Άζωτο από τα όσπρια

Παραγωγή φυσικού αζώτου από όσπρια

Εκείνο που χαρακτηρίζει περισσότερο τα όσπρια και γενικότερα τα ψυχανθή από τις άλλες οικογένειες των φυτών και που έχει τη μεγαλύτερη πρακτική σημασία είναι το πλήθος των μικρών φυματίων, που παρουσιάζουν οι ρίζες τους. Αν ξεριζώσουμε ένα οποιοδήποτε ψυχανθές, θα δούμε τις ρίζες του γεμάτες από μικρά εξογκώματα, τα φυμάτια, όπως τα λένε.
Άλλα ψυχανθή παρουσιάζουν περισσότερα, άλλα λιγότερα φυμάτια, άλλα μεγαλύτερα κι άλλα μικρότερα. Όλα όμως τα ψυχανθή παρουσιάζουν φυμάτια. Το σχήμα των φυματίων παραλλάζει πολύ στα διάφορα είδη των ψυχανθών. Στο λαθούρι έχουν σχήμα έλλειψης, στο τριφύλλι είναι αυγουλάτα, στη σόγια είναι ανώμαλα στρογγυλεμένα κλπ.
Τι είναι τα φυμάτια αυτά και ποιο ρόλο παίζουν στη ζωή των ψυχανθών;

Ας εξετάσουμε την ανατομική τους σύσταση
Άλλα από αυτά είναι φτιαγμένα από μια πλάγια υπερτροφία της ρίζας χωρίς να ξεχωρίζονται απ' αυτήν. Άλλα όμως είναι ιδιαίτερα εξογκώματα προσκολλημένα στις ρίζες με ένα στρώμα από παρέγχυμα στην περιφέρεια ανάλογο με το φλοιό της ρίζας, που τριγυρίζει ένα κύκλο από δέσμες αγγείων. Κάθε δέσμη είναι κλεισμένη σε ενδόδερμα. Στη μέση από τον κύκλο, που φτιάχνουν οι δέσμες αυτές, βρίσκεται ένα άφθονο στρώμα από παρεγχυματικά κύτταρα με πηχτό λευκωματώδες περιεχόμενο.
Μια προσεχτικότερη εξέταση μας δείχνει πως το πυκνό αυτό λευκωματώδες περιεχόμενο των κυττάρων του παρεγχύματος είναι γεμάτο από ξέχωρους ζωντανούς οργανισμούς, βακτηριοειδείς. Δηλαδή τα φυμάτια δεν είναι παρά αποικίες ξένων προς τα φυτά μικροοργανισμών.

Οι εργασίες του Prillienx το 1879, συμπληρωμένες από τις εργασίες του Frank και των Hellriegel και Wilfartli απέδειξαν, πως τα φυμάτια στις ρίζες των ψυχανθών γίνονται μόνον από προσβολή των ριζών από μικροοργανισμούς του εδάφους και πως τα φυμάτια αυτά δίνουνε στα ψυχανθή την ικανότητα να αφομοιώνουν το άζωτο του αέρα.

Οι εργασίες που αποδείξαν τα πάρα πάνω είναι οι ακόλουθες. Σε άμμο καμένη, και φυσικά στερημένη από κάθε οργανική ουσία και από κάθε μικροοργανισμό, χωρίς αζωτούχες ουσίες, σπείραν σπόρους μπιζελιού απολυμασμένους με σουμπλιμέ. Το νερό που ποτιζόταν η καλλιέργεια αυτή βραζόταν πριν, ώστε να μην έχει μικροοργανισμούς, και η επιφάνεια της άμμου ήτανε σκεπασμένη με αποστειρωμένο βαμπάκι, ώστε κι απ’ τον αέρα να μη μπορούν να πέσουν στην άμμο μικροοργανισμοί. Με λίγα λόγια, πήραν όλες τις προφυλάξεις για να εμποδίσουν τους μικροοργανισμούς από το να φτάσουνε στις ρίζες των μπιζελιών.

Τα μπιζέλια αναπτυχθήκανε, μα πολύ ασθενικά. Τα φυτά, όταν σταμάτησε η ανάπτυξη τους και τα ανέλυσαν, δεν είχαν άζωτο περισσότερο απ όσο είχαν οι σπόροι, οι δε ρίζες τους δεν είχανε φυμάτια.
Λίγες σταγόνες νερό, που πέρασε πρώτα από χώμα καλλιεργημένο με όσπρια, έφτασε για να αλλάξει τη βλάστηση των μπιζελιών. Τα φυτά ζωηρέψαν, οι ρίζες τους γέμισαν με φυμάτια, και το άζωτο που αποκτήσαν ήτανε πολύ περισσότερο από όσο είχαν οι σπόροι.

Έτσι μπορούμε να βγάλουμε από τα στοιχεία αυτά το ακόλουθο συμπέρασμα:
Τα φυμάτια είναι αποτελέσματα μικροοργανισμών του εδάφους. Τα φυτά, όταν έχουν φυμάτια μπορούν κι αφομοιώνουν το άζωτο του αέρα.

Ποιοι όμως είναι οι μικροοργανισμοί αυτοί, πως αναπτύσσονται, πως ζούνε μέσα στις ρίζες των φυτών και πως αφομοιώνουν το άζωτο του αέρα;
Αν κόψουμε ένα φυμάτιο και το εξετάσουμε προσεχτικά στο μικροσκόπιο βλέπουμε τα κύτταρά του γεμάτα από βακτήρια μακριά ως 0,9 μικροχιλιοστά και πλατιά ως 0,18 μικροχιλιοστά. Τα βακτήρια αυτά πολλοί γεωπόνοι και μικροβιολόγοι κατόρθωσαν να τα ξεχωρίσουνε από τις ρίζες των φυτών, να τα καλλιεργήσουνε μόνα τους σε τεχνητό ζουμί, κι έτσι να τα μελέτησαν μ’ όλη τους την ευκολία.

Τους έδωσαν και ονόματα διαφορετικά ό καθένας, όπως Bacterium radicicola, Bacillus radicicola ή pseudomonas radicicola. Από την τεχνητή αυτή καλλιέργεια των μικροοργανισμών των ριζών, μπορούμε να μπολιάσουμε ένα έδαφος αποστειρωμένο, όπου έχουν φυτρώσει ψυχανθή και θα δούμε σε λίγο να γεμίζουν οι ρίζες τους φυμάτια και να ζωηρεύουνε τα φυτά. Αν εξακολουθήσουμε να κάνουμε τεχνητές καλλιέργειες από μικροοργανισμούς παρμένους από διάφορα ψυχανθή και μπολιάσουμε μ* αυτές όχι ένα, αλλά περισσότερα είδη ψυχανθών, παρατηρούμε, πως οι μικροοργανισμοί οι παρμένοι από ένα ψυχανθές δεν ταιριάζουν σ’ όλα τα ψυχανθή, μα σ’ άλλα φτάνουν φυμάτια, σ’ άλλα όμως δεν έχουν κανένα αποτέλεσμα.

Αναφέρουμε εδώ τις καλλιέργειες του Nobbe, πολύ χαρακτηριστικές. Καλλιέργησε σε αποστειρωμένη άμμο μπιζέλια σε τρεις γλάστρες. Τη μία την μπόλιασε με βακτήρια βγαλμένα από φυμάτια μπιζελιού, τη δεύτερη με βακτήρια βγαλμένα από φυμάτια λούπινου, την τρίτη από φυμάτια ροβινίας της ψευτοακακίας. Στην πρώτη γλάστρα το κάθε φυτό μπιζελιού αφομοίωσε 58 χιλιοστά του γραμμαρίου άζωτο ατμοσφαιρικό, στη δεύτερη γλάστρα το κάθε φυτό αφομοίωσε 24 χιλιοστά του γραμμαρίου, στην τρίτη γλάστρα δεν αφομοιώσαν καθόλου.

Οι καλλιέργειες αυτές ξανάγιναν με πολλά άλλα ψυχανθή και αποδείξαν πως τα βακτήρια τα βγαλμένα από φυμάτια Φυτών, του ίδιου είδους με αυτό που καλλιεργούμε, προκαλούν στο φυτό αυτό μεγαλύτερη αφομοίωση ατμοσφαιρικού αζώτου από τα βακτήρια τα βγαλμένα από φυτά άλλου είδους, και πως βακτήρια βγαλμένα από μερικά είδη ψυχανθών καμιά επίδραση δεν έχουν σε άλλα είδη ψυχανθών.
Εκείνο που μας ενδιαφέρει προ πάντων για τη γεωργική πράξη από τα ζητήματα αυτά είναι πως το έδαφος όπου θα καλλιεργήσουμε ένα ψυχανθές, πρέπει να έχει βακτήρια προσαρμοσμένα στο ψυχανθές αυτό.

Αν από φυσικό του δεν έχει τα κατάλληλα βακτήρια πρέπει τεχνητά να το μπολιάσουμε μ’ αυτά, γιατί αλλιώς δεν πετυχαίνει η καλλιέργεια. Ειδάλλως πρέπει στο έδαφος να δώσουμε άζωτο, που εύκολα να μπορούν να απορροφήσουν οι ρίζες των φυτών. Αυτό παρατηρήθηκε σε πολλά μέρη, που ήταν άγνωστη η καλλιέργεια της σόγιας, και που θελήσαν να τη δοκιμάσουν. Βρεθήκανε στην ανάγκη να φέρουν από την Ιαπωνία χώμα, όπου καλλιεργείται με επιτυχία η σόγια, κι έτσι να μπολιάσουν με τα κατάλληλα βακτήρια το έδαφος, που θα δεχότανε για πρώτη φορά το φυτό αυτό. Αλλιώς χρειάστηκε να λιπάνουν με νιτρικό άζωτο το έδαφος, που καλλιέργησαν σόγια.

Ποια είναι η κατάλληλη αυτή περίσταση;
Όπως όλοι οι παρασιτικοί οργανισμοί το ίδιο και τα βακτήρια των ψυχανθών για να μπούνε στον οργανισμό των φυτών, πρέπει να τόνε βρούνε σε περίοδο καχεξίας. Όταν αρχίσει να βλασταίνει το νέο φυτό του ψυχανθούς χρησιμοποιεί τις αζωτούχες ουσίες που είχε αποταμιευμένες το σπέρμα. Μόλις σωθούν οι ουσίες αυτές το φυτό περνάει μια περίοδο καχεξίας, σύντομη μα πολύ χαρακτηριστική. Τη στιγμή αυτή της ζωής του φυτού βρίσκουν τα βακτήρια αδύνατο τον οργανισμό του και τον κατακτάν. Το πιο λιγότερο προφυλαγμένο μέρος του φυτού είναι τα τριχοειδή του ριζίδια και αυτά προσβάλλονται πρώτα. Απ’ αυτά προχωράνε βαθύτερα και μπαίνουν στις ρίζες. Εκεί πολλαπλασιάζονται καταπληκτικά μέσα στα κύτταρα της ρίζας κατατρώγοντας τους υδατάνθρακες, που βρίσκονται αποταμιευμένοι εκεί. Τα κύτταρα ερεθιζόμενα από τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται κι αυτά στα μέρη, όπου χώθηκαν τα βακτήρια και έτσι εξογκώνεται η ρίζα και γίνονται τα φυμάτια.

Τα βακτήρια μόλις μπούνε στις ρίζες αρχίζουν να τρέφονται από τους υδατάνθρακες και τις αζωτούχες ουσίες, που έχουν οι ρίζες. Μόλις σωθούν οι αζωτούχες ουσίες από τις ρίζες τα βακτήρια έχοντας ανάγκη από άζωτο για να φτιάξουν τις πλαστικές ουσίες, απ όπου είναι πλασμένος ο οργανισμός τους (το πρωτόπλασμα), υποφέρουν, ώσπου στο τέλος βρίσκουν το άζωτο που κυκλοφορεί στο αεροφόρο σύστημα των ριζών.

Για να γίνει όμως η σύνθεση του αζώτου σε αζωτούχες ουσίες, που χρειάζεται το βακτήριο, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μεγάλη δύναμη. Τη δύναμη αυτή τη βρίσκει το βακτήριο καίγοντας τους υδατάνθρακες, που παίρνει από τις ρίζες του φυτού. Το κάψιμο αυτό γίνεται μέσα στις πλαστικές ουσίες του βακτηρίου και φυσικά καταστρέφονται ένα μέρος απ αυτές και εκκρίνονται από τα βακτήρια σαν μια ουσία μυξερή, που τη βλέπουμε με το μικροσκόπιο ολόγυρα στα βακτήρια. Η μυξερή αυτή ουσία είναι αζωτούχος. Το φυτό την τρώει, την αφομειώνει κι έτσι ωφελείται από τις αζωτούχες ουσίες, που ετοιμάζουν τα βακτήρια.

Αυτή η συντροφιά (συμβίωση) των ψυχανθών με τα μικρόβια είναι θαυμαστή, γιατί δεν υπάρχει σε άλλα είδη φυτών. Για αυτό το λόγο, τα όσπρια για να ζήσουν, δεν έχουν ανάγκη να βρουν το άζωτο διαλυμένο στο χώμα όπως τα άλλα φυτά, μα με την βοήθεια των μικροβίων, που ζούνε στις ρίζες τους, κατορθώνουν να τρέφονται από το άζωτο του αέρα. Έτσι έχουν το καλό αφήνοντας τις ρίζες τους στο χώμα μετά τη συγκομιδή, να το πλουτίζουν με άζωτο, ενώ όλα τα άλλα φυτά το φτωχαίνουν.

Πρέπει να έχουμε απ όψη μας, πως όταν καλλιεργούμε σ’ ένα τόπο για πρώτη φορά ένα όσπριο, δεν θα δώσει με τον πρώτο χρόνο καλό εισόδημα, αλλά δεν πρέπει να απελπιζόμαστε και να συμπεραίνουμε, πως τα χωράφια μας δεν κάνουνε για το όσπριο αυτό, αλλά πρέπει με επιμονή να κάνουμε δοκιμές πολλές χρονιές στη σειρά. Επίσης πρέπει να ξέρουμε, πως χρειάζεται βοήθεια στην αρχή κάθε καινούργιο όσπριο, που καλλιεργούμε σ’ ένα τόπο.

Η βοήθεια αυτή μπορεί να δοθεί, με λίγο νιτρικό λίπασμα ή με μπόλιασμα του χωραφιού μας με μικρόβια συνηθισμένα στο όσπριο αυτό. Καλλιέργειες τέτοιες μικροβίων πουλάει το εμπόριο με διάφορα ονόματα.
Μπορούμε όμως να μπολιάσουμε ένα χωράφι με μικρόβια ενός οσπρίου, ανακατεύοντας στο χωράφι αυτό μερικά κιλά χώμα παρμένο από χωράφι, που καλλιεργούταν και πρόκοβε πολλά χρόνια αυτό το όσπριο.

Πηγή: Τα όσπρια-Ν.Η. Αναγνωστόπουλου/Παράρτημα Γεωργικού δελτίου Μαρτίου 1939

Διαβάστε ακόμη:Οι τιμές ph του γόνιμου εδάφους