार, नाशपाती के आकार का, सूजा हुआ, अंडाकार और छोले के लिए गोल होता है। बीन, सेराडेला, बर्ड-फुट और ल्यूपिन के बैक्टेरॉइड्स का आकार लगभग रॉड के आकार का होता है।

नाभिक और रिक्तिका के मध्य क्षेत्र के अपवाद के साथ, बैक्टेरॉइड अधिकांश पादप कोशिका को भरते हैं। इस प्रकार, गुलाबी रंग के नोड्यूल के बैक्टेरॉइड ज़ोन में बैक्टेरॉइड्स का प्रतिशत नोड्यूल बैक्टीरिया की कुल संख्या का 94.2 है। बैक्टेरॉइड कोशिकाएं जीवाणु कोशिकाओं से 3-5 गुना बड़ी होती हैं (चित्र 161.1, 2)।

नोड्यूल बैक्टीरिया के बैक्टेरॉइड्स इस तथ्य के कारण विशेष रुचि रखते हैं कि वे वायुमंडलीय नाइट्रोजन के गहन बंधन की अवधि के दौरान फलीदार पौधों के नोड्यूल के लगभग एकमात्र निवासी हैं। कुछ शोधकर्ता बैक्टेरॉइड्स को पैथोलॉजिकल अपक्षयी रूप मानते हैं और नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया को नोड्यूल बैक्टीरिया के बैक्टेरॉइड रूप से नहीं जोड़ते हैं। अधिकांश शोधकर्ताओं ने पाया कि बैक्टेरॉइड नोड्यूल बैक्टीरिया के सबसे व्यवहार्य और सक्रिय रूप हैं और फलियां केवल अपनी भागीदारी के साथ वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक करती हैं (चित्र 162)।

नोड्यूल की संवहनी प्रणाली बैक्टीरिया और मेजबान पौधे के बीच एक कड़ी प्रदान करती है। संवहनी बंडलों के माध्यम से पोषक तत्वों और चयापचय उत्पादों को ले जाया जाता है। संवहनी प्रणाली जल्दी विकसित होती है और लंबे समय तक कार्य करती है।

पूरी तरह से बने जहाजों की एक विशिष्ट संरचना होती है: उनमें जाइलम ट्रेकिड्स, फ्लोएम फाइबर, छलनी ट्यूब और साथ की कोशिकाएं होती हैं।

फलियां के प्रकार के आधार पर, नोड्यूल का कनेक्शन एक या अधिक संवहनी बंडलों के माध्यम से किया जाता है। उदाहरण के लिए, मटर में, नोड्यूल के आधार पर दो विभेदित संवहनी नोड होते हैं। उनमें से प्रत्येक आमतौर पर दो बार द्विबीजपत्री रूप से शाखाएं करता है, और परिणामस्वरूप, 8 बंडल दूसरी द्विबीजपत्री शाखाओं के स्थान से नोड्यूल से गुजरते हैं। कई पौधों में केवल एक गुच्छा होता है, उसी समय, एक सेसबानिया ग्रैंडिफ्लोरा नोड्यूल में एक वर्ष की उम्र में, वे 126 तक गिनने में कामयाब रहे। अक्सर, नोड्यूल की संवहनी प्रणाली को इसकी छाल से बाहर की तरफ अलग किया जाता है। आंशिक रूप से या पूरी तरह से सबराइज़्ड कोशिकाओं की एक परत, जिसे नोड्यूल एंडोडर्म कहा जाता है, जो रूट एंडोडर्मिस से जुड़ी होती है। नोड्यूल एंडोडर्म असंक्रमित गोजातीय पैरेन्काइमा की बाहरी परत है, जो नोड्यूल ऊतक और रूट कॉर्टेक्स के बीच स्थित है।

अधिकांश पौधों की प्रजातियों में, वर्णित प्रकार के अनुसार नोड्यूल बनते हैं। इसलिए, नोड्यूल का निर्माण जड़ के बाहर शुरू होने वाली जटिल घटनाओं का परिणाम है। संक्रमण के प्रारंभिक चरणों के बाद, एक नोड्यूल का गठन प्रेरित होता है, फिर नोड्यूल ऊतक क्षेत्र में बैक्टीरिया का प्रसार और नाइट्रोजन स्थिरीकरण होता है।

चेक माइक्रोबायोलॉजिस्ट वी. कास (1928) के अनुसार, नोड्यूल बैक्टीरिया के विकास के सभी चरणों का पता नोड्यूल्स के वर्गों पर लगाया जा सकता है। इसलिए, नोड्यूल के ऊपरी भाग में, उदाहरण के लिए, अल्फाल्फा में मुख्य रूप से छोटी विभाजित छड़ के आकार की कोशिकाएं होती हैं, युवा बैक्टेरॉइड्स की एक छोटी मात्रा होती है, जिसकी संख्या धीरे-धीरे बढ़ती है क्योंकि नोड्यूल विकसित होता है। बीच में, नोड्यूल का गुलाबी रंग का हिस्सा, मुख्य रूप से बैक्टेरॉइड कोशिकाएं और कम बार छोटी छड़ के आकार की कोशिकाएं पाई जाती हैं। मेजबान पौधे की वनस्पति के प्रारंभिक चरणों में नोड्यूल के आधार पर, बैक्टेरॉइड्स इसके मध्य भाग के समान होते हैं, लेकिन बढ़ते मौसम के अंत तक वे पहले से अधिक सूजे हुए और पतित हो जाते हैं।

विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों की जड़ों पर पहली बार दिखाई देने वाली गांठों के प्रकट होने का समय अलग होता है (एमवी फेडोरोव, 1952)। अधिकांश फलियों में उनकी उपस्थिति अक्सर पहली सच्ची पत्तियों के विकास के दौरान होती है। इस प्रकार, अल्फाल्फा के पहले नोड्यूल्स का गठन अंकुरण के 4 वें और 5 वें दिनों के बीच देखा जाता है, और 7 वें - 8 वें दिन यह प्रक्रिया होती है। सभी पौधे। दरांती अल्फाल्फा के पिंड 10 दिनों के बाद दिखाई देते हैं।

कामकाज की अवधि के दौरान, नोड्यूल आमतौर पर घने होते हैं। जीवाणुओं के सक्रिय संवर्द्धन से बनने वाले पिंड कम उम्र में सफेद रंग के हो जाते हैं। इष्टतम गतिविधि के प्रकट होने के समय तक, वे गुलाबी हो जाते हैं। बैक्टीरिया की निष्क्रिय संस्कृतियों के संक्रमण के दौरान उत्पन्न होने वाले नोड्यूल, हरे रंग के होते हैं। अक्सर, उनकी संरचना व्यावहारिक रूप से नोड्यूल बैक्टीरिया के सक्रिय उपभेदों की भागीदारी के साथ गठित नोड्यूल की संरचना से भिन्न नहीं होती है, लेकिन वे समय से पहले नष्ट हो जाती हैं।

कुछ मामलों में, निष्क्रिय बैक्टीरिया द्वारा गठित नोड्यूल की संरचना आदर्श से विचलित हो जाती है। यह नोड्यूल ऊतक के अव्यवस्था में व्यक्त किया जाता है, जो आमतौर पर अपने स्पष्ट रूप से परिभाषित आंचलिक भेदभाव को खो देता है।

गुलाबी रंग पिंड में एक वर्णक की उपस्थिति से निर्धारित होता है, जो रक्त हीमोग्लोबिन के रासायनिक संरचना के समान होता है। इस संबंध में, वर्णक को लेगहीमोग्लोबिन (लेगोग्लोबिन) - लेगुमिनोसे हीमोग्लोबिन कहा जाता है। लेगोग्लोबिन केवल उन नोड्यूल कोशिकाओं में पाया जाता है जिनमें बैक्टेरॉइड होते हैं। यह बैक्टेरॉइड्स और उनके आसपास की झिल्ली के बीच की जगह में स्थानीयकृत होता है।

फलीदार पौधे के प्रकार के आधार पर इसकी मात्रा 1 से 3 मिलीग्राम प्रति 1 ग्राम नोड्यूल के बीच होती है।

वार्षिक फलियों में, बढ़ते मौसम के अंत तक, जब नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया समाप्त हो जाती है, तो लाल रंगद्रव्य हरे रंग में बदल जाता है। रंग परिवर्तन नोड्यूल के आधार पर शुरू होता है, बाद में इसका शीर्ष हरा हो जाता है। बारहमासी फलीदार पौधों में, पिंडों का हरापन नहीं होता है या यह केवल नोड्यूल के आधार पर देखा जाता है। विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों में, लाल रंगद्रव्य का हरे रंग में संक्रमण तीव्रता की अलग-अलग डिग्री और अलग-अलग दरों पर होता है।

वार्षिक पौधों के नोड्यूल अपेक्षाकृत कम समय के लिए कार्य करते हैं। अधिकांश फलियों में, नोड्यूल नेक्रोसिस मेजबान पौधे की फूल अवधि के दौरान शुरू होता है और आमतौर पर केंद्र से नोड्यूल की परिधि तक आगे बढ़ता है। विनाश के पहले लक्षणों में से एक नोड्यूल के आधार पर शक्तिशाली दीवारों के साथ कोशिकाओं की एक परत का निर्माण है। मुख्य जड़ पोत के लंबवत स्थित कोशिकाओं की यह परत, इसे नोड्यूल से अलग करती है और मेजबान पौधे और नोड्यूल ऊतकों के बीच पोषक तत्वों के आदान-प्रदान में देरी करती है।

नोड्यूल के अपक्षयी ऊतक की कोशिकाओं में कई रिक्तिकाएं दिखाई देती हैं, नाभिक दागने की अपनी क्षमता खो देते हैं, कुछ नोड्यूल बैक्टीरिया कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं, और कुछ छोटे कोकॉइड आर्थ्रोस्पोर कोशिकाओं के रूप में पर्यावरण में चले जाते हैं।

एक लाइसिंग नोड्यूल के ऊतक में आर्थ्रोस्पोर्स के गठन की प्रक्रिया को आंकड़े 163 - 165 में दिखाया गया है। इस अवधि के दौरान संक्रामक धागे भी काम करना बंद कर देते हैं (चित्र। 166)। परपोषी कोशिकाएँ अपना स्फूर्ति खो देती हैं और उन पड़ोसी कोशिकाओं द्वारा संकुचित हो जाती हैं जिनकी यह अभी भी विशेषता है।

पुराने पिंड काले, परतदार, मुलायम होते हैं। काटने पर उनमें से पानी जैसा बलगम निकलता है। नोड्यूल के विनाश की प्रक्रिया, जो संवहनी प्रणाली की कोशिकाओं के कॉर्किंग से शुरू होती है, पौधे की प्रकाश संश्लेषक गतिविधि में कमी, सूखापन या पर्यावरण की अत्यधिक आर्द्रता से सुगम होती है।

एक नष्ट, म्यूसिलाजिनस नोड्यूल, प्रोटोजोआ, कवक, बेसिली और छोटे रॉड के आकार के नोड्यूल बैक्टीरिया अक्सर पाए जाते हैं।

मेजबान संयंत्र की स्थिति नोड्यूल के कामकाज की अवधि को प्रभावित करती है। इस प्रकार, एफ। एफ। युखिमचुक (1957) के अनुसार, ल्यूपिन के फूलों को काटकर या हटाकर, इसकी वनस्पति की अवधि को लम्बा करना संभव है और साथ ही, नोड्यूल बैक्टीरिया की सक्रिय गतिविधि का समय।

बारहमासी पौधों के नोड्यूल, वार्षिक नोड्यूल के विपरीत, कई वर्षों तक कार्य कर सकते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, कैरगाना में बारहमासी नोड्यूल होते हैं, जिसमें सेल उम्र बढ़ने की प्रक्रिया एक साथ नए के गठन के साथ होती है। विस्टेरिया (चीनी विस्टेरिया) में, बारहमासी पिंड भी कार्य करते हैं, जिससे मेजबान की जड़ों पर गोलाकार सूजन हो जाती है। बढ़ते मौसम के अंत तक, बारहमासी पिंडों के बैक्टेरॉइड ऊतक ख़राब हो जाते हैं, लेकिन पूरा नोड्यूल नहीं मरता है। अगले साल यह फिर से काम करना शुरू कर देता है।

फलीदार पौधों के साथ नोड्यूल बैक्टीरिया के सहजीवी संबंध को निर्धारित करने वाले कारक।सहजीवन के लिए, जो पौधों के अच्छे विकास को सुनिश्चित करता है, पर्यावरणीय परिस्थितियों का एक निश्चित सेट आवश्यक है। यदि पर्यावरणीय परिस्थितियाँ प्रतिकूल हैं, तो उच्च विषाणु, प्रतिस्पर्धी क्षमता और माइक्रोसिम्बियन्ट की गतिविधि के बावजूद, सहजीवन की प्रभावशीलता कम होगी।

नोड्यूल्स के विकास के लिए इष्टतम नमी सामग्री मिट्टी की कुल नमी क्षमता का 60 - 70% है। न्यूनतम मिट्टी की नमी जिस पर मिट्टी में नोड्यूल बैक्टीरिया का विकास अभी भी संभव है, कुल नमी क्षमता के लगभग 16% के बराबर है। जब आर्द्रता इस सीमा से नीचे होती है, तो नोड्यूल बैक्टीरिया आमतौर पर गुणा नहीं करते हैं, लेकिन फिर भी वे मरते नहीं हैं और लंबे समय तक निष्क्रिय अवस्था में रह सकते हैं। नमी की कमी से पहले से बने नोड्यूल की मृत्यु भी हो जाती है।

अक्सर अपर्याप्त नमी वाले क्षेत्रों में, कई फलियां बिना गांठ बनाए विकसित होती हैं।

चूंकि नमी की अनुपस्थिति में नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रजनन नहीं होता है, शुष्क वसंत की स्थिति में, इनोकुलेटेड (कृत्रिम रूप से संक्रमित) बीजों को मिट्टी में गहराई से लगाया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलिया में, नोड्यूल बैक्टीरिया से लेपित बीजों को मिट्टी में गहराई तक दबा दिया जाता है। दिलचस्प बात यह है कि शुष्क जलवायु की मिट्टी में नोड्यूल बैक्टीरिया नम जलवायु की मिट्टी में बैक्टीरिया की तुलना में सूखे के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं। यह उनकी पारिस्थितिक अनुकूलन क्षमता को दर्शाता है।

अतिरिक्त नमी, साथ ही इसकी कमी, सहजीवन के लिए भी प्रतिकूल है - जड़ क्षेत्र में वातन की डिग्री में कमी के कारण, पौधे की जड़ प्रणाली को ऑक्सीजन की आपूर्ति बिगड़ जाती है। अपर्याप्त वातन भी मिट्टी में रहने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है, जैसा कि आप जानते हैं, ऑक्सीजन उपलब्ध होने पर बेहतर तरीके से गुणा करते हैं। फिर भी, जड़ क्षेत्र में उच्च वातन इस तथ्य की ओर जाता है कि आणविक नाइट्रोजन रेड्यूसर ऑक्सीजन को बांधना शुरू कर देते हैं, जिससे नोड्यूल के नाइट्रोजन निर्धारण की डिग्री कम हो जाती है।

तापमान कारक नोड्यूल बैक्टीरिया और फलीदार पौधों के बीच संबंधों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों की तापमान विशेषताएँ भिन्न होती हैं। इसके अलावा, नोड्यूल बैक्टीरिया के विभिन्न उपभेदों के विकास और सक्रिय नाइट्रोजन निर्धारण के लिए अपने स्वयं के विशिष्ट तापमान इष्टतम होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि फलीदार पौधों के विकास के लिए इष्टतम तापमान, नोड्यूल का निर्माण और नाइट्रोजन निर्धारण मेल नहीं खाते हैं। तो, प्राकृतिक परिस्थितियों में, 0 डिग्री सेल्सियस से थोड़ा ऊपर के तापमान पर नोड्यूल्स का निर्माण देखा जा सकता है, ऐसी परिस्थितियों में नाइट्रोजन का निर्धारण व्यावहारिक रूप से नहीं होता है। शायद केवल आर्कटिक सहजीवी फलियां ही बहुत कम तापमान पर नाइट्रोजन का स्थिरीकरण करती हैं। आमतौर पर, यह प्रक्रिया केवल 10 डिग्री सेल्सियस और उससे अधिक पर होती है। कई फलीदार पौधों का अधिकतम नाइट्रोजन स्थिरीकरण 20 - 25 डिग्री सेल्सियस पर देखा जाता है। 30 डिग्री सेल्सियस से ऊपर का तापमान नाइट्रोजन संचय की प्रक्रिया पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया में तापमान कारक के लिए पारिस्थितिक अनुकूलन कई विशिष्ट सैप्रोफाइटिक रूपों की तुलना में बहुत कम है। ई.एन. मिशुस्टिन (1970) के अनुसार, यह इस तथ्य के कारण है कि नोड्यूल बैक्टीरिया का प्राकृतिक आवास पौधे के ऊतक हैं, जहां तापमान की स्थिति मेजबान पौधे द्वारा नियंत्रित होती है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि और नोड्यूल के गठन पर मिट्टी की प्रतिक्रिया का बहुत प्रभाव पड़ता है। विभिन्न प्रजातियों और यहां तक ​​कि नोड्यूल बैक्टीरिया के उपभेदों के लिए, आवास का पीएच मान कुछ अलग है। उदाहरण के लिए, क्लोवर नोड्यूल बैक्टीरिया अल्फाल्फा नोड्यूल बैक्टीरिया की तुलना में कम पीएच मानों के लिए अधिक प्रतिरोधी होते हैं। जाहिर है, पर्यावरण के लिए सूक्ष्मजीवों का अनुकूलन भी यहां प्रभावित करता है। तिपतिया घास अल्फाल्फा की तुलना में अधिक अम्लीय मिट्टी में बढ़ता है। पारिस्थितिक कारक के रूप में मिट्टी की प्रतिक्रिया नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि और पौरूष को प्रभावित करती है। तटस्थ पीएच मान वाली मिट्टी से सबसे सक्रिय उपभेदों को अलग करना आसान होता है। अम्लीय मिट्टी में, निष्क्रिय और कमजोर रूप से विषाक्त उपभेद अधिक आम हैं। अम्लीय वातावरण (पीएच 4.0 - 4.5) का पौधों पर सीधा प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से, पौधों के चयापचय की सिंथेटिक प्रक्रियाओं और जड़ के बालों के सामान्य विकास को बाधित करता है। टीकाकृत पौधों में एक अम्लीय वातावरण में, बैक्टेरॉइड ऊतक के कामकाज की अवधि तेजी से कम हो जाती है, जिससे नाइट्रोजन स्थिरीकरण की डिग्री में कमी आती है।

अम्लीय मिट्टी में, जैसा कि ए। वी। पीटरबर्गस्की ने उल्लेख किया है, एल्यूमीनियम और मैंगनीज लवण मिट्टी के घोल में गुजरते हैं, जो पौधों की जड़ प्रणाली के विकास और नाइट्रोजन आत्मसात करने की प्रक्रिया और फास्फोरस, कैल्शियम, मोलिब्डेनम के आत्मसात रूपों की सामग्री पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं। और कार्बन डाइऑक्साइड भी कम हो जाती है। प्रतिकूल मिट्टी की प्रतिक्रिया को सीमित करके सबसे अच्छा समाप्त किया जाता है।

सहजीवी नाइट्रोजन स्थिरीकरण का आकार काफी हद तक मेजबान पौधे की पोषण स्थितियों से निर्धारित होता है, न कि नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा। पौधों के एंडोट्रॉफ़िक सहजीवन के रूप में नोड्यूल बैक्टीरिया मुख्य रूप से कार्बन युक्त पदार्थ और खनिज पोषक तत्व प्राप्त करने के लिए पौधे पर निर्भर करते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया के लिए, मेजबान ऊतक एक ऐसा पोषक माध्यम है जो ऊतक में सभी प्रकार के पोषक तत्वों की सामग्री के कारण सबसे अधिक मांग वाले तनाव को भी संतुष्ट कर सकता है। फिर भी, मेजबान पौधे के ऊतक में नोड्यूल बैक्टीरिया की शुरूआत के बाद, उनका विकास न केवल आंतरिक प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है, बल्कि यह भी काफी हद तक बाहरी कारकों की कार्रवाई पर निर्भर करता है जो संक्रामक प्रक्रिया के पूरे पाठ्यक्रम को प्रभावित करते हैं। पर्यावरण में एक या दूसरे पोषक तत्व की सामग्री या अनुपस्थिति सहजीवी नाइट्रोजन निर्धारण की अभिव्यक्ति के लिए एक निर्धारण क्षण हो सकती है।

खनिज नाइट्रोजन यौगिकों के उपलब्ध रूपों के साथ फलीदार पौधों की आपूर्ति की डिग्री सहजीवन की प्रभावशीलता को निर्धारित करती है। कई प्रयोगशाला और वानस्पतिक प्रयोगों के आधार पर, यह ज्ञात है कि वातावरण में जितने अधिक नाइट्रोजन युक्त यौगिक होते हैं, बैक्टीरिया के लिए जड़ में प्रवेश करना उतना ही कठिन होता है।

कृषि अभ्यास के लिए समस्या के स्पष्ट समाधान की आवश्यकता होती है - नाइट्रोजन के साथ फलियों को निषेचित करना अधिक समीचीन है, या वे शोधकर्ता जो तर्क देते हैं कि खनिज नाइट्रोजन फलियों के सहजीवी नाइट्रोजन निर्धारण को दबाते हैं, सही हैं और इसलिए ऐसे पौधों को निषेचित नहीं करना अधिक आर्थिक रूप से लाभदायक है। नाइट्रोजन। मास्को कृषि अकादमी के कृषि और जैविक रसायन विज्ञान विभाग में। केए तिमिरयाज़ेव ने प्रयोग किए, जिसके परिणामों ने वनस्पति और क्षेत्र प्रयोगों की स्थितियों में सहजीवन के व्यवहार की एक तस्वीर प्राप्त करना संभव बना दिया जब पौधों को पर्यावरण में नाइट्रोजन की विभिन्न खुराक प्रदान की गई थी। यह स्थापित किया गया है कि इष्टतम पौधों की वृद्धि की स्थिति के तहत पर्यावरण में घुलनशील नाइट्रोजन युक्त यौगिकों की सामग्री में वृद्धि नोड्यूल बैक्टीरिया के साथ उनके सहजीवन को नहीं रोकती है। खनिज नाइट्रोजन की बढ़ी हुई आपूर्ति के साथ पौधों द्वारा आत्मसात किए गए वायुमंडलीय नाइट्रोजन के अनुपात में कमी का केवल एक सापेक्ष चरित्र है। वातावरण से बैक्टीरिया द्वारा आत्मसात की गई नाइट्रोजन की पूर्ण मात्रा व्यावहारिक रूप से कम नहीं होती है, यहां तक ​​\u200b\u200bकि अक्सर रूट नोड्यूल बैक्टीरिया की उपस्थिति में उगाए गए पौधों की तुलना में बढ़ जाती है, लेकिन मिट्टी में नाइट्रोजन को पेश किए बिना।

फलियों द्वारा नाइट्रोजन के अवशोषण को सक्रिय करने में फास्फोरस पोषण का बहुत महत्व है। माध्यम में कम फास्फोरस सामग्री पर, बैक्टीरिया जड़ में प्रवेश करते हैं, लेकिन नोड्यूल नहीं बनते हैं। फॉस्फोरस युक्त यौगिकों के आदान-प्रदान में फलीदार पौधों में कुछ ख़ासियतें होती हैं। फलियों के बीजों में फास्फोरस की मात्रा अधिक होती है। बीज के अंकुरण के दौरान आरक्षित फास्फोरस का उपयोग अन्य फसलों की तरह नहीं किया जाता है - अपेक्षाकृत समान रूप से सभी अंगों के निर्माण के लिए, लेकिन अधिक हद तक जड़ों में केंद्रित होता है। इसलिए, विकास के शुरुआती चरणों में, अनाज के विपरीत, फलीदार पौधे, फॉस्फोरस की अपनी जरूरतों को बीजपत्रों की कीमत पर अधिक हद तक संतुष्ट करते हैं, न कि मिट्टी के भंडार से। बीज जितने बड़े होते हैं, उतनी ही कम फलियां मिट्टी के फास्फोरस पर निर्भर करती हैं। हालांकि, अस्तित्व के सहजीवी मोड में, फलीदार पौधों में फास्फोरस की आवश्यकता स्वपोषी मोड की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, इनोक्यूलेटेड पौधों के माध्यम में फास्फोरस की कमी के साथ, नाइट्रोजन वाले पौधों की आपूर्ति खराब हो जाती है।

फलियां अन्य कृषि फसलों की तुलना में अपनी फसलों के साथ काफी अधिक पोटेशियम ले जाने के लिए जानी जाती हैं। इसलिए, पोटाश और विशेष रूप से फॉस्फेट-पोटेशियम उर्वरक फलियों द्वारा नाइट्रोजन स्थिरीकरण की उत्पादकता में काफी वृद्धि करते हैं।

नोड्यूल्स के निर्माण पर पोटेशियम का सकारात्मक प्रभाव और नाइट्रोजन स्थिरीकरण की तीव्रता काफी हद तक पौधे के कार्बोहाइड्रेट चयापचय में पोटेशियम की शारीरिक भूमिका से जुड़ी होती है।

अत्यधिक मिट्टी की अम्लता को खत्म करने के लिए न केवल कैल्शियम की आवश्यकता होती है। यह नोड्यूल बैक्टीरिया के विकास में और मेजबान पौधे के साथ बैक्टीरिया के सामान्य सहजीवन को सुनिश्चित करने में एक विशिष्ट भूमिका निभाता है। कैल्शियम के लिए नोड्यूल बैक्टीरिया की आवश्यकता को स्ट्रोंटियम द्वारा आंशिक रूप से पूरा किया जा सकता है। दिलचस्प बात यह है कि अम्लीय लेटराइटिक मिट्टी पर उगने वाली उष्णकटिबंधीय फसलों के नोड्यूल बैक्टीरिया को कैल्शियम की आवश्यकता नहीं होती है। यह फिर से नोड्यूल बैक्टीरिया के पारिस्थितिक अनुकूलन को दर्शाता है, क्योंकि उष्णकटिबंधीय मिट्टी में बहुत कम मात्रा में कैल्शियम होता है।

सहजीवी नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए भी मैग्नीशियम, सल्फर और आयरन की आवश्यकता होती है। मैग्नीशियम की कमी के साथ, नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रजनन बाधित होता है, उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि कम हो जाती है, और सहजीवी नाइट्रोजन निर्धारण को दबा दिया जाता है। सल्फर और आयरन का भी नोड्यूल्स के निर्माण और नाइट्रोजन निर्धारण की प्रक्रिया पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से, लेगहीमोग्लोबिन के संश्लेषण में निस्संदेह भूमिका निभाते हैं।

ट्रेस तत्वों में से, हम विशेष रूप से मोलिब्डेनम और बोरॉन की भूमिका पर ध्यान देते हैं। मोलिब्डेनम की कमी के साथ, नोड्यूल खराब रूप से बनते हैं, उनमें मुक्त अमीनो एसिड का संश्लेषण गड़बड़ा जाता है, और लेगहीमोग्लोबिन का संश्लेषण दबा दिया जाता है। मोलिब्डेनम, चर संयोजकता (Fe, Co, Cu) के साथ अन्य तत्वों के साथ, रेडॉक्स एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण में एक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है। बोरान की कमी के साथ, नोड्यूल में संवहनी बंडल नहीं बनते हैं, और परिणामस्वरूप, बैक्टेरॉइड ऊतक का विकास बाधित होता है।

फलियों में नोड्यूल्स का निर्माण पौधों के कार्बोहाइड्रेट चयापचय से बहुत प्रभावित होता है, जो कई कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है: प्रकाश संश्लेषण, पर्यावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति और पौधों की शारीरिक विशेषताएं। कार्बोहाइड्रेट पोषण में सुधार से टीकाकरण प्रक्रिया और नाइट्रोजन संचय पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। व्यावहारिक दृष्टिकोण से, फलीदार पौधों को कार्बोहाइड्रेट के स्रोत के रूप में निषेचित करने के लिए पुआल और पुआल की ताजा खाद का उपयोग बहुत रुचि का है। लेकिन मिट्टी में भूसे की शुरूआत के बाद पहले वर्ष में इसके अपघटन के दौरान जहरीले पदार्थ जमा हो जाते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी प्रकार के फलीदार पौधे पुआल के जहरीले अपघटन उत्पादों के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं; मटर, उदाहरण के लिए, उन पर प्रतिक्रिया न करें।

नोड्यूल बैक्टीरिया और फलीदार पौधों के सहजीवन में जैविक कारक एक निश्चित भूमिका निभाते हैं।

रूट नोड्यूल बैक्टीरिया पर राइजोस्फीयर माइक्रोफ्लोरा के प्रभाव पर बहुत ध्यान दिया जाता है, जो कि राइजोस्फीयर सूक्ष्मजीवों की संरचना के आधार पर उत्तेजक और विरोधी दोनों हो सकता है।

कई कार्य नोड्यूल बैक्टीरिया फेज के अध्ययन के लिए समर्पित हैं। अधिकांश फेज विभिन्न प्रकार के जीवाणुओं को नष्ट करने में सक्षम हैं; कुछ केवल कुछ प्रजातियों या यहां तक ​​कि नोड्यूल बैक्टीरिया के उपभेदों के संबंध में विशिष्ट हैं। फेज बैक्टीरिया को जड़ में प्रवेश करने से रोक सकते हैं, नोड्यूल ऊतक में सेल लसीस का कारण बन सकते हैं। फेज नाइट्रगिन पैदा करने वाले पौधों में नोड्यूल बैक्टीरिया की तैयारी को नष्ट करके बहुत नुकसान पहुंचाते हैं।

विभिन्न कीट प्रजातियों में से, जो नोड्यूल बैक्टीरिया को नुकसान पहुंचाते हैं, धारीदार नोड्यूल वीविल बाहर खड़ा होता है, जिसके लार्वा फलीदार पौधों (मुख्य रूप से वार्षिक) की कई प्रजातियों की जड़ों पर नोड्यूल को नष्ट कर देते हैं। ब्रिस्टली नोड्यूल वीविल भी व्यापक है।

शुरुआती वसंत में, मादा नोड्यूल वीविल 10 से 100 अंडे देती हैं। 10-15 दिनों के बाद, अंडे से छोटे (5.5 मिमी तक), कृमि के आकार के, मुड़े हुए, हल्के भूरे रंग के सिर वाले सफेद लार्वा विकसित होते हैं, जो मुख्य रूप से पिंड और जड़ के बालों पर खिलाते हैं। नए रचे हुए लार्वा नोड्यूल में प्रवेश करते हैं और इसकी सामग्री पर फ़ीड करते हैं। पुराने लार्वा बाहर से पिंडों को नष्ट कर देते हैं। 30-40 दिनों में एक लार्वा 2-6 गांठों को नष्ट कर देता है। वे शुष्क और गर्म मौसम में विशेष रूप से बहुत नुकसान पहुंचाते हैं, जब पौधों का विकास धीमा हो जाता है।

अल्फाल्फा के नोड्यूल और फलीदार पौधों की कुछ अन्य प्रजातियां भी बड़े अल्फाल्फा वीविल से क्षतिग्रस्त हो जाती हैं।

मादा भृंग 400 अंडे तक देती हैं, जिनमें से बिना पैर के, धनुषाकार, पीले-सफेद, भूरे रंग के सिर के साथ, भूरे बालों से ढके लार्वा विकसित होते हैं। उनकी लंबाई 10 - 14 मिमी है। बड़े अल्फाल्फा वीविल का विकास चक्र दो साल तक चलता है।

स्टेपी क्षेत्रों में, अल्फाल्फा, तिपतिया घास और सोयाबीन की जड़ों पर एक स्टेपी नेमाटोड पाया गया। अंडे देने से पहले, मादाएं जड़ में प्रवेश करती हैं, जहां वे 12 से 20 अंडे देती हैं। जड़ों में, लार्वा विकास के तीन लार्वा चरणों से गुजरते हैं, जड़ और पिंड के कार्यों को बाधित करते हैं।

प्रकृति में नोड्यूल बैक्टीरिया का वितरण।सहजीवी जीव होने के कारण, कुछ प्रकार के फलीदार पौधों के साथ, मिट्टी में नोड्यूल बैक्टीरिया फैल जाते हैं। नोड्यूल्स के नष्ट होने के बाद, नोड्यूल बैक्टीरिया की कोशिकाएं मिट्टी में प्रवेश करती हैं और मिट्टी के अन्य सूक्ष्मजीवों की तरह विभिन्न कार्बनिक पदार्थों की कीमत पर अस्तित्व में आने लगती हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया का लगभग सर्वव्यापी वितरण विभिन्न मिट्टी और जलवायु परिस्थितियों के लिए उनकी उच्च स्तर की अनुकूलन क्षमता का प्रमाण है, जीवन के सहजीवी और सैप्रोफाइटिक तरीके का नेतृत्व करने की क्षमता।

प्रकृति में नोड्यूल बैक्टीरिया के वितरण पर वर्तमान में उपलब्ध आंकड़ों को योजनाबद्ध करते हुए, हम निम्नलिखित सामान्यीकरण कर सकते हैं।

कुंवारी और खेती वाली मिट्टी में, फलीदार पौधों की उन प्रजातियों के नोड्यूल बैक्टीरिया जो जंगली वनस्पतियों में पाए जाते हैं या किसी दिए गए क्षेत्र में लंबे समय तक खेती की जाती है, आमतौर पर बड़ी मात्रा में मौजूद होते हैं। फलीदार पौधों के राइजोस्फीयर में नोड्यूल बैक्टीरिया की संख्या हमेशा सबसे अधिक होती है, अन्य प्रजातियों के राइजोस्फीयर में कुछ कम और जड़ों से दूर मिट्टी में कम होती है।

मिट्टी में प्रभावी और अप्रभावी दोनों तरह के नोड्यूल बैक्टीरिया पाए जाते हैं। इस बात के बहुत सारे प्रमाण हैं कि नोड्यूल बैक्टीरिया के लंबे समय तक मौजूद रहने से, विशेष रूप से प्रतिकूल गुणों (अम्लीय, खारा) के साथ मिट्टी में, जीवाणु गतिविधि में कमी और यहां तक ​​कि नुकसान होता है।

फलीदार पौधों की विभिन्न प्रजातियों का क्रॉस-संक्रमण अक्सर प्रकृति और कृषि अभ्यास में जड़ों पर नोड्यूल्स की उपस्थिति की ओर जाता है जो आणविक नाइट्रोजन को सक्रिय रूप से ठीक नहीं करते हैं। यह, एक नियम के रूप में, मिट्टी में संबंधित प्रकार के नोड्यूल बैक्टीरिया की अनुपस्थिति पर निर्भर करता है।

यह घटना विशेष रूप से अक्सर फलीदार पौधों की नई प्रजातियों का उपयोग करते समय देखी जाती है, जो या तो क्रॉस-ग्रुप बैक्टीरिया की अप्रभावी प्रजातियों से संक्रमित होती हैं या बिना नोड्यूल के विकसित होती हैं।

गैर-फलियां पौधों में नोड्यूल।जड़ पिंडया नोड्यूल जैसी संरचनाएं न केवल फलीदार पौधों की जड़ों पर फैली हुई हैं। वे जिम्नोस्पर्म और एंजियोस्पर्म में पाए जाते हैं।

विभिन्न पौधों की 200 से अधिक प्रजातियां हैं जो सूक्ष्मजीवों के साथ सहजीवन में नाइट्रोजन को बांधती हैं जो उनकी जड़ों (या पत्तियों) पर नोड्यूल बनाती हैं।

जिम्नोस्पर्म के नोड्यूल्स (ऑर्डर साइकाडेल्स - साइकैड्स, जिन्कगोलेस - जिन्कगो, कोनिफेरेल्स - कॉनिफ़र) में एक शाखाओं वाली मूंगा जैसी, गोलाकार या मनका जैसी आकृति होती है। वे गाढ़े, संशोधित पार्श्व जड़ें हैं। उनके गठन के कारण रोगजनक की प्रकृति अभी तक स्पष्ट नहीं हुई है। जिम्नोस्पर्म के एंडोफाइट्स को कवक (फाइकोमाइसेट्स), एक्टिनोमाइसेट्स, बैक्टीरिया और शैवाल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। कुछ शोधकर्ता एकाधिक सहजीवन के अस्तित्व का सुझाव देते हैं। उदाहरण के लिए, यह माना जाता है कि एज़ोटोबैक्टर, नोड्यूल बैक्टीरिया और शैवाल साइकैड्स में सहजीवन में भाग लेते हैं। इसके अलावा, जिम्नोस्पर्म में नोड्यूल्स के कार्य का प्रश्न हल नहीं हुआ है। कई वैज्ञानिक कोशिश कर रहे हैं, सबसे पहले, नाइट्रोजन फिक्सर के रूप में नोड्यूल की भूमिका को प्रमाणित करने के लिए। कुछ शोधकर्ता पोडोकार्प नोड्यूल्स को पानी के जलाशयों के रूप में मानते हैं, और साइकैड नोड्यूल्स को अक्सर हवाई जड़ों के कार्यों का श्रेय दिया जाता है।

एंजियोस्पर्म के कई प्रतिनिधियों में, डाइकोटाइलडोनस पौधे, जड़ों पर पिंड 100 साल पहले खोजे गए थे।

सबसे पहले, आइए हम इस समूह में शामिल पेड़ों, झाड़ियों और अर्धझाड़ियों (परिवारों कोरियारियासी, मायरिकेसी, बेटुलासी, कैसुअरिनेसी, एलाएग्नेसी, रमनेसी) के पिंडों की विशेषताओं पर ध्यान दें। इस समूह के अधिकांश प्रतिनिधियों के पिंड गुलाबी-लाल रंग के मूंगा जैसे समूह होते हैं, जो उम्र के साथ भूरे रंग के हो जाते हैं। इनमें हीमोग्लोबिन की मौजूदगी के प्रमाण मिले हैं। जीनस एलायग्नस (लोच) की प्रजातियों में नोड्यूल सफेद होते हैं।

अक्सर नोड्यूल बड़े होते हैं। कैसुरीना (कैसुरीना) में वे 15 सेमी की लंबाई तक पहुंचते हैं। वे कई वर्षों तक कार्य करते हैं।

नोड्यूल वाले पौधे विभिन्न जलवायु क्षेत्रों में आम हैं या एक विशिष्ट क्षेत्र तक ही सीमित हैं। तो, शेफर्डिया और सेनोथस केवल उत्तरी अमेरिका में पाए जाते हैं, कैसुरीना - मुख्य रूप से ऑस्ट्रेलिया में। लोखोवी और समुद्री हिरन का सींग अधिक व्यापक हैं।

विचाराधीन समूह के कई पौधे पोषक तत्वों की कमी वाली मिट्टी पर उगते हैं - रेत, टीले, चट्टानें, दलदल।

पिछली शताब्दी के 70 के दशक में एम। एस। वोरोनिन द्वारा खोजे गए एल्डर (एलनस) के नोड्यूल्स, विशेष रूप से ए। ग्लूटिनोसा, का सबसे अधिक विस्तार से अध्ययन किया गया है (चित्र। 167)। एक धारणा है कि नोड्यूल न केवल आधुनिक, बल्कि एल्डर की विलुप्त प्रजातियों की भी विशेषता है, क्योंकि वे अल्दाना नदी घाटी के तृतीयक जमा में जीवाश्म एल्डर की जड़ों पर पाए गए थे - याकुतिया में।

नोड्यूल में एंडोफाइट बहुरूपी है। यह आमतौर पर हाइपहे, वेसिकल्स और बैक्टेरॉइड्स (चित्र। 168) के रूप में होता है। एंडोफाइट की टैक्सोनॉमिक स्थिति अभी तक स्थापित नहीं हुई है, क्योंकि इसे एक शुद्ध संस्कृति में अलग करने के कई प्रयास निष्फल हो गए, और यदि संस्कृतियों को अलग करना संभव था, तो वे गैर-विषाणु बन गए।

पौधों के इस पूरे समूह का मुख्य महत्व, जाहिरा तौर पर, एंडोफाइट के साथ सहजीवन में आणविक नाइट्रोजन को ठीक करने की क्षमता में निहित है। उन क्षेत्रों में उगना जहां कृषि पौधों की खेती आर्थिक रूप से तर्कसंगत नहीं है, वे भूमि के विकास में अग्रणी की भूमिका निभाते हैं। इस प्रकार, कैसुरीना इक्विसेटिफोलिया के रोपण के तहत आयरलैंड के टीलों (केप वर्डे) की मिट्टी में नाइट्रोजन की वार्षिक वृद्धि 140 किग्रा / हेक्टेयर तक पहुँच जाती है। एल्डर के तहत मिट्टी में नाइट्रोजन की मात्रा बर्च, पाइन और विलो की तुलना में 30-50% अधिक होती है। एल्डर के सूखे पत्तों में नाइट्रोजन अन्य काष्ठीय पौधों की पत्तियों की तुलना में दुगनी होती है। ए. वर्टेनन (1962) की गणना के अनुसार, एक एल्डर ग्रोव (औसतन 5 पौधे प्रति 1 मी 2) 7 वर्षों में नाइट्रोजन में 700 किग्रा/हेक्टेयर की वृद्धि देता है।

Zygophyllaceae परिवार (parnophyllous) के प्रतिनिधियों में नोड्यूल बहुत कम आम हैं। वे पहली बार बी एल इसाचेंको (1913) द्वारा ट्रिबुलस टेरेस्ट्रिस की जड़ प्रणाली पर खोजे गए थे। बाद में, ट्रिबुलस की अन्य प्रजातियों में नोड्यूल पाए गए।

Zygophyllaceae परिवार के अधिकांश सदस्य ज़ेरोफाइटिक झाड़ियाँ या बारहमासी जड़ी-बूटियाँ हैं। वे उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के रेगिस्तान में आम हैं, और रेत के टीलों, बंजर भूमि और समशीतोष्ण दलदलों पर उगते हैं।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि उष्णकटिबंधीय पौधे जैसे चमकदार लाल पैरोफिलम केवल उच्च तापमान और कम मिट्टी की नमी पर नोड्यूल बनाते हैं। मिट्टी की नमी कुल नमी क्षमता का 80% तक नोड्यूल के गठन को रोकती है। जैसा कि ज्ञात है, समशीतोष्ण जलवायु के फलीदार पौधों में विपरीत घटना देखी जाती है। अपर्याप्त नमी के साथ, वे नोड्यूल नहीं बनाते हैं।

Parnolistaceae परिवार के पौधों में नोड्यूल आकार और जड़ प्रणाली पर स्थान में भिन्न होते हैं। बड़े नोड्यूल आमतौर पर मुख्य जड़ पर और मिट्टी की सतह के करीब विकसित होते हैं। छोटे पार्श्व जड़ों पर और अधिक गहराई पर पाए जाते हैं। कभी-कभी तने पर गांठें बन जाती हैं यदि वे मिट्टी की सतह पर होती हैं।

दक्षिणी बग के साथ रेत पर स्थलीय ट्रिब्युलस के पिंड छोटे सफेद, थोड़े नुकीले या गोल मौसा जैसे दिखते हैं। वे आमतौर पर जड़ की छाल में घुसने वाले कवक हाइपहे के जाल से ढके होते हैं।

चमकीले लाल पारनोलिस्टनिक में, नोड्यूल पौधों की पार्श्व जड़ों की टर्मिनल मोटाई हैं। जीवाणु नोड्यूल्स में पाए जाते हैं; बैक्टीरिया रूट नोड्यूल के समान हैं।

उष्णकटिबंधीय पौधों के नोड्यूल्स ट्रिबुलस सिस्टोइड्स कठोर, गोल, लगभग 1 मिमी व्यास के होते हैं, जो एक विस्तृत आधार द्वारा जड़ों से जुड़े होते हैं, जो अक्सर पुरानी जड़ों पर चक्कर लगाते हैं। अधिक बार जड़ों पर स्थित, बारी-बारी से, एक या दोनों तरफ (चित्र। 169)। नोड्यूल्स को मेरिस्टेम ज़ोन की अनुपस्थिति की विशेषता है। इसी तरह की घटना शंकुधारी पौधों में पिंडों के निर्माण के दौरान देखी जाती है। इसलिए नोड्यूल स्टेल के पेरीसाइकिल के कोशिका विभाजन के कारण उत्पन्न होता है।

विकास के विभिन्न चरणों में ट्रिबुलस सिस्टोइड्स के नोड्यूल्स के हिस्टोलॉजिकल अध्ययन से पता चला है कि उनमें सूक्ष्मजीवों की कमी है। इसके आधार पर, साथ ही नोड्यूल में बड़ी मात्रा में स्टार्च का संचय, उन्हें ऐसी संरचनाएं माना जाता है जो पौधों को आरक्षित पोषक तत्व प्रदान करने का कार्य करते हैं।

वन रीडवीड के नोड्यूल गोलाकार या कुछ हद तक लम्बी संरचनाएं होती हैं जो व्यास में 4 मिमी तक होती हैं, जो पौधों की जड़ों पर कसकर बैठी होती हैं (चित्र 170)। युवा पिंड का रंग अक्सर सफेद, कभी-कभी गुलाबी, पुराना - पीला और भूरा होता है। नोड्यूल एक विस्तृत संवहनी बंडल द्वारा जड़ के केंद्रीय सिलेंडर से जुड़ा होता है। ट्रिबुलस सिस्टोइड्स की तरह ही, ईख के पिंडों में छाल, छाल पैरेन्काइमा, एंडोडर्म, पेरीसाइक्लिक पैरेन्काइमा और संवहनी बंडल होते हैं (चित्र। 171)।

वुड रीडवीड के नोड्यूल्स में बैक्टीरिया लेग्यूमिनस पौधों के रूट नोड्यूल बैक्टीरिया की बहुत याद दिलाते हैं।

गोभी और मूली की जड़ों पर नोड्यूल पाए जाते हैं - क्रूस परिवार के प्रतिनिधि। यह माना जाता है कि वे बैक्टीरिया द्वारा बनते हैं जो आणविक नाइट्रोजन को बांधने की क्षमता रखते हैं।

मैडर परिवार के पौधों में, कॉफ़ी कॉफ़ी रोबस्टा और कॉफ़ी क्लेनी में नोड्यूल पाए जाते हैं। वे द्विबीजपत्री रूप से शाखा करते हैं, कभी-कभी चपटे होते हैं और पंखे की तरह दिखते हैं। नोड्यूल के ऊतकों में बैक्टीरिया और बैक्टेरॉइड कोशिकाएं पाई जाती हैं। स्टीवर्ट (1932) के अनुसार बैक्टीरिया राइजोबियम से संबंधित हैं, लेकिन उन्होंने उन्हें बैसिलस कॉफ़ीकोला नाम दिया।

ड्रायड (दलिया घास) पर गुलाब परिवार के पौधों में नोड्यूल पाए गए। इस परिवार के दो अन्य सदस्यों, पुर्शिया ट्रिडेंटाटा और सर्कोकार्पस बेटुलोइड्स ने विशिष्ट प्रवाल पिंडों का वर्णन किया है। हालांकि, साहित्य में इन पिंडों की संरचना और उनके रोगज़नक़ की प्रकृति पर कोई डेटा नहीं है।

हीदर परिवार में से, केवल एक पौधे का उल्लेख किया जा सकता है - भालू का कान (या भालू), जिसकी जड़ प्रणाली पर नोड्यूल होते हैं। कई लेखकों का मानना ​​है कि ये मूंगा जैसे एक्टोट्रॉफ़िक माइकोराइज़ा हैं।

एंजियोस्पर्म मोनोकोटाइलडोनस पौधों में, अनाज परिवार के प्रतिनिधियों के बीच नोड्यूल आम हैं: मीडो फॉक्सटेल, मेडो ब्लूग्रास, साइबेरियन हेयरवीड और सेलाइन हेयरवीड। जड़ों के सिरों पर नोड्यूल बनते हैं; आयताकार, गोल, फ्यूसीफॉर्म हैं। फॉक्सटेल में, युवा पिंड हल्के, पारदर्शी या पारभासी होते हैं, उम्र के साथ भूरे या काले हो जाते हैं। नोड्यूल कोशिकाओं में बैक्टीरिया की उपस्थिति पर डेटा विरोधाभासी हैं।

पत्ती की गांठें। विभिन्न पौधों की 400 से अधिक प्रजातियों को पत्तियों पर नोड्यूल बनाने के लिए जाना जाता है। पावेट्टा और साइकोट्रिया के नोड्यूल्स का सबसे अधिक अध्ययन किया गया है। वे मुख्य शिरा के साथ पत्तियों की निचली सतह पर स्थित होते हैं या पार्श्व शिराओं के बीच बिखरे हुए होते हैं, जिनका रंग गहरा हरा होता है। क्लोरोप्लास्ट और टैनिन नोड्यूल्स में केंद्रित होते हैं। उम्र बढ़ने के साथ, नोड्यूल पर अक्सर दरारें दिखाई देती हैं।

गठित नोड्यूल बैक्टीरिया से भरा होता है जो पौधे की पत्तियों को संक्रमित करता है, जाहिर तौर पर बीज के अंकुरण के समय। जब रोगाणुहीन बीज उगाते हैं, तो गांठें नहीं दिखाई देती हैं और पौधों में हरित्र का विकास होता है। साइकोट्रिया बैक्टीरियोफिला के पत्ती नोड्यूल्स से पृथक बैक्टीरिया जीनस क्लेबसिएला (के। रूबियासीरम) से संबंधित थे। बैक्टीरिया न केवल सहजीवन में, बल्कि शुद्ध संस्कृति में भी नाइट्रोजन को ठीक करते हैं - प्रति 1 ग्राम चीनी में 25 मिलीग्राम नाइट्रोजन तक। यह माना जाना चाहिए कि वे बांझ मिट्टी पर पौधों के नाइट्रोजन पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यह मानने का कारण है कि वे न केवल नाइट्रोजन के साथ, बल्कि जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के साथ पौधों की आपूर्ति करते हैं।

कभी-कभी पत्तियों की सतह पर चमकदार फिल्म या बहुरंगी धब्बे देखे जा सकते हैं। वे बनते हैं - फाइलोस्फीयर के सूक्ष्मजीव - एक विशेष प्रकार के एपिफाइटिक सूक्ष्मजीव, जो पौधों के नाइट्रोजन पोषण में भी शामिल होते हैं। फाइलोस्फीयर के बैक्टीरिया मुख्य रूप से ओलिगोनिट्रोफिल होते हैं (वे माध्यम में नाइट्रोजन युक्त यौगिकों की नगण्य अशुद्धियों पर रहते हैं और, एक नियम के रूप में, आणविक नाइट्रोजन की थोड़ी मात्रा को ठीक करते हैं), जो पौधे के निकट संपर्क में हैं।

पैलियोन्टोलॉजिकल सबूत बताते हैं कि यूकेसालपिनियोइडिया समूह से संबंधित कुछ पौधे सबसे प्राचीन फलियां थीं जिनमें नोड्यूल थे।

फलीदार पौधों की आधुनिक प्रजातियों में पैपिलियोनेसी परिवार के कई सदस्यों की जड़ों पर पिंड पाए गए हैं।

ज्यादातर मामलों में कैसलपिनियासी, मिमोसैसी जैसे परिवारों के फाइलोजेनेटिक रूप से अधिक आदिम प्रतिनिधि नोड्यूल नहीं बनाते हैं।

फलीदार पौधों की 13,000 प्रजातियों (550 पीढ़ी) में से अब तक केवल 1300 प्रजातियों (243 पीढ़ी) में ही पिंडों की उपस्थिति की पहचान की गई है। इसमें मुख्य रूप से कृषि में उपयोग की जाने वाली पौधों की प्रजातियां (200 से अधिक) शामिल हैं।

नोड्यूल बनने के बाद, फलियां वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अवशोषित करने की क्षमता हासिल कर लेती हैं। हालांकि, वे नाइट्रोजन के बाध्य रूपों - अमोनियम लवण और नाइट्रिक एसिड को खिलाने में सक्षम हैं। केवल एक पौधा, हेडिसरम कोरोनारियम, केवल आणविक नाइट्रोजन को आत्मसात करता है। इसलिए, प्रकृति में नोड्यूल के बिना, यह पौधा नहीं होता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया फलीदार पौधे को नाइट्रोजन की आपूर्ति करते हैं, जो हवा से तय होती है। पौधे, बदले में, कार्बोहाइड्रेट चयापचय उत्पादों और खनिज लवणों के साथ बैक्टीरिया की आपूर्ति करते हैं जिनकी उन्हें वृद्धि और विकास के लिए आवश्यकता होती है।

1866 में, प्रसिद्ध वनस्पतिशास्त्री और मृदा वैज्ञानिक एम.एस. वोरोनिन ने फलीदार पौधों की जड़ों पर पिंडों में सबसे छोटे "निकायों" को देखा। वोरोनिन ने उस समय के लिए बोल्ड धारणाएं सामने रखीं: उन्होंने बैक्टीरिया की गतिविधि के साथ नोड्यूल के गठन को जोड़ा, और जड़ ऊतक कोशिकाओं के बढ़ते विभाजन के साथ पौधे की प्रतिक्रिया के साथ बैक्टीरिया की जड़ में प्रवेश किया।

20 साल बाद, डच वैज्ञानिक बेजरिन ने मटर, वीच, चीनी, बीन्स, सेराडेला और लॉलीपॉप के पिंडों से बैक्टीरिया को अलग किया और उनके गुणों का अध्ययन किया, पौधों को संक्रमित करने की क्षमता की जांच की और नोड्यूल के गठन का कारण बना। उन्होंने इन सूक्ष्मजीवों का नाम बैसिलस रेडिसिकोला रखा। चूंकि बीजाणु जो बीजाणु बनाते हैं, वे जीनस बैसिलस से संबंधित होते हैं, और नोड्यूल बैक्टीरिया में इस क्षमता की कमी होती है, ए। प्राज़मोव्स्की ने उनका नाम बदलकर बैक्टीरियम रेडिसिकोला रखा। बी। फ्रैंक ने नोड्यूल बैक्टीरिया के लिए एक अधिक सफल सामान्य नाम का प्रस्ताव दिया - राइजोबियम (ग्रीक राइजो से - जड़, जैव - जीवन; जड़ों पर जीवन)। इस नाम ने जड़ ली है और अभी भी साहित्य में प्रयोग किया जाता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की एक प्रजाति को नामित करने के लिए, सामान्य नाम राइजोबियम में एक शब्द जोड़ने की प्रथा है, जो पौधों की प्रजातियों के लैटिन नाम के अनुरूप है, जिनके नोड्यूल्स को अलग किया जाता है और जिस पर वे नोड्यूल बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, राइजोबियम ट्राइफोली - क्लोवर नोड्यूल बैक्टीरिया, राइजोबियम ल्यूपिनी - ल्यूपिन नोड्यूल बैक्टीरिया, आदि। ऐसे मामलों में जहां नोड्यूल बैक्टीरिया विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों की जड़ों पर नोड्यूल बनाने में सक्षम होते हैं, यानी तथाकथित क्रॉस-संक्रमण का कारण बनते हैं, प्रजाति का नाम ऐसा है मानो सामूहिक - यह ठीक इसी "क्रॉस-संक्रमण" क्षमता को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, राइजोबियम लेग्यूमिनोसारम - मटर (पिसम), दाल (लेंस), रैंक (लैथिरस) के नोड्यूल बैक्टीरिया।

नोड्यूल बैक्टीरिया की आकृति विज्ञान और शरीर विज्ञान। नोड्यूल बैक्टीरिया को विभिन्न प्रकार के रूपों की विशेषता है - बहुरूपता। प्रयोगशाला स्थितियों और मिट्टी में शुद्ध संस्कृति में नोड्यूल बैक्टीरिया का अध्ययन करते समय कई शोधकर्ताओं ने इस पर ध्यान आकर्षित किया। नोड्यूल बैक्टीरिया रॉड के आकार का और अंडाकार हो सकता है। इन जीवाणुओं में फिल्टर करने योग्य रूप, एल-रूप, कोकॉइड स्थिर और गतिशील जीव भी हैं।

पोषक मीडिया पर शुद्ध संस्कृति में युवा नोड्यूल बैक्टीरिया में आमतौर पर एक रॉड के आकार का आकार होता है (चित्र 143, 2, 3), छड़ का आकार लगभग 0.5-0.9 X 1.2-3.0 माइक्रोन, मोबाइल, विभाजन से गुणा होता है। तिपतिया घास के नोड्यूल बैक्टीरिया की छड़ के आकार की कोशिकाओं में, बंधाव द्वारा विभाजन देखा जाता है। उम्र के साथ, रॉड के आकार की कोशिकाएं नवोदित हो सकती हैं। ग्राम के अनुसार, कोशिकाएं नकारात्मक रूप से दागती हैं, उनकी अल्ट्राफाइन संरचना ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया (चित्र। 143, 4) की विशिष्ट होती है।

उम्र बढ़ने के साथ, नोड्यूल बैक्टीरिया अपनी गतिशीलता खो देते हैं और तथाकथित कमरबंद छड़ की स्थिति में चले जाते हैं। कोशिकाओं में प्रोटोप्लाज्म के घने और ढीले वर्गों के प्रत्यावर्तन के कारण उन्हें यह नाम मिला। एनिलिन रंजक के साथ कोशिकाओं के उपचार के बाद एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत देखे जाने पर कोशिकाओं की पट्टी का अच्छी तरह से पता लगाया जाता है। प्रोटोप्लाज्म (गर्डल) के घने खंड उनके बीच के रिक्त स्थान से भी बदतर होते हैं। एक ल्यूमिनसेंट माइक्रोस्कोप में, बैंड हल्के हरे रंग के होते हैं, उनके बीच के स्थान चमकते नहीं हैं और गहरे रंग के दिखते हैं (चित्र 143, 1)। बेल्ट पिंजरे के बीच में या सिरों पर स्थित हो सकते हैं। कोशिकाओं का क्षेत्रीकरण इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न पर भी दिखाई देता है, यदि तैयारी को देखने से पहले विपरीत एजेंटों के साथ व्यवहार नहीं किया जाता है (चित्र। 143, 3)। संभवतः, उम्र के साथ, जीवाणु कोशिका वसायुक्त समावेशन से भर जाती है जो रंग का अनुभव नहीं करती है और परिणामस्वरूप, कोशिका को धारीदार बना देती है। "बेल्ड रॉड्स" का चरण बैक्टेरॉइड्स के गठन के चरण से पहले होता है - अनियमित आकार की कोशिकाएं: गाढ़ा, शाखित, गोलाकार, नाशपाती के आकार का और फ्लास्क के आकार का (चित्र 144)। शब्द "बैक्टेरॉइड्स" को 1885 में जे। ब्रूनहोर्स्ट द्वारा साहित्य में पेश किया गया था, इसे असामान्य आकार के निर्माण के लिए लागू किया गया था, जो नोड्यूल ऊतकों में पाए जाने वाले रॉड के आकार की जीवाणु कोशिकाओं से बहुत बड़ा था।

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बैक्टेरॉइड्स में अधिक वॉल्युटिन ग्रैन्यूल होते हैं और रॉड के आकार की कोशिकाओं की तुलना में ग्लाइकोजन और वसा की उच्च सामग्री की विशेषता होती है। कृत्रिम पोषक माध्यम में उगाए गए और नोड्यूल ऊतकों में बनने वाले बैक्टेरॉइड शारीरिक रूप से एक ही प्रकार के होते हैं। यह माना जाता है कि बैक्टेरॉइड्स एक अपूर्ण विभाजन प्रक्रिया वाले बैक्टीरिया के रूप हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया के अपूर्ण कोशिका विभाजन के साथ, बैक्टेरॉइड्स के द्विबीजपत्री रूप से शाखाएं उत्पन्न होती हैं। संस्कृति की उम्र बढ़ने के साथ बैक्टेरॉइड्स की संख्या बढ़ जाती है; उनकी उपस्थिति पोषक माध्यम की कमी, चयापचय उत्पादों के संचय और माध्यम में अल्कलॉइड की शुरूआत से सुगम होती है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की पुरानी (दो महीने पुरानी) संस्कृतियों में, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, कई कोशिकाओं (चित्र। 145) - आर्थ्रोस्पोर्स में स्पष्ट रूप से परिभाषित गोलाकार संरचनाओं की पहचान करना संभव है। कोशिकाओं में इनकी संख्या 1 से 5 तक होती है।

विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों के नोड्यूल बैक्टीरिया पोषक माध्यम पर विभिन्न दरों पर बढ़ते हैं। तेजी से बढ़ने वाले जीवाणुओं में मटर, तिपतिया घास, अल्फाल्फा, चारा बीन्स, वेच, दाल, चीनी, मीठा तिपतिया घास, मेथी, बीन्स, छोले और पक्षी-पैर के राइजोबिया शामिल हैं; धीमी गति से बढ़ने के लिए - ल्यूपिन, सोयाबीन, मूंगफली, सेराडेला, मूंग, लोबिया, सैनफॉइन, गोरसे के नोड्यूल बैक्टीरिया। तेजी से बढ़ने वाली संस्कृतियों की पूरी तरह से गठित कालोनियों को ऊष्मायन के 3 - 4 वें दिन, धीमी गति से बढ़ने वाली संस्कृतियों की कॉलोनियों - 7 - 8 तारीख को प्राप्त किया जा सकता है।

तेजी से बढ़ने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया को फ्लैगेला की एक पेरिट्रिचस व्यवस्था की विशेषता होती है, जबकि धीमी गति से बढ़ने वाले बैक्टीरिया मोनोट्रिचियल होते हैं (तालिका 42, 1-5)।

कशाभिका के अलावा, तरल माध्यम (तालिका 42, 43) पर उगाए जाने पर नोड्यूल बैक्टीरिया की कोशिकाओं में फिलामेंटस और मनका जैसे बहिर्गमन बनते हैं। उनकी लंबाई 8-10 माइक्रोन तक पहुंच जाती है। वे आमतौर पर कोशिका की सतह पर स्थित होते हैं, उनमें प्रति कोशिका 4 से 10 या अधिक होती है।

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तेजी से बढ़ने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया की कॉलोनियों में पके हुए दूध का रंग होता है, अक्सर पारभासी, घिनौना, चिकने किनारों के साथ, मध्यम उत्तल, और अंततः अगर माध्यम की सतह पर बढ़ते हैं। धीमी गति से बढ़ने वाले जीवाणुओं की कॉलोनियां अधिक उत्तल, छोटी, सूखी, घनी होती हैं और, एक नियम के रूप में, माध्यम की सतह पर नहीं बढ़ती हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा निर्मित बलगम पॉलीसेकेराइड प्रकार का एक जटिल यौगिक है, जिसमें हेक्सोज, पेंटोस और यूरोनिक एसिड शामिल हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया माइक्रोएरोफाइल होते हैं (वे वातावरण में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन के साथ विकसित होते हैं), हालांकि, वे एरोबिक स्थितियों को पसंद करते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया पोषक मीडिया में कार्बन स्रोत के रूप में कार्बोहाइड्रेट और कार्बनिक अम्लों का उपयोग करते हैं, और विभिन्न खनिज और कार्बनिक नाइट्रोजन युक्त यौगिकों को नाइट्रोजन स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं। जब मीडिया पर नाइट्रोजन युक्त पदार्थों की एक उच्च सामग्री के साथ खेती की जाती है, तो नोड्यूल बैक्टीरिया पौधे में घुसने और नोड्यूल बनाने की क्षमता खो सकते हैं। इसलिए, नोड्यूल बैक्टीरिया आमतौर पर पौधे के अर्क (बीन, मटर शोरबा) या मिट्टी के अर्क पर उगाए जाते हैं। विकास के लिए आवश्यक फास्फोरस खनिज और कार्बनिक फास्फोरस युक्त यौगिकों से नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है; खनिज यौगिक कैल्शियम, पोटेशियम और अन्य खनिज तत्वों के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया को नोड्यूल से या सीधे मिट्टी से अलग करते समय बाहरी सैप्रोफाइटिक माइक्रोफ्लोरा को दबाने के लिए, क्रिस्टल वायलेट, टैनिन या एंटीबायोटिक दवाओं के साथ पोषक तत्व मीडिया की सिफारिश की जाती है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की अधिकांश संस्कृतियों के विकास के लिए, 24-26 ° की सीमा में एक इष्टतम तापमान की आवश्यकता होती है। 0° और 37°C पर वृद्धि रुक ​​जाती है। आमतौर पर नोड्यूल बैक्टीरिया की संस्कृतियों को कम तापमान (2-4 डिग्री सेल्सियस) पर प्रयोगशाला स्थितियों में संग्रहित किया जाता है।

कई प्रकार के नोड्यूल बैक्टीरिया बी विटामिन को संश्लेषित करने में सक्षम होते हैं, साथ ही विकास पदार्थ जैसे हेटरोआक्सिन (-इंडोलैसेटिक एसिड)।

सभी नोड्यूल बैक्टीरिया माध्यम (पीएच = 8.0) की क्षारीय प्रतिक्रिया के लिए लगभग समान रूप से प्रतिरोधी होते हैं, लेकिन एक अम्लीय के प्रति असमान रूप से संवेदनशील होते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता, पौरूष, प्रतिस्पर्धा और गतिविधि।

संकल्पना विशेषतानोड्यूल बैक्टीरिया - सामूहिक। यह बैक्टीरिया की पौधों में नोड्यूल बनाने की क्षमता की विशेषता है। यदि हम सामान्य रूप से नोड्यूल बैक्टीरिया के बारे में बात करते हैं, तो उनके लिए केवल फलीदार पौधों के समूह में नोड्यूल का गठन अपने आप में विशिष्ट है - उनमें फलीदार पौधों के लिए चयनात्मकता है।

हालांकि, अगर हम नोड्यूल बैक्टीरिया की अलग-अलग संस्कृतियों पर विचार करते हैं, तो यह पता चलता है कि उनमें से कुछ ऐसे हैं जो केवल एक निश्चित, कभी-कभी बड़े, कभी-कभी छोटे, फलीदार पौधों के समूह को संक्रमित करने में सक्षम होते हैं, और इस अर्थ में, नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता मेजबान संयंत्र के संबंध में एक चयनात्मक क्षमता है। नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता संकीर्ण हो सकती है (तिपतिया घास नोड्यूल बैक्टीरिया केवल क्लोवर के एक समूह को संक्रमित करता है - प्रजाति विशिष्टता, और ल्यूपिन नोड्यूल बैक्टीरिया को वैरिएटल विशिष्टता की विशेषता भी हो सकती है - ल्यूपिन की केवल अल्कलॉइड या अल्कलॉइड-मुक्त किस्मों को संक्रमित)। एक विस्तृत विशिष्टता के साथ, मटर नोड्यूल बैक्टीरिया मटर, ठुड्डी और बीन पौधों को संक्रमित कर सकते हैं, और मटर और बीन नोड्यूल बैक्टीरिया मटर के पौधों को संक्रमित कर सकते हैं, अर्थात, वे सभी "क्रॉस-संक्रमित" करने की क्षमता की विशेषता रखते हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता उनके वर्गीकरण का आधार है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की विशिष्टता एक पौधे या उनके समूह के लिए उनके दीर्घकालिक अनुकूलन और इस संपत्ति के आनुवंशिक संचरण के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुई। इस संबंध में, क्रॉस-संक्रमण समूह के भीतर पौधों के लिए नोड्यूल बैक्टीरिया की एक अलग अनुकूलन क्षमता भी है। इस प्रकार, अल्फाल्फा नोड्यूल बैक्टीरिया मीठे तिपतिया घास में नोड्यूल बना सकते हैं। फिर भी, वे अल्फाल्फा के लिए अधिक अनुकूलित होते हैं, और मीठे तिपतिया घास के बैक्टीरिया मीठे तिपतिया घास के लिए अधिक अनुकूलित होते हैं।

फलीदार पौधों की जड़ प्रणाली के नोड्यूल बैक्टीरिया से संक्रमण की प्रक्रिया में, इसका बहुत महत्व है डाहसूक्ष्मजीव। यदि विशिष्टता बैक्टीरिया की कार्रवाई के स्पेक्ट्रम को निर्धारित करती है, तो नोड्यूल बैक्टीरिया का विषाणु इस स्पेक्ट्रम के भीतर उनकी कार्रवाई की गतिविधि की विशेषता है। विषाणु से तात्पर्य नोड्यूल बैक्टीरिया की जड़ ऊतक में प्रवेश करने, वहां गुणा करने और नोड्यूल के गठन का कारण बनने की क्षमता से है।

न केवल पौधे की जड़ों में घुसने की क्षमता, बल्कि इस पैठ की गति से भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है।

नोड्यूल बैक्टीरिया के एक तनाव के विषाणु को निर्धारित करने के लिए, नोड्यूल के गठन का कारण बनने की क्षमता स्थापित करना आवश्यक है। किसी भी प्रकार के विषाणु के लिए मानदंड बैक्टीरिया की न्यूनतम संख्या हो सकती है जो अन्य उपभेदों की तुलना में जड़ों का अधिक जोरदार संक्रमण प्रदान करता है, जो नोड्यूल के गठन में परिणत होता है।

मिट्टी में, अन्य उपभेदों की उपस्थिति में, अधिक विषैला उपभेद हमेशा पौधे को पहले संक्रमित नहीं करेगा। इस मामले में, किसी को ध्यान में रखना चाहिए प्रतिस्पर्धी क्षमता, जो अक्सर प्राकृतिक परिस्थितियों में विषाणु के गुण को छुपाता है।

यह आवश्यक है कि विषाणुजनित उपभेदों में प्रतिस्पर्धात्मकता भी हो, अर्थात, वे न केवल स्थानीय सैप्रोफाइटिक माइक्रोफ्लोरा के प्रतिनिधियों के साथ, बल्कि नोड्यूल बैक्टीरिया के अन्य उपभेदों के साथ भी सफलतापूर्वक प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। एक नस्ल की प्रतिस्पर्धात्मकता का एक संकेतक पौधों की जड़ों पर कुल पिंडों की संख्या के प्रतिशत के रूप में इसके द्वारा गठित नोड्यूल की संख्या है।

नोड्यूल बैक्टीरिया का एक महत्वपूर्ण गुण है उनका गतिविधि(दक्षता), यानी फलीदार पौधों के साथ सहजीवन में आणविक नाइट्रोजन को आत्मसात करने की क्षमता और इसमें मेजबान पौधे की जरूरतों को पूरा करना। फलियों की उपज में वृद्धि में नोड्यूल बैक्टीरिया किस हद तक योगदान करते हैं, इस पर निर्भर करते हुए, उन्हें आमतौर पर सक्रिय (प्रभावी), निष्क्रिय (अप्रभावी) और निष्क्रिय (अप्रभावी) में विभाजित किया जाता है।

फलीदार पौधे की दूसरी प्रजाति के साथ सहजीवन में एक मेजबान पौधे के लिए निष्क्रिय बैक्टीरिया का एक तनाव काफी प्रभावी हो सकता है। इसलिए, जब इसकी प्रभावशीलता के संदर्भ में एक तनाव की विशेषता होती है, तो यह हमेशा इंगित किया जाना चाहिए कि किस मेजबान पौधे की प्रजाति के संबंध में इसका प्रभाव प्रकट होता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि उनकी स्थायी संपत्ति नहीं है। अक्सर प्रयोगशाला अभ्यास में, नोड्यूल बैक्टीरिया की संस्कृतियों में गतिविधि का नुकसान होता है। इस मामले में, या तो पूरी संस्कृति की गतिविधि खो जाती है, या कम गतिविधि वाली व्यक्तिगत कोशिकाएं दिखाई देती हैं। कुछ एंटीबायोटिक्स, अमीनो एसिड की उपस्थिति में नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि में कमी होती है। नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि के नुकसान के कारणों में से एक फेज का प्रभाव हो सकता है। पारित होने से, यानी, मेजबान पौधे (किसी विशेष पौधे की प्रजाति के लिए अनुकूलन) के माध्यम से बार-बार बैक्टीरिया को पारित करना, अप्रभावी लोगों से प्रभावी उपभेदों को प्राप्त करना संभव है।

y-किरणों के संपर्क में आने से बढ़ी हुई दक्षता के साथ उपभेदों को प्राप्त करना संभव हो जाता है। एक निष्क्रिय स्ट्रेन से अल्फाल्फा नोड्यूल बैक्टीरिया के अत्यधिक सक्रिय रेडियोम्यूटेंट के उद्भव के ज्ञात मामले हैं। आयनकारी विकिरण का उपयोग, जिसका कोशिका की आनुवंशिक विशेषताओं में परिवर्तन पर सीधा प्रभाव पड़ता है, सभी संभावना में, नोड्यूल बैक्टीरिया के अत्यधिक सक्रिय उपभेदों के चयन में एक आशाजनक तकनीक हो सकती है।

एक फलीदार पौधे का नोड्यूल बैक्टीरिया से संक्रमण।

नोड्यूल बैक्टीरिया के साथ जड़ प्रणाली के संक्रमण की सामान्य प्रक्रिया को सुनिश्चित करने के लिए, जड़ क्षेत्र में काफी बड़ी संख्या में व्यवहार्य जीवाणु कोशिकाओं का होना आवश्यक है। टीकाकरण की प्रक्रिया को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक कोशिकाओं की संख्या के संबंध में शोधकर्ताओं की राय अलग है। इस प्रकार, अमेरिकी वैज्ञानिक ओ। एलन (1966) के अनुसार, छोटे-बीज वाले पौधों के टीकाकरण के लिए 500-1000 कोशिकाओं की आवश्यकता होती है, और बड़े-बीज वाले पौधों के टीकाकरण के लिए प्रति 1 बीज में कम से कम 70,000 कोशिकाओं की आवश्यकता होती है। ऑस्ट्रेलियाई शोधकर्ता जे. विंसेंट (1966) के अनुसार, टीकाकरण के समय, प्रत्येक बीज में कम से कम कई सौ व्यवहार्य और सक्रिय नोड्यूल बैक्टीरिया कोशिकाएं होनी चाहिए। इस बात के प्रमाण हैं कि एकल कोशिकाएँ भी जड़ ऊतक में प्रवेश कर सकती हैं।

एक फलीदार पौधे की जड़ प्रणाली के विकास के दौरान, जड़ की सतह पर नोड्यूल बैक्टीरिया के गुणन को जड़ स्राव द्वारा प्रेरित किया जाता है। रूट कैप और बालों के विनाश उत्पाद भी नोड्यूल बैक्टीरिया को एक उपयुक्त सब्सट्रेट प्रदान करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एक फलीदार पौधे के राइजोस्फीयर में, नोड्यूल बैक्टीरिया का विकास तेजी से उत्तेजित होता है, अनाज के पौधों के लिए, यह घटना नहीं देखी जाती है।

जड़ की सतह पर श्लेष्म पदार्थ (मैट्रिक्स) की एक परत होती है, जो राइजोस्फीयर में बैक्टीरिया की उपस्थिति की परवाह किए बिना बनती है। प्रकाश-प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी (चित्र 147) में जांच करने पर यह परत स्पष्ट रूप से दिखाई देती है। टीकाकरण के बाद नोड्यूल बैक्टीरिया आमतौर पर इस परत में भाग जाते हैं और जड़ के उत्तेजक प्रभाव के कारण इसमें जमा हो जाते हैं (चित्र 148), जो 30 मिमी तक की दूरी पर भी प्रकट होता है।

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इस अवधि के दौरान, जड़ ऊतक में नोड्यूल बैक्टीरिया की शुरूआत से पहले, राइजोस्फीयर में बैक्टीरिया बेहद मोबाइल होते हैं। प्रारंभिक अध्ययनों में, जिसमें अनुसंधान के लिए एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया गया था, राइजोस्फीयर क्षेत्र में स्थित नोड्यूल बैक्टीरिया को श्वार्मर्स (गोनिडिया या ज़ोस्पोरेस) - "झुंड" नाम दिया गया था। फेरेस (1957) की विधि का उपयोग करते हुए, जड़ की नोक और जड़ के बालों के क्षेत्र में बहुत तेज गति से चलने वाले कालोनियों के गठन का निरीक्षण करना संभव है। श्वार्मर कॉलोनियां बहुत कम समय के लिए मौजूद होती हैं - एक दिन से भी कम समय के लिए।

प्रवेश तंत्र के बारे मेंपौधे की जड़ में नोड्यूल बैक्टीरिया की कई परिकल्पनाएँ होती हैं। उनमें से सबसे दिलचस्प निम्नलिखित हैं। एक परिकल्पना के लेखक कहते हैं कि नोड्यूल बैक्टीरिया एपिडर्मल और कॉर्टिकल ऊतक को नुकसान पहुंचाकर जड़ में प्रवेश करते हैं (विशेषकर उन जगहों पर जहां पार्श्व जड़ें शाखा बंद हो जाती हैं)। इस परिकल्पना को ब्रिल (1888) के शोध के आधार पर आगे रखा गया था, जिसने पहले नोड्यूल बैक्टीरिया के निलंबन में डूबी सुई के साथ जड़ों को छेदकर फलीदार पौधों में नोड्यूल का गठन किया था। एक विशेष मामले के रूप में, ऐसा कार्यान्वयन पथ काफी वास्तविक है। उदाहरण के लिए, मूंगफली में नोड्यूल मुख्य रूप से जड़ शाखाओं की धुरी में स्थित होते हैं, जो पार्श्व जड़ों के अंकुरण के दौरान अंतराल के माध्यम से नोड्यूल बैक्टीरिया के जड़ में प्रवेश का सुझाव देते हैं।

एक दिलचस्प और निराधार परिकल्पना जड़ के बालों के माध्यम से जड़ ऊतक में नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रवेश है। अधिकांश शोधकर्ताओं द्वारा जड़ के बालों के माध्यम से नोड्यूल बैक्टीरिया के पारित होने को मान्यता दी गई है।

पी। डार्ट और एफ। मर्सर (1965) का सुझाव बहुत आश्वस्त है कि नोड्यूल बैक्टीरिया छोटे (0.1-0.4 माइक्रोन) कोकॉइड कोशिकाओं के रूप में सेल्यूलोज फाइब्रिलर नेटवर्क के अंतराल (0.3-0.4 माइक्रोन) के माध्यम से जड़ में प्रवेश करते हैं। जड़ बालों की प्राथमिक म्यान। प्रतिकृति विधि द्वारा प्राप्त जड़ की सतह की इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म तस्वीरें (चित्र 149), और फलीदार पौधों के राइजोस्फीयर में नोड्यूल बैक्टीरिया कोशिकाओं के सिकुड़ने का तथ्य इस स्थिति की पुष्टि करता है।

यह संभव है कि नोड्यूल बैक्टीरिया युवा जड़ युक्तियों के एपिडर्मल कोशिकाओं के माध्यम से जड़ में प्रवेश कर सकते हैं। प्राज़मोव्स्की (1889) के अनुसार, बैक्टीरिया केवल युवा कोशिका भित्ति (रूट बालों या एपिडर्मल कोशिकाओं) के माध्यम से जड़ में प्रवेश कर सकते हैं और कोर्टेक्स की रासायनिक रूप से परिवर्तित या कॉर्क परत को दूर करने में पूरी तरह से असमर्थ हैं। यह समझा सकता है कि नोड्यूल आमतौर पर मुख्य जड़ के युवा वर्गों और उभरती पार्श्व जड़ों पर विकसित होते हैं।

हाल ही में, ऑक्सिन परिकल्पना को बहुत लोकप्रियता मिली है। इस परिकल्पना के लेखकों का मानना ​​​​है कि ट्रिप्टोफैन से β-इंडोलैसेटिक एसिड (हेटेरोक्सिन) के संश्लेषण की उत्तेजना के कारण नोड्यूल बैक्टीरिया जड़ में प्रवेश करते हैं, जो हमेशा पौधे की जड़ स्राव में मौजूद होता है। चित्र 150)।

पौधे के संक्रमण के समय β-इंडोलिलैसिटिक एसिड का स्रोत, जाहिर है, न केवल पौधे हैं जो रूट सिस्टम के माध्यम से ट्रिप्टोफैन का स्राव करते हैं, जो रूट नोड्यूल सहित कई प्रकार के बैक्टीरिया β-इंडोलिलेसेटिक एसिड में परिवर्तित हो सकते हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया स्वयं, और संभवतः जड़ क्षेत्र में रहने वाले अन्य प्रकार के मिट्टी के सूक्ष्मजीव भी हेटरोआक्सिन के संश्लेषण में भाग ले सकते हैं।

हालाँकि, ऑक्सिन परिकल्पना को बिना शर्त स्वीकार नहीं किया जा सकता है। हेटेरोआक्सिन की क्रिया गैर-विशिष्ट है और विभिन्न पौधों की प्रजातियों में जड़ के बालों की वक्रता का कारण बनती है, न कि केवल फलियां। इसी समय, नोड्यूल बैक्टीरिया केवल फलीदार पौधों में जड़ के बालों की वक्रता का कारण बनते हैं, जबकि महत्वपूर्ण चयनात्मकता प्रदर्शित करते हैं। यदि माना गया प्रभाव केवल β-indolylacetic acid द्वारा निर्धारित किया गया था, तो ऐसी कोई विशिष्टता नहीं होगी। इसके अलावा, नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रभाव में जड़ के बालों में परिवर्तन की प्रकृति हेटेरोआक्सिन के प्रभाव से कुछ अलग है।

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ मामलों में, बिना जड़ वाले बाल संक्रमण के संपर्क में आते हैं। अवलोकन से पता चलता है कि अल्फाल्फा और मटर में, जड़ के 60-70% बाल मुड़े हुए और मुड़े हुए होते हैं, और तिपतिया घास में - लगभग 50%। तिपतिया घास की कुछ प्रजातियों में, यह प्रतिक्रिया संक्रमित बालों के 1/4 से अधिक नहीं होती है। वक्रता की प्रतिक्रिया में, जाहिर है, जड़ बालों की स्थिति का बहुत महत्व है। बढ़ते जड़ के बाल बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित पदार्थों की क्रिया के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया जड़ के बालों की दीवारों को नरम करने के लिए जाने जाते हैं। हालांकि, वे या तो सेल्युलेस या पेक्टिनोलिटिक एंजाइम नहीं बनाते हैं। इस संबंध में, यह सुझाव दिया गया था कि नोड्यूल बैक्टीरिया एक पॉलीसेकेराइड प्रकृति के बलगम के स्राव के कारण जड़ में प्रवेश करते हैं, जो पौधों द्वारा पॉलीगैलेक्टुरोनेज एंजाइम के संश्लेषण का कारण बनता है। पेक्टिन पदार्थों को नष्ट करने वाला यह एंजाइम जड़ के बालों के खोल को प्रभावित करता है, जिससे यह अधिक प्लास्टिक और पारगम्य हो जाता है। कम मात्रा में, पॉलीगैलेक्टुरोनेज हमेशा जड़ के बालों में मौजूद होता है और, जाहिरा तौर पर, झिल्ली के संबंधित घटकों के आंशिक विघटन के कारण, कोशिका को खिंचाव की अनुमति देता है।

कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि पेक्टिनोलिटिक एंजाइम पैदा करने वाले सैटेलाइट बैक्टीरिया की बदौलत नोड्यूल बैक्टीरिया जड़ में घुस जाते हैं। इस परिकल्पना को निम्नलिखित तथ्यों के आधार पर सामने रखा गया था। जब जड़ के बालों की माइक्रोस्कोपी की जाती है, तो कई शोधकर्ताओं ने एक प्रकाश स्थान की उपस्थिति को नोट किया, जिसके पास नोड्यूल बैक्टीरिया जमा होते हैं। यह स्थान प्रोटोपेक्टिनेज द्वारा ऊतक मैक्रेशन (विनाश) की शुरुआत का संकेत हो सकता है, जैसा कि कई जीवाणु रोगों में पौधों में देखा गया है। इसके अलावा, यह पाया गया कि पेक्टिनोलिटिक एंजाइम पैदा करने वाले बैक्टीरिया की उपस्थिति में नोड्यूल बैक्टीरिया की अविरल संस्कृतियां जड़ में घुसने में सक्षम हो जाती हैं।

एक और परिकल्पना पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जिसके अनुसार जड़ के बालों की सतह पर उंगली की तरह फलाव के गठन के दौरान नोड्यूल बैक्टीरिया जड़ में प्रवेश करते हैं। इस परिकल्पना की पुष्टि करने वाले एक रूट हेयर सेक्शन का इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न (चित्र। 150, 3) एक छतरी के हैंडल के रूप में मुड़े हुए जड़ के बाल दिखाता है, जिसके मोड़ में नोड्यूल बैक्टीरिया का संचय होता है। नोड्यूल बैक्टीरिया ऐसे होते हैं जैसे कि जड़ के बालों द्वारा (पिनोसाइटोसिस के समान) खींचे जाते हैं (निगल जाते हैं)।

अंतःक्षेपण परिकल्पना को अनिवार्य रूप से ऑक्सिन या एंजाइमी परिकल्पना से अलग नहीं किया जा सकता है, क्योंकि अंतःक्षेपण ऑक्सिन या एंजाइमी कारक के संपर्क के परिणामस्वरूप होता है।

जड़ ऊतक में नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रवेश की प्रक्रिया सभी प्रकार के फलीदार पौधों में समान होती है और इसमें दो चरण होते हैं। पहले चरण में जड़ के बालों का संक्रमण होता है। दूसरे चरण में, नोड्यूल बनने की प्रक्रिया तीव्रता से आगे बढ़ती है। विभिन्न पौधों की प्रजातियों में चरणों की अवधि अलग-अलग होती है: ट्राइफोलियम फ्रैगिफेरम में पहला चरण 6 दिनों तक रहता है, ट्राइफोलियम निग्रेसेंस में - 3 दिन।

कुछ मामलों में चरणों के बीच की सीमाओं का पता लगाना बहुत मुश्किल होता है। जड़ के बालों में नोड्यूल बैक्टीरिया का सबसे गहन परिचय पौधे के विकास के शुरुआती चरणों में होता है। दूसरा चरण नोड्यूल के बड़े पैमाने पर गठन के दौरान समाप्त होता है। अक्सर, जड़ों पर पिंड बनने के बाद भी जड़ के बालों में नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रवेश जारी रहता है। यह तथाकथित अतिरिक्त या अतिरिक्त संक्रमण इसलिए होता है क्योंकि बालों का संक्रमण लंबे समय तक नहीं रुकता है। संक्रमण के बाद के चरणों में, नोड्यूल्स को आमतौर पर जड़ के साथ नीचे रखा जाता है।

जड़ के बालों के विकास, संरचना और घनत्व का प्रकार नोड्यूल बैक्टीरिया की शुरूआत की दर को प्रभावित नहीं करता है। नोड्यूल बनने के स्थान हमेशा संक्रमित बालों के स्थानों से जुड़े नहीं होते हैं।

जड़ में प्रवेश करने के बाद (जड़ के बालों, एपिडर्मल सेल, जड़ क्षति के स्थानों के माध्यम से), नोड्यूल बैक्टीरिया फिर पौधे की जड़ के ऊतकों में चले जाते हैं। सबसे आसानी से, बैक्टीरिया अंतरकोशिकीय स्थानों से गुजरते हैं।

या तो एक कोशिका या जीवाणु कोशिकाओं का समूह जड़ ऊतक में प्रवेश कर सकता है। यदि एक अलग कोशिका पेश की गई है, तो यह ऊतक के माध्यम से एकल कोशिका के रूप में आगे बढ़ना जारी रख सकती है। एकल कोशिकाओं द्वारा जड़ संक्रमण का तरीका ल्यूपिन पौधों की विशेषता है।

हालांकि, ज्यादातर मामलों में, हमलावर कोशिका, सक्रिय रूप से गुणा करते हुए, तथाकथित संक्रमण धागे (या संक्रमण डोरियों) का निर्माण करती है और, पहले से ही ऐसे धागे के रूप में, पौधे के ऊतकों में चली जाती है।

शब्द "संक्रमण धागा" एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में संक्रमण प्रक्रिया के अध्ययन के आधार पर उत्पन्न हुआ। Beijerinck के काम के साथ शुरुआत करते हुए, संक्रमण धागे को एक घिनौना, हाइपहे जैसे द्रव्यमान के रूप में देखा जाने लगा जिसमें प्रोलिफ़ेरेटिंग बैक्टीरिया होते हैं।

अनिवार्य रूप से, एक संक्रमण धागा गुणा बैक्टीरिया का एक उपनिवेश है। इसकी शुरुआत वह जगह है जहां एक एकल कोशिका या कोशिकाओं के समूह ने प्रवेश किया है। यह संभव है कि बैक्टीरिया की एक कॉलोनी (और, परिणामस्वरूप, भविष्य में संक्रमण का एक धागा) जड़ की सतह पर बैक्टीरिया के जड़ में प्रवेश करने से पहले बनना शुरू हो जाए।

अलग-अलग पौधों में संक्रमित जड़ के बालों की संख्या काफी भिन्न होती है। आमतौर पर संक्रामक धागे विकृत, मुड़े हुए जड़ वाले बालों में दिखाई देते हैं। हालांकि, ऐसे संकेत हैं कि समान धागे कभी-कभी सीधे बालों में पाए जाते हैं। अधिक बार, एक शाखा वाला धागा जड़ के बालों में देखा जाता है, कम अक्सर दो। कुछ मामलों में, एक जड़ के बालों में कई धागे होते हैं, या कई में संक्रमण के सामान्य धागे होते हैं, जो एक गांठ को जन्म देते हैं (चित्र 151)।

विकृत बालों की कुल संख्या में संक्रमित जड़ के बालों का प्रतिशत बेवजह कम है। यह आमतौर पर 0.6 से 3.2 तक होता है, कभी-कभी 8.0 तक पहुंच जाता है। सफल संक्रमणों का अनुपात और भी कम है, क्योंकि संक्रामक धागों में कई (80% तक) तथाकथित गर्भपात धागे हैं जो विकसित होना बंद हो गए हैं। एक पौधे में सामान्य रूप से विकसित होने वाले संक्रामक धागों की प्रगति की दर 5-8 माइक्रोन प्रति घंटा है। इस गति से 100-200 माइक्रोन लंबे बालों की जड़ों से गुजरने वाला रास्ता एक दिन में संक्रमण के धागे से होकर गुजर सकता है।

उनके ओण्टोजेनेसिस में नोड्यूल्स की रूपात्मक और शारीरिक विशेषताएं।

गठन की विधि के अनुसार, फलीदार पौधों के पिंड दो प्रकारों में विभाजित होते हैं:

टाइप 1 - नोड्यूल्स पेरीसाइकिल कोशिकाओं (रूट लेयर) के विभाजन के दौरान होते हैं, जो आमतौर पर प्रोटोक्साइलम के खिलाफ स्थित होते हैं (जहाजों के निर्माण के लिए पहली बार) - अंतर्जात प्रकार के नोड्यूल गठन;

टाइप 2 - नोड्यूल्स कॉर्टेक्स और एंडोडर्म (प्राथमिक कॉर्टेक्स की आंतरिक परत) के पैरेन्काइमल कोशिकाओं में रोगज़नक़ की शुरूआत के परिणामस्वरूप रूट कॉर्टेक्स से उत्पन्न होते हैं - एक बहिर्जात प्रकार का नोड्यूल गठन।

प्रकृति में, बाद वाला प्रकार प्रबल होता है। जड़ के केंद्रीय सिलेंडर के ऊतक केवल अंतर्जात और बहिर्जात दोनों प्रकार के नोड्यूल के संवहनी तंत्र के निर्माण में भाग लेते हैं।

एक्सो- और एंडोटाइप के नोड्यूल्स की उत्पत्ति की प्रकृति पर विभिन्न विचारों के बावजूद, उनके विकास की प्रक्रिया मूल रूप से समान है। हालांकि, न तो एक और न ही अन्य प्रकार के नोड्यूल गठन को पार्श्व जड़ों के गठन की प्रक्रिया के साथ पहचाना जाना चाहिए, इस तथ्य के बावजूद कि उनकी स्थापना में कुछ समानताएं हैं। इस प्रकार, नोड्यूल और पार्श्व जड़ों का निर्माण एक साथ और, इसके अलावा, एक ही रूट ज़ोन में होता है।

इसी समय, पार्श्व जड़ों और पिंडों के विकास में कई विशेषताएं उनके गठन के प्रकार में गहरा अंतर पर जोर देती हैं। पार्श्व जड़ें पेरीसाइकिल में उत्पन्न होती हैं। विकास के पहले क्षणों से, वे मुख्य जड़ के केंद्रीय सिलेंडर से जुड़े होते हैं, जिससे पार्श्व जड़ों के केंद्रीय सिलेंडर बंद हो जाते हैं, और वे हमेशा प्राथमिक लकड़ी की किरण के खिलाफ उठते हैं। पार्श्व जड़ के विपरीत, नोड्यूल का निर्माण कहीं भी संभव है। नोड्यूल ऊतक के निर्माण की शुरुआत में, जड़ के केंद्रीय सिलेंडर के साथ कोई संवहनी संबंध नहीं होता है, यह बाद में उत्पन्न होता है। वेसल्स आमतौर पर नोड्यूल की परिधि के साथ बनते हैं। वे ट्रेकिड ज़ोन के माध्यम से रूट वाहिकाओं से जुड़े होते हैं और उनका अपना एंडोडर्म होता है (चित्र। 152)।

नोड्यूलेशन और पार्श्व जड़ों की प्रकृति में अंतर विशेष रूप से सेराडेला में स्पष्ट रूप से देखा जाता है, क्योंकि इस पौधे की मुख्य जड़ के कॉर्टिकल ऊतक - पहले नोड्यूल की साइट - कोशिकाओं की अपेक्षाकृत छोटी परत होती है और नोड्यूल बहुत जल्दी दिखाई देते हैं बैक्टीरिया के साथ जड़ के संक्रमण के बाद। वे पहले जड़ पर चपटे फलाव बनाते हैं, जिससे उन्हें पार्श्व जड़ों के शंक्वाकार उभार से अलग करना संभव हो जाता है। नोड्यूल पार्श्व जड़ों से कई संरचनात्मक विशेषताओं में भिन्न होते हैं: एक केंद्रीय सिलेंडर, रूट कैप्स और एपिडर्मिस की अनुपस्थिति, और नोड्यूल को कवर करने वाली छाल की एक महत्वपूर्ण परत की उपस्थिति।

फलीदार पौधों के पिंड (चित्र 153, 1, 2) का निर्माण उस अवधि के दौरान होता है जब जड़ में अभी भी एक प्राथमिक संरचना होती है। यह संक्रामक धागों के सिरों से 2-3 परतों की दूरी पर स्थित कॉर्टिकल कोशिकाओं के विभाजन से शुरू होता है। संक्रामक धागों द्वारा प्रवेश की गई प्रांतस्था की परतें अपरिवर्तित रहती हैं। उसी समय, सेराडेला में, कॉर्टिकल कोशिकाओं का विभाजन सीधे संक्रमित जड़ के बालों के नीचे होता है, जबकि मटर में, कोशिका विभाजन केवल प्रांतस्था की अंतिम परत में नोट किया जाता है।

एक रेडियल ऊतक संरचना के गठन के साथ विभाजन आंतरिक कोर कोशिकाओं तक जारी है। यह एक विशिष्ट दिशा के बिना, बेतरतीब ढंग से होता है, और इसके परिणामस्वरूप, छोटे दानेदार कोशिकाओं से मिलकर, नोड्यूल का एक मेरिस्टेम (शैक्षिक ऊतकों की एक प्रणाली) उत्पन्न होता है।

प्रांतस्था की विभाजित कोशिकाएं बदलती हैं: नाभिक गोल होते हैं और आकार में वृद्धि होती है, विशेष रूप से नाभिक। माइटोसिस के बाद, नाभिक फैल जाते हैं और अपना मूल रूप लिए बिना फिर से विभाजित होने लगते हैं।

एक द्वितीयक विभज्योतक प्रकट होता है। जल्द ही, एंडोडर्म और पेरीसाइकिल में, प्रारंभिक विभाजन के संकेत दिखाई देते हैं, जो कि पूर्व बाहरी कोशिकाओं में मुख्य रूप से स्पर्शरेखा सेप्टा द्वारा होता है। यह विभाजन अंततः सामान्य विभज्योतक परिसर तक फैला हुआ है, जिनमें से छोटी कोशिकाएँ लम्बी होती हैं, रिक्तिकाएँ गायब हो जाती हैं, और नाभिक अधिकांश कोशिका को भर देता है। तथाकथित प्राथमिक नोड्यूल कोशिकाओं के प्लाज्मा में बनता है, जिसमें नोड्यूल बैक्टीरिया अनुपस्थित होते हैं, क्योंकि इस स्तर पर वे अभी भी संक्रमण धागे के अंदर होते हैं। जबकि प्राथमिक नोड्यूल बन रहा है, संक्रमण धागे कई बार बाहर निकलते हैं और या तो कोशिकाओं के बीच से गुजर सकते हैं - अंतरकोशिकीय रूप से (चित्र 154), या कोशिकाओं के माध्यम से - इंट्रासेल्युलर रूप से - और बैक्टीरिया का परिचय देते हैं (चित्र। 155)।

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इंटरसेलुलर संक्रामक धागे, उनमें नोड्यूल बैक्टीरिया के सक्रिय प्रजनन के कारण, अक्सर एक विचित्र आकार प्राप्त करते हैं - वे जेब (डायवर्टिकुला) या मशाल के रूप में बनते हैं (चित्र 154 देखें)।

कोशिका से कोशिका में संक्रमण के धागों की गति की प्रक्रिया पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है। जाहिर है, संक्रामक धागे, जैसा कि कनाडाई सूक्ष्म जीवविज्ञानी डी। जॉर्डन (1963) का मानना ​​​​है, पौधों के ऊतकों के अंतरकोशिकीय स्थानों में नग्न श्लेष्मा किस्में के रूप में तब तक घूमते हैं, जब तक कि कुछ अभी भी अकथनीय कारणों से, वे आसन्न कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में आक्रमण करना शुरू नहीं करते हैं। .

कुछ मामलों में, संक्रमण धागे का आक्रमण एक में होता है, कुछ मामलों में - प्रत्येक पड़ोसी कोशिका में। इन इनविजिनेटेड ट्यूबलर कैविटी (डायवर्टिकुला) के माध्यम से, बलगम प्रवाह में संलग्न धागे की सामग्री। संक्रामक धागों की सबसे सक्रिय वृद्धि आमतौर पर पादप कोशिका के केंद्रक के पास होती है। धागे का प्रवेश नाभिक की गति के साथ होता है, जो संक्रमण की साइट की ओर बढ़ता है, बढ़ता है, आकार बदलता है और पतित होता है। इसी तरह की तस्वीर एक कवक संक्रमण में देखी जाती है, जब नाभिक अक्सर हमलावर हाइप की ओर भागता है, सबसे बड़ी शारीरिक गतिविधि के स्थान के रूप में क्षति के लिए आकर्षित होता है, धागे के करीब आता है, सूज जाता है और ढह जाता है। जाहिर है, यह संक्रमण के लिए पौधे की प्रतिक्रिया की विशेषता है।

वार्षिक पौधों में, संक्रामक धागे आमतौर पर जड़ के संक्रमण की पहली अवधि के दौरान, बारहमासी पौधों में - विकास की लंबी अवधि के दौरान दिखाई देते हैं।

बैक्टीरिया को संक्रमण के धागे से अलग-अलग समय पर और अलग-अलग तरीकों से छोड़ा जा सकता है। बैक्टीरिया का बाहर निकलना, एक नियम के रूप में, एक बहुत लंबी प्रक्रिया है, खासकर बारहमासी पौधों में। आमतौर पर, संक्रमण धागे से मेजबान पौधे के साइटोप्लाज्म में बैक्टीरिया की रिहाई आंतरिक दबाव से जुड़ी होती है, जिसके परिणामस्वरूप धागे में बैक्टीरिया का गहन गुणन और बलगम का उत्सर्जन होता है। कभी-कभी जीवाणु पुटिकाओं (चुलबुली संरचनाओं) के रूप में, संक्रामक धागे के बलगम से घिरे समूहों में धागे से बाहर निकल जाते हैं (चित्र 157)। चूंकि पुटिकाओं में झिल्ली नहीं होती है, इसलिए उनमें से बैक्टीरिया का बाहर निकलना बहुत आसान होता है। नोड्यूल बैक्टीरिया भी पादप कोशिकाओं में अंतरकोशिकीय स्थानों से अकेले प्रवेश कर सकते हैं (चित्र 156)।

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संक्रमण धागे से निकलने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया मेजबान ऊतक में गुणा करना जारी रखते हैं। इस अवधि के दौरान उनका प्रजनन कसना विभाजन (चित्र। 158) द्वारा होता है। अधिकांश जीवाणु कोशिका के कोशिका द्रव्य में गुणा करते हैं, न कि संक्रमण धागे में। संक्रमित कोशिकाएं भविष्य के बैक्टेरॉइड ऊतक को जन्म देती हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया की तेजी से गुणा करने वाली कोशिकाओं से भरकर, पौधे की कोशिकाएं तीव्रता से विभाजित होने लगती हैं। संक्रमित कोशिकाओं के माइटोटिक विभाजन के समय, नोड्यूल बैक्टीरिया मातृ कोशिका के दो विपरीत ध्रुवों पर जमा हो सकते हैं और निष्क्रिय रूप से बेटी कोशिकाओं में प्रवेश कर सकते हैं। इस मामले में, प्रत्येक अपरिवर्तित कोशिका नोड्यूल बैक्टीरिया के एक मजबूत उत्तेजक प्रभाव में होती है और परिणामस्वरूप, विभाजित भी होती है। विभज्योतक कोशिकाओं के इस जोरदार माइटोटिक विभाजन के लिए धन्यवाद, नोड्यूल बैक्टीरिया नोड्यूल ऊतकों में फैल जाते हैं और बैक्टेरॉइड क्षेत्र की मात्रा बढ़ जाती है।

संक्रमित ऊतक, घनी पड़ी हुई और सक्रिय रूप से विभाजित कोशिकाओं से मिलकर, पहले एक काटे गए शंकु के आकार का होता है। इसके बाद, इस शंकु के क्रमिक विकास और एक साथ विभाजन और विभज्योतक कोशिकाओं के विकास के कारण, नोड्यूल ऊतक बढ़ता है, इसके शंकु आकार को खो देता है।

इस प्रकार, कोर कोशिकाओं के रेडियल और स्पर्शरेखा विभाजन के परिणामस्वरूप पहले नोड्यूल बढ़ता है, और फिर उनके आकार में वृद्धि और एक साथ विभाजन के कारण। पौधों की कोशिकाओं के पूरी तरह से बैक्टीरिया से भर जाने के बाद, माइटोसिस बंद हो जाता है। हालाँकि, कोशिकाएँ आकार में बढ़ती रहती हैं और अक्सर अत्यधिक लम्बी होती हैं। उनका आकार असंक्रमित पौधों की कोशिकाओं की तुलना में कई गुना बड़ा होता है, जो उनके बीच नोड्यूल के बैक्टेरॉइड क्षेत्र में स्थित होते हैं।

एक फलीदार पौधे की जड़ के साथ एक युवा नोड्यूल का कनेक्शन संवहनी रेशेदार बंडलों के लिए धन्यवाद किया जाता है। एमएस वोरोनिन (1866) द्वारा पहली बार संवहनी रेशेदार बंडल देखे गए। विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों के पिंडों में संवहनी तंत्र के उत्पन्न होने का समय अलग-अलग होता है। तो, सोयाबीन नोड्यूल्स में, संवहनी बंडलों के विकास की शुरुआत गाय के पैरेन्काइमा की दो परतों में नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रवेश के क्षण से मेल खाती है। नोड्यूल की वृद्धि के साथ, संचालन प्रणाली बढ़ती है, शाखाएं होती है, और बैक्टेरॉइड क्षेत्र को घेर लेती है।

संवहनी प्रणाली के भेदभाव की प्रक्रिया के समानांतर, नोड्यूल एंडोडर्म प्राथमिक नोड्यूल की बाहरी परत से बनता है। फिर नोड्यूल को गोल किया जाता है, इसकी परिधीय कोशिका परत नोड्यूल की छाल से घिरी होती है।

जड़ एपिडर्मिस टूट जाता है, और नोड्यूल का विकास और आकार में वृद्धि जारी रहती है।

परिपक्व पिंडों के अनुदैर्ध्य वर्गों पर एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करते हुए, ऊतक विभेदन के 4 विशिष्ट क्षेत्र आमतौर पर स्पष्ट रूप से प्रतिष्ठित होते हैं: कोर्टेक्स, मेरिस्टेम, बैक्टेरॉइड ज़ोन और संवहनी प्रणाली. सभी नोड्यूल ऊतक एक्रोपेटल अनुक्रम में अंतर करते हैं क्योंकि नई कोशिकाएं मेरिस्टेम द्वारा शुरू की जाती हैं।

गांठदार छाल- नोड्यूल का खोल, जो एक सुरक्षात्मक कार्य करता है। छाल में असंक्रमित पैरेन्काइमल कोशिकाओं की कई पंक्तियाँ होती हैं, जिनका आकार और विशेषताएँ अलग-अलग फलियों में भिन्न होती हैं। अक्सर, प्रांतस्था की कोशिकाओं में लम्बी आकृति होती है और नोड्यूल की अन्य कोशिकाओं की तुलना में बड़ी होती है।

बारहमासी वुडी प्रजातियों के नोड्यूल्स की छाल में, रेजिन, टैनिन और टैनिन युक्त कॉर्क झिल्ली वाली कोशिकाएं अक्सर पाई जाती हैं।

नोड्यूल मेरिस्टेमप्रांतस्था की कोशिकाओं के नीचे स्थित है और असंक्रमित कोशिकाओं को भी गहन रूप से विभाजित करने का एक क्षेत्र है। नोड्यूल के मेरिस्टेम को घनी दूरी, बिना अंतरकोशिकीय रिक्त स्थान, अनियमित आकार की छोटी पतली दीवार वाली कोशिकाओं की विशेषता है। नोड्यूल मेरिस्टेम कोशिकाएं अन्य प्रकार के मेरिस्टेमेटिक ऊतक (रूट टॉप, स्टेम टॉप) की कोशिकाओं के समान होती हैं। नोड्यूल मेरिस्टेम कोशिकाओं में राइबोसोम, गॉल्जी बॉडी, प्रोटोप्लास्टिड्स, माइटोकॉन्ड्रिया और अन्य संरचनाओं के साथ घने, बारीक दानेदार साइटोप्लाज्म होते हैं। छोटे रिक्तिकाएँ होती हैं। साइटोप्लाज्म के केंद्र में एक परमाणु झिल्ली, छिद्रों और स्पष्ट रूप से परिभाषित न्यूक्लियोलस के साथ एक बड़ा नाभिक होता है। विभज्योतक कोशिकाओं का कार्य नोड्यूल कॉर्टेक्स, बैक्टेरॉइड क्षेत्र और संवहनी प्रणाली की कोशिकाओं का निर्माण करना है। विभज्योतक के स्थान के आधार पर, पिंडों में कई प्रकार के आकार होते हैं: गोलाकार (मटर, बीन्स, सेराडेला, मूंगफली) या बेलनाकार (अल्फाल्फा, वीच, रैंक, बबूल, तिपतिया घास) (चित्र। 159)। नोड्यूल की परिधि के साथ अलग-अलग क्षेत्रों में स्थित मेरिस्टेम, ल्यूपिन में मफ के आकार के नोड्यूल के गठन की ओर जाता है।

नोड्यूल मेरिस्टेम लंबे समय तक कार्य करता है, यहां तक ​​कि नोड्यूल नेक्रोसिस के दौरान भी, जब वे पहले से ही लाइसिंग बैक्टेरॉइड द्रव्यमान और नष्ट पौधों की कोशिकाओं से भरे होते हैं।

बैक्टेरॉइड क्षेत्रनोड्यूल अपने केंद्रीय भाग पर कब्जा कर लेता है और नोड्यूल के कुल शुष्क द्रव्यमान का 16 से 50% हिस्सा बनाता है। नोड्यूल बनने की पहली अवधि में, यह अनिवार्य रूप से एक जीवाणु क्षेत्र (चित्र 160) है, क्योंकि यह जीवाणु कोशिकाओं से भरा होता है जो बैक्टीरिया में होते हैं, न कि विकास के बैक्टेरॉइड चरण। फिर भी, जब बैक्टीरिया युक्त नोड्यूल ऊतक क्षेत्र की बात आती है, तो इसे बैक्टेरॉइड कहने की प्रथा है।

नोड्यूल के बैक्टेरॉइड क्षेत्र में मुख्य रूप से नोड्यूल बैक्टीरिया से संक्रमित कोशिकाएं होती हैं और आंशिक रूप से उनसे सटे असंक्रमित कोशिकाएं होती हैं, जो पिगमेंट, टैनिन से भरी होती हैं, और शरद ऋतु में - स्टार्च के साथ।

नोड्यूल बैक्टीरिया के प्रभावी उपभेदों द्वारा गठित नोड्यूल्स में, बैक्टेरॉइड ज़ोन की औसत सापेक्ष मात्रा अप्रभावी उपभेदों की शुरूआत पर बनने वाले नोड्यूल की तुलना में अधिक होती है।

कुछ मामलों में, बैक्टेरॉइड क्षेत्र का आयतन नोड्यूल जीवन की प्रारंभिक अवधि में अधिकतम तक पहुंच जाता है और बाद में अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। बैक्टेरॉइड ज़ोन संक्रामक धागों के घने नेटवर्क द्वारा प्रवेश किया जाता है, और परिधि के साथ संवहनी रेशेदार बंडलों से घिरा होता है।

विभिन्न प्रकार की फलियों के पिंडों में बैक्टेरॉइड का रूप भिन्न हो सकता है (तालिका 44)। तो, विकी, रैंक और मटर में, वे दो शाखाओं वाले या कांटेदार होते हैं। तिपतिया घास और सैन्फिन के लिए, बैक्टेरॉइड्स का प्रमुख रूप गोलाकार, नाशपाती के आकार का, सूजा हुआ, अंडाकार और छोले के लिए गोल होता है। बीन, सेराडेला, बर्ड-फुट और ल्यूपिन के बैक्टेरॉइड्स का आकार लगभग रॉड के आकार का होता है।

नाभिक और रिक्तिका के मध्य क्षेत्र के अपवाद के साथ, बैक्टेरॉइड अधिकांश पादप कोशिका को भरते हैं। इस प्रकार, गुलाबी रंग के नोड्यूल के बैक्टेरॉइड ज़ोन में बैक्टेरॉइड्स का प्रतिशत नोड्यूल बैक्टीरिया की कुल संख्या का 94.2 है। बैक्टेरॉइड कोशिकाएं जीवाणु कोशिकाओं से 3-5 गुना बड़ी होती हैं (चित्र 161, 1, 2)।

नोड्यूल बैक्टीरिया के बैक्टेरॉइड्स इस तथ्य के कारण विशेष रुचि रखते हैं कि वे वायुमंडलीय नाइट्रोजन के गहन बंधन की अवधि के दौरान फलीदार पौधों के नोड्यूल के लगभग एकमात्र निवासी हैं। कुछ शोधकर्ता बैक्टेरॉइड्स को पैथोलॉजिकल अपक्षयी रूप मानते हैं और नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया को नोड्यूल बैक्टीरिया के बैक्टेरॉइड रूप से नहीं जोड़ते हैं। अधिकांश शोधकर्ताओं ने पाया कि बैक्टेरॉइड नोड्यूल बैक्टीरिया के सबसे व्यवहार्य और सक्रिय रूप हैं और फलियां केवल अपनी भागीदारी के साथ वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक करती हैं (चित्र 162)।

नाड़ी तंत्रनोड्यूल बैक्टीरिया और मेजबान पौधे के बीच एक कड़ी प्रदान करता है। संवहनी बंडलों के माध्यम से पोषक तत्वों और चयापचय उत्पादों को ले जाया जाता है। संवहनी प्रणाली जल्दी विकसित होती है और लंबे समय तक कार्य करती है।

पूरी तरह से बने जहाजों की एक विशिष्ट संरचना होती है: उनमें जाइलम ट्रेकिड्स, फ्लोएम फाइबर, छलनी ट्यूब और साथ की कोशिकाएं होती हैं।

फलियां के प्रकार के आधार पर, नोड्यूल का कनेक्शन एक या अधिक संवहनी बंडलों के माध्यम से किया जाता है। उदाहरण के लिए, मटर में, नोड्यूल के आधार पर दो विभेदित संवहनी नोड होते हैं। उनमें से प्रत्येक आमतौर पर दो बार द्विबीजपत्री रूप से शाखाएं करता है, और परिणामस्वरूप, 8 बंडल दूसरी द्विबीजपत्री शाखाओं के स्थान से नोड्यूल से गुजरते हैं। कई पौधों में केवल एक गुच्छा होता है, उसी समय, एक सेसबानिया ग्रैंडिफ्लोरा नोड्यूल में एक वर्ष की उम्र में, वे 126 तक गिनने में कामयाब रहे। अक्सर, नोड्यूल की संवहनी प्रणाली को इसकी छाल से बाहर की तरफ अलग किया जाता है। आंशिक रूप से या पूरी तरह से सबराइज़्ड कोशिकाओं की एक परत, जिसे नोड्यूल एंडोडर्म कहा जाता है, जो रूट एंडोडर्मिस से जुड़ी होती है। नोड्यूल एंडोडर्म असंक्रमित गोजातीय पैरेन्काइमा की बाहरी परत है, जो नोड्यूल ऊतक और रूट कॉर्टेक्स के बीच स्थित है।

अधिकांश पौधों की प्रजातियों में, वर्णित प्रकार के अनुसार नोड्यूल बनते हैं। इसलिए, नोड्यूल का निर्माण जड़ के बाहर शुरू होने वाली जटिल घटनाओं का परिणाम है। संक्रमण के प्रारंभिक चरणों के बाद, एक नोड्यूल का गठन प्रेरित होता है, फिर नोड्यूल ऊतक क्षेत्र में बैक्टीरिया का प्रसार और नाइट्रोजन स्थिरीकरण होता है।

चेक माइक्रोबायोलॉजिस्ट वी. कास (1928) के अनुसार, नोड्यूल बैक्टीरिया के विकास के सभी चरणों का पता नोड्यूल्स के वर्गों पर लगाया जा सकता है। इसलिए, नोड्यूल के ऊपरी भाग में, उदाहरण के लिए, अल्फाल्फा में मुख्य रूप से छोटी विभाजित छड़ के आकार की कोशिकाएं होती हैं, युवा बैक्टेरॉइड्स की एक छोटी मात्रा होती है, जिसकी संख्या धीरे-धीरे बढ़ती है क्योंकि नोड्यूल विकसित होता है। बीच में, नोड्यूल का गुलाबी रंग का हिस्सा, मुख्य रूप से बैक्टेरॉइड कोशिकाएं और कम बार छोटी छड़ के आकार की कोशिकाएं पाई जाती हैं। मेजबान पौधे की वनस्पति के प्रारंभिक चरणों में नोड्यूल के आधार पर, बैक्टेरॉइड्स इसके मध्य भाग के समान होते हैं, लेकिन बढ़ते मौसम के अंत तक वे पहले से अधिक सूजे हुए और पतित हो जाते हैं।

विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों की जड़ों पर पहली बार दिखाई देने वाली गांठों के प्रकट होने का समय अलग होता है (एमवी फेडोरोव, 1952)। अधिकांश फलियों में उनकी उपस्थिति अक्सर पहली सच्ची पत्तियों के विकास के दौरान होती है। इस प्रकार, अल्फाल्फा के पहले नोड्यूल्स का गठन अंकुरण के 4 वें और 5 वें दिनों के बीच देखा जाता है, और 7 वें -8 वें दिन यह प्रक्रिया सभी पौधों में होती है। दरांती अल्फाल्फा के पिंड 10 दिनों के बाद दिखाई देते हैं।

कामकाज की अवधि के दौरान, नोड्यूल आमतौर पर घने होते हैं। जीवाणुओं के सक्रिय संवर्द्धन से बनने वाले पिंड कम उम्र में सफेद रंग के हो जाते हैं। इष्टतम गतिविधि के प्रकट होने के समय तक, वे गुलाबी हो जाते हैं। बैक्टीरिया की निष्क्रिय संस्कृतियों के संक्रमण के दौरान उत्पन्न होने वाले नोड्यूल, हरे रंग के होते हैं। अक्सर, उनकी संरचना व्यावहारिक रूप से नोड्यूल बैक्टीरिया के सक्रिय उपभेदों की भागीदारी के साथ गठित नोड्यूल की संरचना से भिन्न नहीं होती है, लेकिन वे समय से पहले नष्ट हो जाती हैं।

कुछ मामलों में, निष्क्रिय बैक्टीरिया द्वारा गठित नोड्यूल की संरचना आदर्श से विचलित हो जाती है। यह नोड्यूल ऊतक के अव्यवस्था में व्यक्त किया जाता है, जो आमतौर पर अपने स्पष्ट रूप से परिभाषित आंचलिक भेदभाव को खो देता है।

गुलाबी रंग पिंड में एक वर्णक की उपस्थिति से निर्धारित होता है, जो रक्त हीमोग्लोबिन के रासायनिक संरचना के समान होता है। इस संबंध में, वर्णक को लेगहीमोग्लोबिन (लेगोग्लोबिन) - लेग्यूमिनोसे हीमोग्लोबिन कहा जाता है। लेगोग्लोबिन केवल उन नोड्यूल कोशिकाओं में पाया जाता है जिनमें बैक्टेरॉइड होते हैं। यह बैक्टेरॉइड्स और उनके आसपास की झिल्ली के बीच की जगह में स्थानीयकृत होता है।

फलीदार पौधे के प्रकार के आधार पर इसकी मात्रा 1 से 3 मिलीग्राम प्रति 1 ग्राम नोड्यूल के बीच होती है।

वार्षिक फलियों में, बढ़ते मौसम के अंत तक, जब नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया समाप्त हो जाती है, तो लाल रंगद्रव्य हरे रंग में बदल जाता है। रंग परिवर्तन नोड्यूल के आधार पर शुरू होता है, बाद में इसका शीर्ष हरा हो जाता है। बारहमासी फलीदार पौधों में, पिंडों का हरापन नहीं होता है या यह केवल नोड्यूल के आधार पर देखा जाता है। विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों में, लाल रंगद्रव्य का हरे रंग में संक्रमण तीव्रता की अलग-अलग डिग्री और अलग-अलग दरों पर होता है।

वार्षिक पौधों के नोड्यूल अपेक्षाकृत कम समय के लिए कार्य करते हैं। अधिकांश फलियों में, नोड्यूल नेक्रोसिस मेजबान पौधे की फूल अवधि के दौरान शुरू होता है और आमतौर पर केंद्र से नोड्यूल की परिधि तक आगे बढ़ता है। विनाश के पहले लक्षणों में से एक नोड्यूल के आधार पर शक्तिशाली दीवारों के साथ कोशिकाओं की एक परत का निर्माण है। मुख्य जड़ पोत के लंबवत स्थित कोशिकाओं की यह परत, इसे नोड्यूल से अलग करती है और मेजबान पौधे और नोड्यूल ऊतकों के बीच पोषक तत्वों के आदान-प्रदान में देरी करती है।

नोड्यूल के अपक्षयी ऊतक की कोशिकाओं में कई रिक्तिकाएं दिखाई देती हैं, नाभिक दागने की अपनी क्षमता खो देते हैं, कुछ नोड्यूल बैक्टीरिया कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं, और कुछ छोटे कोकॉइड आर्थ्रोस्पोर कोशिकाओं के रूप में पर्यावरण में चले जाते हैं।

एक लाइसिंग नोड्यूल के ऊतक में आर्थ्रोस्पोर के गठन की प्रक्रिया को आंकड़े 163-165 में दिखाया गया है। इस अवधि के दौरान काम करना बंद कर दें और संक्रामक धागे (चित्र। 166)। परपोषी कोशिकाएँ अपना स्फूर्ति खो देती हैं और उन पड़ोसी कोशिकाओं द्वारा संकुचित हो जाती हैं जिनकी यह अभी भी विशेषता है।

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पुराने पिंड काले, परतदार, मुलायम होते हैं। काटने पर उनमें से पानी जैसा बलगम निकलता है। नोड्यूल के विनाश की प्रक्रिया, जो संवहनी प्रणाली की कोशिकाओं के कॉर्किंग से शुरू होती है, पौधे की प्रकाश संश्लेषक गतिविधि में कमी, सूखापन या पर्यावरण की अत्यधिक आर्द्रता से सुगम होती है।

एक नष्ट, म्यूसिलाजिनस नोड्यूल, प्रोटोजोआ, कवक, बेसिली और छोटे रॉड के आकार के नोड्यूल बैक्टीरिया अक्सर पाए जाते हैं।

मेजबान संयंत्र की स्थिति नोड्यूल के कामकाज की अवधि को प्रभावित करती है। इस प्रकार, एफ। एफ। युखिमचुक (1957) के अनुसार, ल्यूपिन के फूलों को काटकर या हटाकर, इसकी वनस्पति की अवधि को लम्बा करना संभव है और साथ ही, नोड्यूल बैक्टीरिया की सक्रिय गतिविधि का समय।

बारहमासी पौधों के नोड्यूल, वार्षिक नोड्यूल के विपरीत, कई वर्षों तक कार्य कर सकते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, कैरगाना में बारहमासी नोड्यूल होते हैं, जिसमें सेल उम्र बढ़ने की प्रक्रिया एक साथ नए के गठन के साथ होती है। विस्टेरिया (चीनी विस्टेरिया) में, बारहमासी पिंड भी कार्य करते हैं, जिससे मेजबान की जड़ों पर गोलाकार सूजन हो जाती है। बढ़ते मौसम के अंत तक, बारहमासी पिंडों के बैक्टेरॉइड ऊतक ख़राब हो जाते हैं, लेकिन पूरा नोड्यूल नहीं मरता है। अगले साल यह फिर से काम करना शुरू कर देता है।

फलीदार पौधों के साथ नोड्यूल बैक्टीरिया के सहजीवी संबंध को निर्धारित करने वाले कारक।सहजीवन के लिए, जो पौधों के अच्छे विकास को सुनिश्चित करता है, पर्यावरणीय परिस्थितियों का एक निश्चित सेट आवश्यक है। यदि पर्यावरणीय परिस्थितियाँ प्रतिकूल हैं, तो उच्च विषाणु, प्रतिस्पर्धी क्षमता और माइक्रोसिम्बियन्ट की गतिविधि के बावजूद, सहजीवन की प्रभावशीलता कम होगी।

नोड्यूल्स के विकास के लिए इष्टतम नमी सामग्री मिट्टी की कुल नमी क्षमता का 60-70% है। न्यूनतम मिट्टी की नमी जिस पर मिट्टी में नोड्यूल बैक्टीरिया का विकास अभी भी संभव है, कुल नमी क्षमता के लगभग 16% के बराबर है। जब आर्द्रता इस सीमा से नीचे होती है, तो नोड्यूल बैक्टीरिया आमतौर पर गुणा नहीं करते हैं, लेकिन फिर भी वे मरते नहीं हैं और लंबे समय तक निष्क्रिय अवस्था में रह सकते हैं। नमी की कमी से पहले से बने नोड्यूल की मृत्यु भी हो जाती है।

अक्सर अपर्याप्त नमी वाले क्षेत्रों में, कई फलियां बिना गांठ बनाए विकसित होती हैं।

चूंकि नमी की अनुपस्थिति में नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रजनन नहीं होता है, शुष्क वसंत की स्थिति में, इनोकुलेटेड (कृत्रिम रूप से संक्रमित) बीजों को मिट्टी में गहराई से लगाया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलिया में, नोड्यूल बैक्टीरिया से लेपित बीजों को मिट्टी में गहराई तक दबा दिया जाता है। दिलचस्प बात यह है कि शुष्क जलवायु की मिट्टी में नोड्यूल बैक्टीरिया नम जलवायु की मिट्टी में बैक्टीरिया की तुलना में सूखे के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं। यह उनकी पारिस्थितिक अनुकूलन क्षमता को दर्शाता है।

अतिरिक्त नमी, साथ ही इसकी कमी, सहजीवन के लिए भी प्रतिकूल है - जड़ क्षेत्र में वातन की डिग्री में कमी के कारण, पौधे की जड़ प्रणाली को ऑक्सीजन की आपूर्ति बिगड़ जाती है। अपर्याप्त वातन भी मिट्टी में रहने वाले नोड्यूल बैक्टीरिया को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है, जैसा कि आप जानते हैं, ऑक्सीजन उपलब्ध होने पर बेहतर तरीके से गुणा करते हैं। फिर भी, जड़ क्षेत्र में उच्च वातन इस तथ्य की ओर जाता है कि आणविक नाइट्रोजन रेड्यूसर ऑक्सीजन को बांधना शुरू कर देते हैं, जिससे नोड्यूल के नाइट्रोजन निर्धारण की डिग्री कम हो जाती है।

तापमान कारक नोड्यूल बैक्टीरिया और फलीदार पौधों के बीच संबंधों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विभिन्न प्रकार के फलीदार पौधों की तापमान विशेषताएँ भिन्न होती हैं। इसके अलावा, नोड्यूल बैक्टीरिया के विभिन्न उपभेदों के विकास और सक्रिय नाइट्रोजन निर्धारण के लिए अपने स्वयं के विशिष्ट तापमान इष्टतम होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि फलीदार पौधों के विकास के लिए इष्टतम तापमान, नोड्यूल का निर्माण और नाइट्रोजन निर्धारण मेल नहीं खाते हैं। तो, प्राकृतिक परिस्थितियों में, 0 डिग्री सेल्सियस से थोड़ा ऊपर के तापमान पर नोड्यूल्स का निर्माण देखा जा सकता है, ऐसी परिस्थितियों में नाइट्रोजन का निर्धारण व्यावहारिक रूप से नहीं होता है। शायद केवल आर्कटिक सहजीवी फलियां ही बहुत कम तापमान पर नाइट्रोजन का स्थिरीकरण करती हैं। आमतौर पर, यह प्रक्रिया केवल 10 डिग्री सेल्सियस और उससे अधिक पर होती है। कई फलीदार पौधों का अधिकतम नाइट्रोजन स्थिरीकरण 20-25 डिग्री सेल्सियस पर देखा जाता है। 30 डिग्री सेल्सियस से ऊपर का तापमान नाइट्रोजन संचय की प्रक्रिया पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है।

नोड्यूल बैक्टीरिया में तापमान कारक के लिए पारिस्थितिक अनुकूलन कई विशिष्ट सैप्रोफाइटिक रूपों की तुलना में बहुत कम है। ई.एन. मिशुस्टिन (1970) के अनुसार, यह इस तथ्य के कारण है कि नोड्यूल बैक्टीरिया का प्राकृतिक आवास पौधे के ऊतक हैं, जहां तापमान की स्थिति मेजबान पौधे द्वारा नियंत्रित होती है।

नोड्यूल बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि और नोड्यूल के गठन पर मिट्टी की प्रतिक्रिया का बहुत प्रभाव पड़ता है। विभिन्न प्रजातियों और यहां तक ​​कि नोड्यूल बैक्टीरिया के उपभेदों के लिए, आवास का पीएच मान कुछ अलग है। उदाहरण के लिए, क्लोवर नोड्यूल बैक्टीरिया अल्फाल्फा नोड्यूल बैक्टीरिया की तुलना में कम पीएच मानों के लिए अधिक प्रतिरोधी होते हैं। जाहिर है, पर्यावरण के लिए सूक्ष्मजीवों का अनुकूलन भी यहां प्रभावित करता है। तिपतिया घास अल्फाल्फा की तुलना में अधिक अम्लीय मिट्टी में बढ़ता है। पारिस्थितिक कारक के रूप में मिट्टी की प्रतिक्रिया नोड्यूल बैक्टीरिया की गतिविधि और पौरूष को प्रभावित करती है। तटस्थ पीएच मान वाली मिट्टी से सबसे सक्रिय उपभेदों को अलग करना आसान होता है। अम्लीय मिट्टी में, निष्क्रिय और कमजोर रूप से विषाक्त उपभेद अधिक आम हैं। अम्लीय वातावरण (पीएच 4.0-4.5) का पौधों पर सीधा प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से, पौधों के चयापचय की सिंथेटिक प्रक्रियाओं और जड़ के बालों के सामान्य विकास को बाधित करता है। टीकाकृत पौधों में एक अम्लीय वातावरण में, बैक्टेरॉइड ऊतक के कामकाज की अवधि तेजी से कम हो जाती है, जिससे नाइट्रोजन स्थिरीकरण की डिग्री में कमी आती है।

अम्लीय मिट्टी में, जैसा कि ए। वी। पीटरबर्गस्की ने उल्लेख किया है, एल्यूमीनियम और मैंगनीज लवण मिट्टी के घोल में गुजरते हैं, जो पौधों की जड़ प्रणाली के विकास और नाइट्रोजन आत्मसात करने की प्रक्रिया और फास्फोरस, कैल्शियम, मोलिब्डेनम के आत्मसात रूपों की सामग्री पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं। और कार्बन डाइऑक्साइड भी कम हो जाती है। प्रतिकूल मिट्टी की प्रतिक्रिया को सीमित करके सबसे अच्छा समाप्त किया जाता है।

सहजीवी नाइट्रोजन स्थिरीकरण का आकार काफी हद तक मेजबान पौधे की पोषण स्थितियों से निर्धारित होता है, न कि नोड्यूल बैक्टीरिया द्वारा। पौधों के एंडोट्रॉफ़िक सहजीवन के रूप में नोड्यूल बैक्टीरिया मुख्य रूप से कार्बन युक्त पदार्थ और खनिज पोषक तत्व प्राप्त करने के लिए पौधे पर निर्भर करते हैं।

नोड्यूल बैक्टीरिया के लिए, मेजबान ऊतक एक ऐसा पोषक माध्यम है जो ऊतक में सभी प्रकार के पोषक तत्वों की सामग्री के कारण सबसे अधिक मांग वाले तनाव को भी संतुष्ट कर सकता है। फिर भी, मेजबान पौधे के ऊतक में नोड्यूल बैक्टीरिया की शुरूआत के बाद, उनका विकास न केवल आंतरिक प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है, बल्कि यह भी काफी हद तक बाहरी कारकों की कार्रवाई पर निर्भर करता है जो संक्रामक प्रक्रिया के पूरे पाठ्यक्रम को प्रभावित करते हैं। पर्यावरण में एक या दूसरे पोषक तत्व की सामग्री या अनुपस्थिति सहजीवी नाइट्रोजन निर्धारण की अभिव्यक्ति के लिए एक निर्धारण क्षण हो सकती है।

खनिज नाइट्रोजन यौगिकों के उपलब्ध रूपों के साथ फलीदार पौधों की आपूर्ति की डिग्री सहजीवन की प्रभावशीलता को निर्धारित करती है। कई प्रयोगशाला और वानस्पतिक प्रयोगों के आधार पर, यह ज्ञात है कि वातावरण में जितने अधिक नाइट्रोजन युक्त यौगिक होते हैं, बैक्टीरिया के लिए जड़ में प्रवेश करना उतना ही कठिन होता है।

कृषि अभ्यास के लिए समस्या के स्पष्ट समाधान की आवश्यकता होती है - नाइट्रोजन के साथ फलियों को निषेचित करना अधिक समीचीन है, या वे शोधकर्ता जो तर्क देते हैं कि खनिज नाइट्रोजन फलियों के सहजीवी नाइट्रोजन निर्धारण को दबाते हैं, सही हैं और इसलिए ऐसे पौधों को निषेचित नहीं करना अधिक आर्थिक रूप से लाभदायक है। नाइट्रोजन। मास्को कृषि अकादमी के कृषि और जैविक रसायन विज्ञान विभाग में। केए तिमिरयाज़ेव ने प्रयोग किए, जिसके परिणामों ने वनस्पति और क्षेत्र प्रयोगों की स्थितियों में सहजीवन के व्यवहार की एक तस्वीर प्राप्त करना संभव बना दिया जब पौधों को पर्यावरण में नाइट्रोजन की विभिन्न खुराक प्रदान की गई थी। यह स्थापित किया गया है कि इष्टतम पौधों की वृद्धि की स्थिति के तहत पर्यावरण में घुलनशील नाइट्रोजन युक्त यौगिकों की सामग्री में वृद्धि नोड्यूल बैक्टीरिया के साथ उनके सहजीवन को नहीं रोकती है। खनिज नाइट्रोजन की बढ़ी हुई आपूर्ति के साथ पौधों द्वारा आत्मसात किए गए वायुमंडलीय नाइट्रोजन के अनुपात में कमी का केवल एक सापेक्ष चरित्र है। वातावरण से बैक्टीरिया द्वारा आत्मसात की गई नाइट्रोजन की पूर्ण मात्रा व्यावहारिक रूप से कम नहीं होती है, यहां तक ​​\u200b\u200bकि अक्सर रूट नोड्यूल बैक्टीरिया की उपस्थिति में उगाए गए पौधों की तुलना में बढ़ जाती है, लेकिन मिट्टी में नाइट्रोजन को पेश किए बिना।

फलियों द्वारा नाइट्रोजन के अवशोषण को सक्रिय करने में फास्फोरस पोषण का बहुत महत्व है। माध्यम में कम फास्फोरस सामग्री पर, बैक्टीरिया जड़ में प्रवेश करते हैं, लेकिन नोड्यूल नहीं बनते हैं। फॉस्फोरस युक्त यौगिकों के आदान-प्रदान में फलीदार पौधों में कुछ ख़ासियतें होती हैं। फलियों के बीजों में फास्फोरस की मात्रा अधिक होती है। बीज के अंकुरण के दौरान आरक्षित फास्फोरस का उपयोग अन्य फसलों की तरह नहीं किया जाता है - अपेक्षाकृत समान रूप से सभी अंगों के निर्माण के लिए, लेकिन अधिक हद तक जड़ों में केंद्रित होता है। इसलिए, विकास के शुरुआती चरणों में, अनाज के विपरीत, फलीदार पौधे, फॉस्फोरस की अपनी जरूरतों को बीजपत्रों की कीमत पर अधिक हद तक संतुष्ट करते हैं, न कि मिट्टी के भंडार से। बीज जितने बड़े होते हैं, उतनी ही कम फलियां मिट्टी के फास्फोरस पर निर्भर करती हैं। हालांकि, अस्तित्व के सहजीवी मोड में, फलीदार पौधों में फास्फोरस की आवश्यकता स्वपोषी मोड की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, इनोक्यूलेटेड पौधों के माध्यम में फास्फोरस की कमी के साथ, नाइट्रोजन वाले पौधों की आपूर्ति खराब हो जाती है।

फलियां अन्य कृषि फसलों की तुलना में अपनी फसलों के साथ काफी अधिक पोटेशियम ले जाने के लिए जानी जाती हैं। इसलिए, पोटाश और विशेष रूप से फास्फोरस-पोटेशियम उर्वरक फलियों द्वारा नाइट्रोजन स्थिरीकरण की उत्पादकता में काफी वृद्धि करते हैं।

नोड्यूल्स के निर्माण पर पोटेशियम का सकारात्मक प्रभाव और नाइट्रोजन स्थिरीकरण की तीव्रता काफी हद तक पौधे के कार्बोहाइड्रेट चयापचय में पोटेशियम की शारीरिक भूमिका से जुड़ी होती है।

अत्यधिक मिट्टी की अम्लता को खत्म करने के लिए न केवल कैल्शियम की आवश्यकता होती है। यह नोड्यूल बैक्टीरिया के विकास में और मेजबान पौधे के साथ बैक्टीरिया के सामान्य सहजीवन को सुनिश्चित करने में एक विशिष्ट भूमिका निभाता है। कैल्शियम के लिए नोड्यूल बैक्टीरिया की आवश्यकता को स्ट्रोंटियम द्वारा आंशिक रूप से पूरा किया जा सकता है। दिलचस्प बात यह है कि अम्लीय लेटराइटिक मिट्टी पर उगने वाली उष्णकटिबंधीय फसलों के नोड्यूल बैक्टीरिया को कैल्शियम की आवश्यकता नहीं होती है। यह फिर से नोड्यूल बैक्टीरिया के पारिस्थितिक अनुकूलन को दर्शाता है, क्योंकि उष्णकटिबंधीय मिट्टी में बहुत कम मात्रा में कैल्शियम होता है।

सहजीवी नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए भी मैग्नीशियम, सल्फर और आयरन की आवश्यकता होती है। मैग्नीशियम की कमी के साथ, नोड्यूल बैक्टीरिया का प्रजनन बाधित होता है, उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि कम हो जाती है, और सहजीवी नाइट्रोजन निर्धारण को दबा दिया जाता है। सल्फर और आयरन का भी नोड्यूल्स के निर्माण और नाइट्रोजन निर्धारण की प्रक्रिया पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से, लेगहीमोग्लोबिन के संश्लेषण में निस्संदेह भूमिका निभाते हैं।

ट्रेस तत्वों में से, हम विशेष रूप से मोलिब्डेनम और बोरॉन की भूमिका पर ध्यान देते हैं। मोलिब्डेनम की कमी के साथ, नोड्यूल खराब रूप से बनते हैं, उनमें मुक्त अमीनो एसिड का संश्लेषण गड़बड़ा जाता है, और लेगहीमोग्लोबिन का संश्लेषण दबा दिया जाता है। मोलिब्डेनम, चर संयोजकता वाले अन्य तत्वों (Fe, Co, Cu) के साथ रेडॉक्स एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण में एक मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है। बोरान की कमी के साथ, नोड्यूल में संवहनी बंडल नहीं बनते हैं, और परिणामस्वरूप, बैक्टेरॉइड ऊतक का विकास बाधित होता है।

फलियों में नोड्यूल्स का निर्माण पौधों के कार्बोहाइड्रेट चयापचय से बहुत प्रभावित होता है, जो कई कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है: प्रकाश संश्लेषण, पर्यावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति और पौधों की शारीरिक विशेषताएं। कार्बोहाइड्रेट पोषण में सुधार से टीकाकरण प्रक्रिया और नाइट्रोजन संचय पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। व्यावहारिक दृष्टिकोण से, फलीदार पौधों को कार्बोहाइड्रेट के स्रोत के रूप में निषेचित करने के लिए पुआल और ताजी भूसे की खाद का उपयोग बहुत रुचि का है। लेकिन मिट्टी में भूसे की शुरूआत के बाद पहले वर्ष में इसके अपघटन के दौरान जहरीले पदार्थ जमा हो जाते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी प्रकार के फलीदार पौधे पुआल के जहरीले अपघटन उत्पादों के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं; मटर, उदाहरण के लिए, उन पर प्रतिक्रिया न करें।

नोड्यूल बैक्टीरिया और फलीदार पौधों के सहजीवन में जैविक कारक एक निश्चित भूमिका निभाते हैं।

रूट नोड्यूल बैक्टीरिया पर राइजोस्फीयर माइक्रोफ्लोरा के प्रभाव पर बहुत ध्यान दिया जाता है, जो कि राइजोस्फीयर सूक्ष्मजीवों की संरचना के आधार पर उत्तेजक और विरोधी दोनों हो सकता है।

कई कार्य नोड्यूल बैक्टीरिया फेज के अध्ययन के लिए समर्पित हैं। अधिकांश फेज विभिन्न प्रकार के जीवाणुओं को नष्ट करने में सक्षम हैं; कुछ केवल व्यक्तिगत प्रजातियों या यहां तक ​​कि नोड्यूल बैक्टीरिया के उपभेदों के संबंध में विशिष्ट हैं। फेज बैक्टीरिया को जड़ में प्रवेश करने से रोक सकते हैं, नोड्यूल ऊतक में सेल लसीस का कारण बन सकते हैं। फेज नाइट्रगिन पैदा करने वाले पौधों में नोड्यूल बैक्टीरिया की तैयारी को नष्ट करके बहुत नुकसान पहुंचाते हैं।

कीड़ों की विभिन्न प्रजातियों में से, जो नोड्यूल बैक्टीरिया को नुकसान पहुंचाते हैं, धारीदार नोड्यूल वीविल बाहर खड़ा होता है, जिसके लार्वा फलीदार पौधों (मुख्य रूप से वार्षिक) की कई प्रजातियों की जड़ों पर नोड्यूल्स को नष्ट कर देते हैं। ब्रिस्टली नोड्यूल वीविल भी व्यापक है।

शुरुआती वसंत में, मादा नोड्यूल वीविल 10 से 100 अंडे देती हैं। 10-15 दिनों के बाद, अंडे से छोटे (5.5 मिमी तक), कृमि के आकार के, मुड़े हुए, हल्के भूरे रंग के सिर वाले सफेद लार्वा विकसित होते हैं, जो मुख्य रूप से पिंड और जड़ के बालों को खाते हैं। नए रचे हुए लार्वा नोड्यूल में प्रवेश करते हैं और इसकी सामग्री पर फ़ीड करते हैं। पुराने लार्वा बाहर से पिंडों को नष्ट कर देते हैं। एक लार्वा 30-40 दिनों में 2-6 गांठों को नष्ट कर देता है। वे शुष्क और गर्म मौसम में विशेष रूप से बहुत नुकसान पहुंचाते हैं, जब पौधों का विकास धीमा हो जाता है।

अल्फाल्फा के नोड्यूल और फलीदार पौधों की कुछ अन्य प्रजातियां भी बड़े अल्फाल्फा वीविल से क्षतिग्रस्त हो जाती हैं।

मादा भृंग 400 अंडे तक देती हैं, जिनमें से बिना पैर के, धनुषाकार, पीले-सफेद, भूरे रंग के सिर के साथ, भूरे बालों से ढके लार्वा विकसित होते हैं। उनकी लंबाई 10-14 मिमी है। बड़े अल्फाल्फा वीविल का विकास चक्र दो साल तक चलता है।

स्टेपी क्षेत्रों में, अल्फाल्फा, तिपतिया घास और सोयाबीन की जड़ों पर एक स्टेपी नेमाटोड पाया गया। अंडे देने से पहले, मादाएं जड़ में प्रवेश करती हैं, जहां वे 12 से 20 अंडे देती हैं। जड़ों में, लार्वा विकास के तीन लार्वा चरणों से गुजरते हैं, जड़ और पिंड के कार्यों को बाधित करते हैं।

प्रकृति में नोड्यूल बैक्टीरिया का वितरण। सहजीवी जीव होने के कारण, कुछ प्रकार के फलीदार पौधों के साथ, मिट्टी में नोड्यूल बैक्टीरिया फैल जाते हैं। नोड्यूल्स के नष्ट होने के बाद, नोड्यूल बैक्टीरिया की कोशिकाएं मिट्टी में प्रवेश करती हैं और मिट्टी के अन्य सूक्ष्मजीवों की तरह विभिन्न कार्बनिक पदार्थों की कीमत पर अस्तित्व में आने लगती हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया का लगभग सर्वव्यापी वितरण विभिन्न मिट्टी और जलवायु परिस्थितियों के लिए उनकी उच्च स्तर की अनुकूलन क्षमता का प्रमाण है, जीवन के सहजीवी और सैप्रोफाइटिक तरीके का नेतृत्व करने की क्षमता।

प्रकृति में नोड्यूल बैक्टीरिया के वितरण पर वर्तमान में उपलब्ध आंकड़ों को योजनाबद्ध करते हुए, हम निम्नलिखित सामान्यीकरण कर सकते हैं।

कुंवारी और खेती वाली मिट्टी में, फलीदार पौधों की उन प्रजातियों के नोड्यूल बैक्टीरिया जो जंगली वनस्पतियों में पाए जाते हैं या किसी दिए गए क्षेत्र में लंबे समय तक खेती की जाती है, आमतौर पर बड़ी मात्रा में मौजूद होते हैं। फलीदार पौधों के राइजोस्फीयर में नोड्यूल बैक्टीरिया की संख्या हमेशा सबसे अधिक होती है, अन्य प्रजातियों के राइजोस्फीयर में कुछ कम और जड़ों से दूर मिट्टी में कम होती है।

मिट्टी में प्रभावी और अप्रभावी दोनों तरह के नोड्यूल बैक्टीरिया पाए जाते हैं। इस बात के बहुत सारे प्रमाण हैं कि नोड्यूल बैक्टीरिया के लंबे समय तक मौजूद रहने से, विशेष रूप से प्रतिकूल गुणों (अम्लीय, खारा) के साथ मिट्टी में, जीवाणु गतिविधि में कमी और यहां तक ​​कि नुकसान होता है।

फलीदार पौधों की विभिन्न प्रजातियों का क्रॉस-संक्रमण अक्सर प्रकृति और कृषि अभ्यास में जड़ों पर नोड्यूल्स की उपस्थिति की ओर जाता है जो आणविक नाइट्रोजन को सक्रिय रूप से ठीक नहीं करते हैं। यह, एक नियम के रूप में, मिट्टी में संबंधित प्रकार के नोड्यूल बैक्टीरिया की अनुपस्थिति पर निर्भर करता है।

यह घटना विशेष रूप से अक्सर फलीदार पौधों की नई प्रजातियों का उपयोग करते समय देखी जाती है, जो या तो क्रॉस-ग्रुप बैक्टीरिया की अप्रभावी प्रजातियों से संक्रमित होती हैं या बिना नोड्यूल के विकसित होती हैं।

गैर-फलियां पौधों में नोड्यूल।

न केवल फलीदार पौधों की जड़ों पर जड़ पिंड या नोड्यूल जैसी संरचनाएं फैली हुई हैं। वे जिम्नोस्पर्म और एंजियोस्पर्म में पाए जाते हैं।

विभिन्न पौधों की 200 से अधिक प्रजातियां हैं जो सूक्ष्मजीवों के साथ सहजीवन में नाइट्रोजन को बांधती हैं जो उनकी जड़ों (या पत्तियों) पर नोड्यूल बनाती हैं।

जिम्नोस्पर्म के नोड्यूल्स (ऑर्डर साइकाडेल्स - साइकैड्स, जिन्कगोलेस - जिइकगोवी, कोनिफेरलेस - शंकुधारी) में एक शाखाओं वाली मूंगा जैसी, गोलाकार या मनका जैसी आकृति होती है। वे गाढ़े, संशोधित पार्श्व जड़ें हैं। उनके गठन के कारण रोगजनक की प्रकृति अभी तक स्पष्ट नहीं हुई है। जिम्नोस्पर्म के एंडोफाइट्स को कवक (फाइकोमाइसेट्स), एक्टिनोमाइसेट्स, बैक्टीरिया और शैवाल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। कुछ शोधकर्ता एकाधिक सहजीवन के अस्तित्व का सुझाव देते हैं। उदाहरण के लिए, यह माना जाता है कि एज़ोटोबैक्टर, नोड्यूल बैक्टीरिया और शैवाल साइकैड्स में सहजीवन में भाग लेते हैं। इसके अलावा, जिम्नोस्पर्म में नोड्यूल्स के कार्य का प्रश्न हल नहीं हुआ है। कई वैज्ञानिक कोशिश कर रहे हैं, सबसे पहले, नाइट्रोजन फिक्सर के रूप में नोड्यूल की भूमिका को प्रमाणित करने के लिए। कुछ शोधकर्ता पोडोकार्प नोड्यूल्स को पानी के जलाशयों के रूप में मानते हैं, और साइकैड नोड्यूल्स को अक्सर हवाई जड़ों के कार्यों का श्रेय दिया जाता है।

एंजियोस्पर्म के कई प्रतिनिधियों में, डाइकोटाइलडोनस पौधे, जड़ों पर पिंड 100 साल पहले खोजे गए थे।

सबसे पहले, आइए हम इस समूह में शामिल पेड़ों, झाड़ियों और अर्ध-झाड़ियों (परिवारों कोरियारियाकोए, मायरिकेसी, बेटुलासी, कैसुअरिनेसी, एलाएग्नेसी, रमनेसी) के पिंडों की विशेषताओं पर ध्यान दें। इस समूह के अधिकांश प्रतिनिधियों के पिंड गुलाबी-लाल रंग के मूंगा जैसे समूह होते हैं, जो उम्र के साथ भूरे रंग के हो जाते हैं। इनमें हीमोग्लोबिन की मौजूदगी के प्रमाण मिले हैं। जीनस एलायग्नस (लोच) की प्रजातियों में नोड्यूल सफेद होते हैं।

अक्सर नोड्यूल बड़े होते हैं। कैसुरीना (कैसुरीना) में वे 15 सेमी की लंबाई तक पहुंचते हैं। वे कई वर्षों तक कार्य करते हैं।

नोड्यूल वाले पौधे विभिन्न जलवायु क्षेत्रों में आम हैं या एक निश्चित क्षेत्र तक ही सीमित हैं। तो, शेफर्डिया और सेनोथस केवल उत्तरी अमेरिका में पाए जाते हैं, कैसुरीना - मुख्य रूप से ऑस्ट्रेलिया में। लोखोवी और समुद्री हिरन का सींग अधिक व्यापक हैं।

विचाराधीन समूह के कई पौधे पोषक तत्वों की कमी वाली मिट्टी पर उगते हैं - रेत, टीले, चट्टानें, दलदल।

पिछली शताब्दी के 70 के दशक में एम। एस। वोरोनिन द्वारा खोजे गए एल्डर (एलनस) के नोड्यूल्स, विशेष रूप से ए। ग्लूटिनोसा, का सबसे अधिक विस्तार से अध्ययन किया गया है (चित्र। 167)। एक धारणा है कि नोड्यूल न केवल आधुनिक, बल्कि एल्डर की विलुप्त प्रजातियों की विशेषता है, क्योंकि वे अल्दाना नदी घाटी के तृतीयक जमा में जीवाश्म एल्डर की जड़ों पर पाए गए थे - याकुतिया में।

नोड्यूल में एंडोफाइट बहुरूपी है। यह आमतौर पर हाइपहे, वेसिकल्स और बैक्टेरॉइड्स (चित्र। 168) के रूप में होता है। एंडोफाइट की टैक्सोनॉमिक स्थिति अभी तक स्थापित नहीं हुई है, क्योंकि इसे एक शुद्ध संस्कृति में अलग करने के कई प्रयास निष्फल हो गए, और यदि संस्कृतियों को अलग करना संभव था, तो वे गैर-विषाणु बन गए।

पौधों के इस समूह का मुख्य महत्व, जाहिरा तौर पर, एंडोफाइट के साथ सहजीवन में आणविक नाइट्रोजन को ठीक करने की क्षमता में निहित है। उन क्षेत्रों में उगना जहां कृषि पौधों की खेती आर्थिक रूप से तर्कसंगत नहीं है, वे भूमि के विकास में अग्रणी की भूमिका निभाते हैं। इस प्रकार, कैसुरीना इक्विसेटिफोलिया के रोपण के तहत आयरलैंड के टीलों (केप वर्डे) की मिट्टी में नाइट्रोजन की वार्षिक वृद्धि 140 किग्रा / हेक्टेयर तक पहुँच जाती है। एल्डर के तहत मिट्टी में नाइट्रोजन की मात्रा बर्च, पाइन और विलो की तुलना में 30-50% अधिक होती है। एल्डर के सूखे पत्तों में नाइट्रोजन अन्य काष्ठीय पौधों की पत्तियों की तुलना में दुगनी होती है। ए. वर्टेनन (1962) की गणना के अनुसार, एक एल्डर ग्रोव (औसतन 5 पौधे प्रति 1 मी2) 7 वर्षों में नाइट्रोजन में 700 किग्रा/हेक्टेयर की वृद्धि देता है।

Zygophyllaceae परिवार (parnophyllous) के प्रतिनिधियों में नोड्यूल बहुत कम आम हैं। वे पहली बार बी एल इसाचेंको (1913) द्वारा ट्रिबुलस टेरेस्ट्रिस की जड़ प्रणाली पर खोजे गए थे। बाद में, ट्रिबुलस की अन्य प्रजातियों में नोड्यूल पाए गए।

Zygophyllaceae परिवार के अधिकांश सदस्य ज़ेरोफाइटिक झाड़ियाँ या बारहमासी जड़ी-बूटियाँ हैं। वे उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के रेगिस्तान में आम हैं, और रेत के टीलों, बंजर भूमि और समशीतोष्ण दलदलों पर उगते हैं।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि उष्णकटिबंधीय पौधे जैसे चमकदार लाल पैरोफिलम केवल उच्च तापमान और कम मिट्टी की नमी पर नोड्यूल बनाते हैं। मिट्टी की नमी कुल नमी क्षमता का 80% तक नोड्यूल के गठन को रोकती है। जैसा कि ज्ञात है, समशीतोष्ण जलवायु के फलीदार पौधों में विपरीत घटना देखी जाती है। अपर्याप्त नमी के साथ, वे नोड्यूल नहीं बनाते हैं।

पारनोफिलस परिवार के पौधों में नोड्यूल आकार और जड़ प्रणाली पर स्थान में भिन्न होते हैं। बड़े नोड्यूल आमतौर पर मुख्य जड़ पर और मिट्टी की सतह के करीब विकसित होते हैं। छोटे पार्श्व जड़ों पर और अधिक गहराई पर पाए जाते हैं। कभी-कभी तने पर गांठें बन जाती हैं यदि वे मिट्टी की सतह पर होती हैं।

दक्षिणी बग के साथ रेत पर स्थलीय ट्रिब्युलस के पिंड छोटे सफेद, थोड़े नुकीले या गोल मौसा जैसे दिखते हैं।

वे आमतौर पर जड़ की छाल में घुसने वाले कवक हाइपहे के जाल से ढके होते हैं।

चमकीले लाल पारनोलिस्टनिक में, नोड्यूल पौधों की पार्श्व जड़ों की टर्मिनल मोटाई हैं। जीवाणु नोड्यूल्स में पाए जाते हैं; बैक्टीरिया रूट नोड्यूल के समान हैं।

उष्णकटिबंधीय पौधों के नोड्यूल्स ट्रिबुलस सिस्टोइड्स कठोर, गोल, लगभग 1 मिमी व्यास के होते हैं, जो एक विस्तृत आधार द्वारा जड़ों से जुड़े होते हैं, जो अक्सर पुरानी जड़ों पर चक्कर लगाते हैं। अधिक बार जड़ों पर स्थित, बारी-बारी से, एक या दोनों तरफ (चित्र। 169)। नोड्यूल्स को मेरिस्टेम ज़ोन की अनुपस्थिति की विशेषता है। इसी तरह की घटना शंकुधारी पौधों में पिंडों के निर्माण के दौरान देखी जाती है। इसलिए नोड्यूल स्टेल के पेरीसाइकिल के कोशिका विभाजन के कारण उत्पन्न होता है।

विकास के विभिन्न चरणों में ट्रिबुलस सिस्टोइड्स के नोड्यूल्स के हिस्टोलॉजिकल अध्ययन से पता चला है कि उनमें सूक्ष्मजीवों की कमी है। इसके आधार पर, साथ ही नोड्यूल में बड़ी मात्रा में स्टार्च का संचय, उन्हें ऐसी संरचनाएं माना जाता है जो पौधों को आरक्षित पोषक तत्व प्रदान करने का कार्य करते हैं।

वन रीडवीड के नोड्यूल गोलाकार या कुछ हद तक लम्बी संरचनाएं होती हैं जो व्यास में 4 मिमी तक होती हैं, जो पौधों की जड़ों पर कसकर बैठी होती हैं (चित्र 170)। युवा पिंड का रंग अक्सर सफेद, कभी-कभी गुलाबी, पुराना - पीला और भूरा होता है। नोड्यूल एक विस्तृत संवहनी बंडल द्वारा जड़ के केंद्रीय सिलेंडर से जुड़ा होता है। ट्रिबुलस सिस्टोइड्स की तरह ही, ईख के पिंडों में छाल, छाल पैरेन्काइमा, एंडोडर्म, पेरीसाइक्लिक पैरेन्काइमा और संवहनी बंडल होते हैं (चित्र। 171)।

वुड रीडवीड के नोड्यूल्स में बैक्टीरिया लेग्यूमिनस पौधों के रूट नोड्यूल बैक्टीरिया की बहुत याद दिलाते हैं।

गोभी और मूली की जड़ों पर नोड्यूल पाए जाते हैं - क्रूस परिवार के प्रतिनिधि। यह माना जाता है कि वे बैक्टीरिया द्वारा बनते हैं जो आणविक नाइट्रोजन को बांधने की क्षमता रखते हैं।

मैडर परिवार के पौधों में, कॉफ़ी कॉफ़ी रोबस्टा और कॉफ़ी क्लेनी में नोड्यूल पाए जाते हैं। वे द्विबीजपत्री रूप से शाखा करते हैं, कभी-कभी चपटे होते हैं और पंखे की तरह दिखते हैं। नोड्यूल के ऊतकों में बैक्टीरिया और बैक्टेरॉइड कोशिकाएं पाई जाती हैं। स्टीवर्ट (1932) के अनुसार बैक्टीरिया राइजोबियम से संबंधित हैं, लेकिन उन्होंने उन्हें बैसिलस कॉफ़ीकोला नाम दिया।

ड्रायड (दलिया घास) पर गुलाब परिवार के पौधों में नोड्यूल पाए गए। इस परिवार के दो अन्य सदस्यों, पुर्शिया ट्रिडेंटाटा और सर्कोकार्पस बेटुलोइड्स ने विशिष्ट प्रवाल पिंडों का वर्णन किया है। हालांकि, साहित्य में इन पिंडों की संरचना और उनके रोगज़नक़ की प्रकृति पर कोई डेटा नहीं है।

हीदर परिवार में से, केवल एक पौधे का उल्लेख किया जा सकता है - भालू का कान (या भालू), जिसकी जड़ प्रणाली पर नोड्यूल होते हैं। कई लेखकों का मानना ​​है कि ये मूंगा जैसे एक्टोट्रॉफ़िक माइकोराइज़ा हैं।

एंजियोस्पर्म मोनोकोटाइलडोनस पौधों में, अनाज परिवार के प्रतिनिधियों के बीच नोड्यूल आम हैं: मीडो फॉक्सटेल, मेडो ब्लूग्रास, साइबेरियन हेयरवीड और सेलाइन हेयरवीड। जड़ों के सिरों पर नोड्यूल बनते हैं; आयताकार, गोल, फ्यूसीफॉर्म हैं। फॉक्सटेल में, युवा पिंड हल्के, पारदर्शी या पारभासी होते हैं, उम्र के साथ भूरे या काले हो जाते हैं। नोड्यूल कोशिकाओं में बैक्टीरिया की उपस्थिति पर डेटा विरोधाभासी हैं।

पत्ती की गांठें।

विभिन्न पौधों की 400 से अधिक प्रजातियों को पत्तियों पर नोड्यूल बनाने के लिए जाना जाता है। पावेट्टा और साइकोट्रिया के नोड्यूल्स का सबसे अधिक अध्ययन किया गया है। वे मुख्य शिरा के साथ पत्तियों की निचली सतह पर स्थित होते हैं या पार्श्व शिराओं के बीच बिखरे हुए होते हैं, जिनका रंग गहरा हरा होता है। क्लोरोप्लास्ट और टैनिन नोड्यूल्स में केंद्रित होते हैं। उम्र बढ़ने के साथ, नोड्यूल पर अक्सर दरारें दिखाई देती हैं।

गठित नोड्यूल बैक्टीरिया से भरा होता है जो पौधे की पत्तियों को संक्रमित करता है, जाहिर तौर पर बीज के अंकुरण के समय। जब रोगाणुहीन बीज उगाते हैं, तो गांठें नहीं दिखाई देती हैं और पौधों में हरित्र का विकास होता है। साइकोट्रिया बैक्टीरियोपबीला के पत्ती नोड्यूल्स से पृथक बैक्टीरिया जीनस क्लेबसिएला (के। रूबियासीरम) से संबंधित थे। बैक्टीरिया न केवल सहजीवन में, बल्कि शुद्ध संस्कृति में भी नाइट्रोजन को ठीक करते हैं - प्रति 1 ग्राम चीनी में 25 मिलीग्राम नाइट्रोजन तक। यह माना जाना चाहिए कि वे बांझ मिट्टी पर पौधों के नाइट्रोजन पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यह मानने का कारण है कि वे न केवल नाइट्रोजन के साथ, बल्कि जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के साथ पौधों की आपूर्ति करते हैं।

कभी-कभी पत्तियों की सतह पर चमकदार फिल्म या बहुरंगी धब्बे देखे जा सकते हैं। वे फ़ाइलोस्फीयर के सूक्ष्मजीवों द्वारा बनते हैं - एक विशेष प्रकार के एपिफाइटिक सूक्ष्मजीव, जो पौधों के नाइट्रोजन पोषण में भी शामिल होते हैं। फाइलोस्फीयर के बैक्टीरिया मुख्य रूप से ओलिगोनिट्रोफिल होते हैं (वे माध्यम में नाइट्रोजन युक्त यौगिकों की नगण्य अशुद्धियों पर रहते हैं और, एक नियम के रूप में, आणविक नाइट्रोजन की थोड़ी मात्रा को ठीक करते हैं), जो पौधे के निकट संपर्क में हैं।

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