Нитрификация

Цикл азота

Биогеохимический цикл азота — пример очень сложного круговорота вещества с резервным фондом в атмосфере и образованием эпициклов.

Круговорот азота из-за большого объема и химической устойчивости молекулы N₂ происходит очень медленно. Общее время круговорота азота – примерно 100 лет.

В природе имеется огромное количество азота. ⁴/₅ объема окружающего нас воздуха составляет азот. Во всем живом мире (растения, животные) содержится 20-25 млрд. т азота, огромное количество его имеется в пахотном слое почвы - в подзоле примерно 6 г, а в черноземе до 18 г на 1 га. Но весь этот азот, свободный в атмосфере и связанный в органическом веществе, в почвенном гумусе, в торфе, не усваивается растениями, а следовательно, и животными. Таким образом, азот не может непосредственно участвовать в биогенном круговороте веществ. Его вовлечение в круговорот в природе осуществляется при помощи микроорганизмов, из которых одни производят разложение органических азотсодержащих веществ до минеральных азотистых соединений, легко усвояемых растениями; другие, так называемые азотфиксирующие, напротив, извлекают свободный азот из воздуха и синтезируют из него органические соединения.

В круговороте азота можно выделить следующие основные биохимические процессы: 1) гниение, или аммонификация; 2) нитрификация; 3) денитрификация и 4) фиксация атмосферного азота.

Аммонификация

- это превращение органического азота в минеральный азот, разложение сложного белка до аммиака. Поэтому этот процесс и называется аммонификацией. Он проходит в результате жизнедеятельности различных групп аммонификаторов микроорганизмов главным образом бактерий (картофельная палочка, сенная палочка, чудесная палочка, кишечная палочка, в обилии живущая в кишечнике и фекалиях человека и животных и др.), а также актиномицетов и плесневых грибов.

Обычно наблюдается определенная последовательность разложения белка. Сначала аммонификаторы (Группа почвенных микроорганизмов, являющихся гнилостными бактериями и вызывающих гниение остатков растений, трупов животных, разложение мочевины) разлагают белок с образованием аммиака,

а затем нитрификаторы окисляют аммиак до азотной кислоты.

Нитрификация

Конечные продукты разложения белка и других азотных веществ - аммиачные соли - уже сами по себе могут усваиваться растениями. Однако наиболее легко усвояемыми для растений являются соли азотной кислоты. Процесс окисления солей аммиака в соли азотной кислоты называется нитрификацией (nitrum - селитра). Этот процесс осуществляется особой физиологической группой бактерий нитрификаторов (Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosocistis, Nitrobacter и др.). Нитрифицирующие бактерии благодаря накоплению азотнокислых солей в почве являются чрезвычайно полезными бактериями, обусловливающими урожайность полей. В течение года в почве может накопляться свыше 300 кг азотной кислоты на 1 га. Это количество вполне достаточно для азотного питания растений.