Колообіг азоту

Азот постійно надходить в атмосферу внаслідок життєдіяльності денітрифікуючих бактерій і знову включається в колообіг у результаті діяльності азотофіксуючих бактерій, синьозелених водоростей, вільноіснуючих бактерій, хемо-, фотосинтезуючих та гетеротрофних мікроорганізмів, утворюються сполуки азоту під час атмосферних електричних розрядів (блискавки). Щорічно організми-азотфіксатори суходолу акумулюють 4,4-10⁹ т азоту, у водному середовищі біологічна фіксація цього елемента становить 1,0•10⁹ т. Для підтримання колообігу необхідна енергія. Ступінчастий процес розкладання білка до нітратів сам є джерелом енергії для організмів, які здійснюють його, а зворотний процес потребує інших джерел енергії, таких як органічна речовина або сонячне світло. Кількість доступного азоту в ґрунті залежить від інтенсивності процесу мінералізації органічної речовини, який відбувається за такою спрощеною схемою: Білки, гумінові речовини, амінокислоти, аміди à Аміак à Нітрити Нітрати à Молекулярний азот.

Раціональний обробіток ґрунту, травосіяння, внесення добрив - найважливіші заходи для створення оптимальних для процесу нітрифікації умов. На хід нітрифікації значною мірою впливають аерація ґрунту, забезпеченість вологою, реакція середовища тощо.

Поряд із процесом окиснення (нітрифікація) в ґрунті можуть відбуватися процеси денітрифікації - відновлення особливими бактеріями солей азотної кислоти з утворенням простіших сполук: нітритів, аміаку, вільного азоту. Денітрифікуючі бактерії хоча й здатні розвиватися в аеробних умовах, проте інтенсивніше функціонують і розмножуються за нестачі кисню чи навіть за його відсутності. Цей процес здебільшого шкідливий для землеробства.

Раціональний обробіток окультурених ґрунтів, осушення надмірно зволожених ґрунтів - основні заходи, що пригнічують процес денітрифікації і запобігають його появі.

З величезного запасу азоту в атмосфері й осадовій оболонці літосфери в колообігу бере участь лише фіксований азот, який засвоюється живими організмами суходолу й океану.

В обмінний фонд цього елемента входять: азот річного продукування біомаси, азот біологічної фіксації бактеріями та іншими організмами, ювенільний (вулканогенний) азот, атмосферний (фіксований під час гроз) і техногенний азот. Процес амонізації спричинюється життєдіяльністю різних мікроорганізмів. Одні з них здатні глибоко розкладати білкові сполуки з безпосереднім утворенням NH₃, інші доводять цей процес лише до стадії яких-небудь проміжних продуктів (наприклад, сечовина (NH₂)₂СO₂, з якої під впливом інших видів мікроорганізмів утворюється кінцевий продукт (NH₂)₂СO₂ + 2Н₂O = (NН₄)₂СO₃.

Карбонат амонію, що виділився, - нестійка речовина і розкладається на СO₂, Н₂O та NH₃:

(NH₄)₂СO₃ = 2NH₃ + Н₂O + СO₂

Джерелом азоту є його вміст у зольних елементах рослинності різних типів. Найбільша кількість азоту в біомасі лісової рослинності. Мінеральні сполуки азоту надходять у рослини, під дією специфічних ферментів зазнають складних перетворень, першим етапом яких є відновлення нітратного (NO₃) і нітритного (NO₂) азоту до аміаку (NH₃). Проте накопичення аміаку в надмірній кількості шкідливе для рослин і може призвести до отруєння. Щоб захиститися від такої небезпеки, рослини виробили пристосувальні реакції. Надлишок аміаку переводиться в нешкідливі для них сполуки - аспарагін і глутамін, які під впливом ферментів зв'язуються органічними кислотами. В результаті створюється великий набір амінокислот, які використовуються для подальшого синтезу білка.

Дата добавления: 2014-01-06