Круговорот азота в природе (часть 1)

Основные запасы азота на нашей планете находятся в атмосфере. Растения не способны усиливать этот азот. Среди живых существ только некоторые почвенные микроорганизмы имеют такие ферменты, которые позволяют использовать атмосферный азот в обмене веществ для синтеза белков. Первый этап цикла обращения азота заключается в его фиксации. Микроорганизмы — фиксаторы атмосферного азота — встречаются среди свободноживущих аэробных, анаэробных и фотосинтезирующих бактерий среди бактерий, находящихся в симбиозе с бобовыми наконец, среди некоторых водорослей.

К какой бы группе ни относился микроб-фиксатор, конечный продукт обмена, куда включен азот, всегда принадлежит к соединениям белковой природы. Благодаря процессам фиксации молекулярный азот поступает в почву в виде органических соединений. Он входит в состав белковых веществ. Это касается и азота, усвоенного микробами, и азота растительных и животных тканей, зеленых удобрений, навоза или компоста, а также азота, содержащегося в гумусе.

Лишь одна масса бактерий составляет приблизительно 6 т органических веществ (преимущественно белковых) на 1 га. К ней добавляется масса бесчисленных микроскопических грибов, простейших, водорослей, насекомых, нематод и т. д. В общем, на 1 га приходится более 20 т «живого веса» микроскопических существ.

Но, как выше сказано, органический азот не усваивается растениями. Для них необходим минеральный азот в виде нитратов. В почве происходит минерализация органического азота с образованием аммиака. Этот биологический процесс носит название аммонификации, в нем принимают участие бактерии, актиномицеты и грибы. Аммонификация — второй этап цикла обращения азота.

Как осуществляется в почве процесс аммонификации? Первыми на белковые соединения азота действуют внеклеточные ферменты (выделяемые микробами в окружающую среду) микробов, так называемые протеазы, вызывая расщепление больших сложных молекул белка на более простые мелкие молекулы аминокислот. Последние проникают в клетку микроорганизма и там уже подвергаются воздействию внутриклеточных ферментов. Ферменты, расщепляющие аминокислоты, носят название дезаминаз. Они способствуют освобождению аммиака из белковых соединений.

Продолжение: Круговорот азота в природе (часть 2)