معلومة

ما البكتيريا التي تفرز الطاقة القابلة للحصاد من المواد العضوية في منطقة الجذر؟

ما البكتيريا التي تفرز الطاقة القابلة للحصاد من المواد العضوية في منطقة الجذر؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

سمعت مؤخرًا عن جهد ناجح يجمع الطاقة من التربة في قواعد النباتات بسبب الانهيار البكتيري الواضح للنفايات من النباتات:

من خلال عملية التمثيل الضوئي ، ينتج النبات مادة عضوية. يستخدم جزء من هذه المادة العضوية لنمو النبات ، ولكن لا يمكن للنبات استخدام جزء كبير منه ويتم إفرازه في التربة عبر الجذور. حول الجذور تقوم الكائنات الحية الدقيقة التي تحدث بشكل طبيعي بتفكيك المركبات العضوية للحصول على الطاقة منها. في هذه العملية ، يتم إطلاق الإلكترونات كمخلفات. من خلال توفير قطب كهربائي للكائنات الدقيقة للتبرع بإلكتروناتها ، يمكن حصاد الإلكترونات على شكل كهرباء. أظهرت الأبحاث أن نمو النبات لا يتأثر بحصاد الكهرباء ، لذلك تستمر النباتات في النمو بينما يتم إنتاج الكهرباء بشكل متزامن.

يبدو أن هناك المزيد من الأبحاث هنا ، وكان هذا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص (ملف PDF) لأنه ينص بشكل أكثر وضوحًا على أننا نتحدث بالفعل عن البكتيريا:

يعتمد مفهوم PlantPower على تعاون النباتات والكائنات الحية الدقيقة لإنتاج الكهرباء في الموقع. تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون والماء وتلتقط الطاقة الضوئية. يتم تخزين هذه الطاقة في الروابط الكيميائية للسكريات المنتجة باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء. يتم نقل جزء من هذه الطاقة المخزنة كيميائيًا إلى جذور النباتات. يمكن بعد ذلك التقاط هذه الطاقة الموجودة في منطقة الجذر بواسطة ما يسمى بالبكتيريا النشطة الكهروكيميائية. هذه الكائنات قادرة على أكسدة المادة العضوية الموجودة في منطقة الجذر ونقل الإلكترونات الغنية بالطاقة إلى قطب كهربائي. يمكن استخدام الطاقة التي تحملها الإلكترونات كطاقة كهربائية ، وبعد ذلك تتفاعل الإلكترونات عند قطب كهربائي آخر مع الأكسجين لتكوين الماء.

أود أن أفهم هذه العملية فيما يتعلق بالبكتيريا أو "الكائنات الدقيقة" التي يتم الاستفادة منها هنا. يبدو أنهم يكملون التربة بنوع من البكتيريا التي تعمل بهذه الطريقة المحددة لإطلاق إلكترونات إضافية يمكن حصادها بعد ذلك.

أي فكرة عن نوع الكائنات الدقيقة أو البكتيريا التي لديها هذا النوع من التفاعل حيث تطلق أو تفرز طاقة قابلة للحصاد (ويبدو أن ثاني أكسيد الكربون2 + H +) عند استهلاك "إفرازات" النبات (C6ح12ا6)?

بعد إجراء المزيد من البحث ، وجدت ، ربما ، بعض المعلومات الشيقة من ويكيبيديا:

ما يربكني هنا في النهاية هو أن الطريقة الأخرى المذكورة سابقًا لا تؤكد حقًا أي شيء معين طيب القلب من النبات ، وبالتالي لا يسعني إلا أن أعتقد أنه ربما توجد بكتيريا أخرى أكثر فائدة لهذا السيناريو ...


اجابة قصيرة

من المعروف أن مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الدقيقة في التربة قادرة على استخدام الأنودات الصلبة كمستقبل للإلكترون في عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها ، وبالتالي إنشاء بعض التيار الكهربائي. Geobacter النيابة. ، كلوستريديا و دلتابروتيوبكتيريا من بينهم (1). ومع ذلك ، لم أتمكن من العثور على أي قائمة شاملة لهذه الميكروبات. من المحتمل أن عددًا كبيرًا من هذه الميكروبات لم يتم التعرف عليه بعد.

تم نشر مراجعة عن خلايا الوقود الميكروبية النباتية مؤخرًا وقد تثير اهتمامك (2).

اجابة طويلة

خلايا الوقود الميكروبية النباتية هي حالة خاصة من خلايا الوقود الميكروبية

يتم تطوير النظام المقدم في الشكل الأول الخاص بك من قبل الشركة الهولندية المسماة Plant-e ويندرج ضمن مفهوم خلايا الوقود الميكروبية النباتية (PMFC).

ببساطة ، خلية الوقود الميكروبية (MFC) هي جهاز يتم فيه تحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الحدود الكيميائية للركائز العضوية إلى طاقة كهربائية بواسطة الميكروبات. تستهلك الميكروبات الركائز العضوية أثناء استخدام الأنود كمستقبل نهائي للإلكترون لعملية التمثيل الغذائي. تسمى الميكروبات القادرة على استخدام الأنودات كأحواض للإلكترون في عملية التمثيل الغذائي إلكتروجين.

تعتبر PMFCs حالة خاصة من MFCs ، تستفيد من التفاعلات الميكروبية / النباتية. يتم توفير الركيزة العضوية للميكروبات مباشرة عن طريق النبات وتحصل على فائدتين: الكتلة الحيوية النباتية وإنتاج الكهرباء.

التفاعلات المعقدة بين المجتمعات النباتية والميكروبية

كما لاحظت في جملتك الأخيرة ، لم يتم الاستشهاد بأي نوع معين من النباتات. في الواقع ، تم تنفيذ استراتيجيات مختلفة من PMFC ، بناءً على أنواع مختلفة من النباتات ، مثل مكسيما الجلسريا، أو أرز أسيوي (أرز) (2). الأنواع النباتية ليست العامل الرئيسي الوحيد لمواد PMFC الفعالة: فطبيعة الركائز العضوية التي توفرها النباتات للميكروبات ، وخصائص التربة ، وخصائص الأقطاب الكهربائية ، وطبيعة اللقاح هي عوامل حاسمة أيضًا.

فيما يتعلق بالجانب الميكروبيولوجي ، يبدو أن الزراعة النقية (نوع واحد) PMFCs ليست بالضرورة أفضل بديل. تزود النباتات الميكروبات بمجموعة متنوعة من المركبات الكيميائية ، والتي قد لا يستهلكها نوع واحد كلها. فقط المجتمع الميكروبي المتكيف جيدًا هو الذي من المحتمل أن يكون قادرًا على الاستفادة من كل هذه المركبات و لتشمل إلكتروجينات فعالة. من المرجح أن يكون المسار من المنتجات النباتية إلى التيار الكهربائي عبارة عن شبكة غذائية ميكروبية معقدة ، بدلاً من عملية التمثيل الغذائي لنوع واحد. من الناحية العملية ، يبدو أن معظم الدراسات تعتمد على التربة مثل التربة (2).

إذن ، فيما يتعلق بسؤالك الأول: ربما لم نحدد بعد كل إلكتروجين في التربة. ومع ذلك ، فإن العديد منها معروف بالفعل ، مثل Geobacter sulfurreducens. ولكن ما هو مهم هو أن معظم استراتيجيات MFCs (P) تعتمد على المجتمعات الميكروبية ككل ، بطريقة "الصندوق الأسود".


مراجع

(1) دوناج ، س. وآخرون. العلاقات بين المادة العضوية في التربة والمغذيات والبنية المجتمعية البكتيرية وأداء خلايا الوقود الميكروبية ، علوم وتكنولوجيا البيئة, 2012, 46 (3) ، ص 1914-1922

(2) Nitisovarut، R.، Regmi، R.، خلايا الوقود الميكروبية النباتية: هندسة أنظمة حيوية واعدة ، مراجعة الطاقة المتجددة والمستدامة, 2017, 76، ص 81-89


شاهد الفيديو: الطريقة الصحيحة للإستفادة من الحمص يقوي الذكاء يعالج فقر الدم يفيد الكبد و الرئة و ينظم السكر (قد 2022).