Нитрификация

- это следующий за аммонификацией процесс возвращения соединений азота в круговорот, так как в ходе нитрификации образуются доступные для растений и водорослей соединения азота, что имеет огромное значение для почв и водоёмов.

НИТРИФИКАЦИЯ – процесс окислительный – последовательное окисления аммиака до АЗОТИСТОЙ и АЗОТНОЙ КИСЛОТ.

Процесс нитрификации был изучен русским ученым С.Н. Виноградским.

Нитрифицирующие бактерии – автотрофные микроорганизмы: клеточный материал образуют из CO₂; получают энергию (АТФ) за счёт окисления неорганических соединений азота с помощью ферментов-цитохромов, находящихся в дыхательной цепи.

Процесс нитрификации включает ДВЕ ФАЗЫ.

1 фаза – НИТРИТНАЯ – окисление АММИАКА до АЗОТИСТОЙ КИСЛОТЫ:

2NH₃ + 3O₂ → 2HNO₂ + 2H₂O + nАТФ

В первой фазе нитрификация идёт с участием НИТРОЗНЫХ БАКТЕРИЙ:

1. Бактерии рода Nitrosomonas – грамотрицательные бесспоровые подвижные (монотрихи) палочки. Хемолитотрофы - синтезируют органическое вещество своей клетки из минеральных соединений за счет энергии окисления аммония до нитритов. Широко распространены в почве.

2 фаза – НИТРАТНАЯ – окисление АЗОТИСТОЙ КИСЛОТЫ до АЗОТНОЙ:

2HNO₂ + O₂ → 2HNO₃ + nАТФ

азотистая азотная

кислота кислота

Во второй фазе нитрификации участвуют НИТРАТНЫЕ БАКТЕРИИ рода Nitrobacter – грамотрицательная мелкая полиморфная неподвижная палочка, которая может иметь удлинённую, клиновидную или грушевидную форму, более узкий конец часто загнут в клювик.

Для нитрифицирующих бактерий характерно почкование – почка образуется на более тонком конце клетки, когда достигает величины материнской клетки, у неё появляется жгутик и почка отделяется. Проплавав некоторое время, она теряет жгутик, оседает на твердый субстрат и цикл повторяется.

Развитие нитратных бактерий происходит при pH среды от 8,3 до 9,3.

В результате жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий на 1 га почвы может накапливаться за год до 300 кг азотной кислоты, что имеет значение для плодородия почв.

На процесс нитрификации положительно сказывается наличие кислорода. В обрабатываемых почвах нитрификация протекает более интенсивно. Интенсивно проходит нитрификация на чернозёмных почвах, особенно когда в них достаточное количество аммонифицирующих микробов, готовящих среду (пищу) для нитрификаторов. Солончаки обладают меньшей нитрифицирующей активностью. В почвах пустынно-степной зоны нитрификация угнетается в основном из-за отсутствия влаги.