N. F. XIV. Nr. 42 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



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Auslaugung des Bodens. Auf jeden Fall reichen 

 Stickstoffgewinne von 2 6 kg pro Hektar und 

 Jahr nicht bin, um das Resultat der Hallenser 

 Versuche zu erklaren , da dort pro Hektar und 

 Jahr durchschnittlich 29,24 kg Stickstoff durch die 

 Ernte dem Boden entzogen wurden. Wir wollen 

 aber nicht versaumen darauf hinzuweisen, dafi die 

 durch elektrische Entladungen entstehenden Stick- 

 stoffverbindungen der Atmosphare voraussichtlich 

 die alleinige Stickstoffquelle fiir die ersten pflanz- 

 lichen Bewohner unseres Planeten waren. Wenn 

 in den Natur- und Kulturboden ohne Diingung 

 eine deutliche Zunahme des Stickstoffgehaltes be- 

 obachtet werden kann, so ist die Ursache offenbar 

 im elementaren Stickstoff der Atmosphare zu 

 suchen. 



Friiher glaubte man, der elementare Stickstoff 

 der Luft werde durch rein chemisch-physikalische 

 Vorgange gebunden, dem Boden einverleibt und 

 den Pflanzen zuganglich gemacht. Die Stickstoff- 

 anreicherung im Boden suchte man sich zu er- 

 klaren durch die Wirksamkeit organischer Sub- 

 stanzen, der Oxyde des Eisens und Mangans, des 

 Ozons, der Luftelektrizitat , des verdampfenden 

 Wassers usf. Die meislen dieser Vermutungen 

 konnten einer eingehenden Priifung nicht stand- 

 halten. Heute wissen wir, dafi zwar nicht die 

 alleinige, aber doch die wichtigste Ursache der 

 Stickstoffzunahme im Boden die elementaren 

 Stickstoff bindenden Mikroorganismen sind. 



Berthelot hat zuerst im Jahre 1885 diese 

 Vermutung ausgesprochen auf Grund der Beobach- 

 tung, dafi ein geniigend erhitzter Boden keine 

 Zunahme seines Stickstoffgehaltes mehr aufwies, 

 wahrend vor der Erwarmung dies leicht konsta- 

 tiert werden konnte; chemisch-physikalische Vor- 

 gange konnten mithin nicht die Ursache der 

 Stickstoffixierung sein. Heute kennen wir eine 

 ganze Reihe von Mikroorganismen, vorab Spalt- 

 pilzarten, die elementaren Stickstoff zum Aufbau 

 ihres Korpers verwenden konnen, ihn also fixieren, 

 festlegen, binden. 



Die Bakterien oder Spaltpilze zeichnen sich 

 bekanntlich dadurch aus, dafi sie zwar morpho- 

 logisch recht einfach und einformig, physiologisch- 

 biologisch aber aufierordentlich stark differenziert 

 sind. Gerade die Anspriiche, welche die Spalt- 

 pilze an die notwendigen Stickstoffquellen stellen, 

 sind hierfiir ein sprechendes Beispiel. Die einen 

 verlangen zu gutem Gedeihen Eiweifi und eiweifi- 

 ahnliche Korper, andere Amidverbindungen, dritte 

 begniigen sich mit Ammonverbindungen, vierte 

 verwenden Nitrite und Nitrate und die fiinfte, 

 letzte Gruppe, die uns speziell interessiert, vermag 

 mit dem elementaren Stickstoff der Luft als 

 Stickstoffquelle vollstandig auszukommen. Dabei 

 sei aber ausdriicklich darauf aufmerksam gemacht, 

 dafi diese den elementaren Stickstoff verwenden- 

 den Spaltpilze keineswegs auf ihn angewiesen 

 sind, sondern vielmehr haufig den Stickstoff in 

 gebundener Form als Nitrat, Ammonverbindung, 

 oder sogar als Eiweifikorper vorziehen wurden. 



Auf den ersten Blick werden uns diese ver- 

 schiedenen Anspriiche der Bakterien hinsichtlich 

 Stickstoffernahrung wie seltsame Ernahrungs- 

 kuriositaten anmuten. Beim genaueren Studium 

 sind sie aber fiir den normalen Verlauf der Stoff- 

 umsetzung in der Natur und namentlich im Land- 

 wirtschaftsbetrieb von grundlegender Bedeutung. 



Es ist gebrauchlich bei den stickstoffixierenden 

 Spaltpilzen auf Grund ihrer Lebensweise zwei 

 Gruppen zu unterscheiden : 



Die erste Gruppe entfaltet ihre stickstoft'bindende 

 Tatigkeit in Symbiose, in Lebensgemeinschaft mit 

 bestimmten hoheren Pflanzen, den Hulsenfriicht- 

 lern. Sie sind unter dem Namen Knollchen- 

 bakterien der Leguminosen allgemein bekannt. 

 Neuere und neueste Arbeiten haben uns damit 

 bekannt gemacht, dafi in den Blattern bestimmter 

 tropischer Gewachse Knoten vorkommen , die 

 stickstoffbindende Bakterien bergen. Diese Spalt- 

 pilze sind dem Bacterium radicicola der Legu- 

 minosemvurzel ahnlich, scheinen aber mit der 

 Pflanze eine erbliche Symbiose einzugehen, indem 

 die Bakterien schon im Samen enthalten sind. 



Die zweite Gruppe von stickstoffixierenden 

 Spaltpilzen entfaltet ihre Tatigkeit frei im Erd- 

 boden lebend, unabhangig vom Leben bestimmter 

 hoherer Pflanzen. Diese zweite Gruppe wahlen 

 wir zurn Gegenstand weiterer Erorterungen. 



Die Zahl der bis heute bekannt gewordenen 

 freilebenden stickstoffbindenden Bakterienarten ist 

 eine stattliche ; sie haben sowohl Vertreter in der 

 Gruppe der Kugelbakterien wie der sporenbilden- 

 den und der nichtsporenbildenden Stabchen. Wir 

 wollen fur unsere Besprechung bei den freileben- 

 den stickstoffixierenden Bakterienarten drei Grup- 

 pen unterscheiden : 



a) Die Gruppe des Bacillus amylobacter (van 

 Tieghem) A. May er und Bredemann, dadurch 

 ausgezeichnet, dafi die hierher gehorenden Formen 

 entweder nur bei Sauerstoffabschlufi oder doch 

 nur bei mangelhaftem Sauerstoffzutritt gut ge- 

 deihen. Bac. amylobacter ist anaerob. 



b) Die Azotobakter-Gruppe von B e i j e - 

 rinck, die im Gegensatze hierzu nur bei geniigen- 

 dem Sauerstoffzutritt kraftig gedeiht und arbeitet. 

 Azotobakter ist ae'rob. 



c) Die Gruppe des Bacillus astcrosponis 

 (Mayer) Migula, die hinsichtlich Sauerstoffbediirf- 

 nis grofie Latitude zeigt, d. h. die hierher gehoren- 

 den Formen entwickeln sich sowohl bei mangel- 

 haftem wie bei reichem Sauerstoffzutritt. 



Wir wollen die einzelnen Gruppen kurz be- 

 sprechen. Zur Gruppe des Bacillus amylobacter 

 gehort jener Organismus, bei dem das Ver- 

 mogen des Stickstoffixierens zum ersten Male 

 einvvandfrei nachgewiesen wurde, namlich das 

 Clostridium Pasteurianum Win. Durch Anwen- 

 dung der sog. elektiven Methode gelang es 

 dem russischen Forscher Winogradsky im 

 Jahre 1893 das Clostridium Pasteurianum rein 

 zu ziichten und bei ihm die Verwendung des 

 elementaren Stickstoffes zum Korperaufbau fest- 



