кругообіг азоту

Кругообіг азоту є одним з найскладніших кругообігів в природі. Охоплює всю біосферу, а також атмосферу, літосферу, гідросферу. Дуже важливу роль у кругообігу азоту відіграють мікроорганізми. В круговороті азоту виділяють наступні етапи:

1-й етап (фіксація азоту): а) азотфиксирующие бактерії пов'язують (фіксують) газоподібний азот з утворенням аммонийной форми (NH і солей амонію) - це біологічна фіксація; б) внаслідок грозових розрядів і фотохімічного окислення утворюються оксиди азоту, при взаємодії з водою вони утворюють азотну кислоту, в грунті вона перетворюється в нітратний азот.

2-й етап - перетворення в рослинний білок. Обидві форми (амонійна і нітратна) фіксованого азоту засвоюються рослинами і перетворюються в складні білкові сполуки.

3-й етап - перетворення в тваринний білок. Тварини поїдають рослини, в їх організмі рослинні білки перетворюються в тварини.

4-й етап - розкладання білка, гниття. Продукти метаболізму рослин і тварин, а також тканини відмерлих організмів під впливом мікроорганізмів розкладаються з утворенням амонію (процес аммонификации).

5-й етап - процес нітрифікації. Амонійний азот окислюється до нітритного і нітратного азоту.

6-й етап - процес денітрифікації. Нітратний азот під впливом денитрифицирующих бактерій відновлюється до молекулярного азоту, який надходить в атмосферу. Коло замикається.

Антропогенний вплив на кругообіг азоту полягає в наступному:

1 Промислове використання азоту для отримання аміаку приблизно на 10% підвищує загальну кількість азоту, фіксованого природним шляхом.

2 Широке використання азотних добрив, що перевищує потреби рослин, призводить до забруднення навколишнього середовища, при цьому частина надлишкового азоту змивається у водойми, викликаючи небезпечне явище «евтрофірованія» (забруднення водойм водоростями). Воно викликає вторинне забруднення водойм, порушення кругообігу речовин, зміна їх трофічного статусу.

нітрифікація

Азот у формі аміаку і з'єднань амонію, що виходить в процесах біогенної азотфіксації, швидко окислюється до нітратів і нітритів. Цей процес носить назву нітрифікації, він здійснюється нітріфіцірующімі бактеріями. Однак немає такої бактерії, яка б прямо перетворювала аміак в нітрат. У його окисленні завжди беруть участь дві групи бактерій. одні окислюють аміак, утворюючи нітрит, а інші окислюють нітрит в нітрат. Найбільш відомі види нитрифицирующих бактерій-це Nitrosomonas і Nitrobacter. Nitrosomonas окисляє аміак:

Nitrobacter окислюють нітрит:

Всі живі організми постачають азот в навколишнє середовище. З одного боку, всі вони виділяють в ході життєдіяльності продукти азотистого обміну: аміак, сечовину і сечову кислоту. Останні два з'єднання розкладаються в грунті з утворенням аміаку (який при розчиненні у воді дає іони амонію).

амоніфікація

Сечова кислота, що виділяється птахами й рептиліями, також швидко минерализуется особливими групами мікроорганізмів з утворенням NH3 і СО2. З іншого боку, азот, включений до складу живих істот, після їх загибелі піддається аммонификации (розкладання містять азот складних з'єднань з виділенням аміаку і іонів амонію (NH4 +)) і нітрифікації.

Денітрифікація

Продукти нітрифікації - NO3 - і (NO2 -) в подальшому піддаються денітрифікації. Цей процес цілком відбуваються завдяки діяльності денитрифицирующих бактерій, які мають здатність відновлювати нітрат через нітрит до газоподібної закису азоту (N2 O) і азоту (N2). Ці гази вільно переходять в атмосферу.

За відсутності кисню нітрат служить кінцевим акцептором водню. Здатність отримувати енергію шляхом використання нітрату як кінцевого акцептора водню з утворенням молекули азоту широко поширена у бактерій. Тимчасові втрати азоту на обмежених ділянках грунту, безсумнівно, пов'язані з діяльністю денитрифицирующих бактерій. Таким чином, кругообіг азоту неможливий без участі грунтової мікрофлори.