Тема: Роль микроорганизмов в круговороте азота и азотном питании растений

Лекция № 8

План: 1.Схема цикла азота в природе.

2.Аммонификация: химизм, характеристика возбудителей, роль и распространение в природе.

3.Нитрификация и денитрификация: химизм, возбудители, роль процессов.

4.Азотфиксация: значение процесса, характеристика возбудителей. Участие микроорганизмов в превращениях других элементов.

N – неотъемлемый элемент, составная часть белка.

Известно, что 4/5 атмосферного воздуха состоит из свободного азота.

Над 1м² почвы находится около 8 тонн азота. Однако в пахотном слое такой же площади содержание азота достигает лишь 1,5 кг, и низкая урожайность полей нередко объявляется именно недостатком азота в почве.

Это происходит потому, что в свободном виде он не пригоден для питания большинства живых существ. Об этом говорит и само название азота (А-отрицание, soon- жизнь), значит безжизненный.

Растения усваивают только готовые азотные соединения и лишь минеральные формы. Функцию минерализации азота выполняют микроорганизмы.

В 1 кг почве содержится около 50 мг доступного растениям азота. Это составляет 1% общего запаса его в почве. Если бы м-мы не минерализировали соединения азота, то почва постепенно бы истощалась.

Кроме того м-мы способны усваивать N из атмосферы и обогащать им почву. Эти процессы, а также возвращение N в атмосферу протекает постоянно и составляет цикл.

Схематично превращения азота выглядит так:

атм.азот

денитрификция фиксация N

(Азоtоsacber, Cl, Rhizobium)

минерализация Bact, Bac образ.NH₃

Pseudomonas

H₂NO₃ – N₂

Нитрофикация

окисление NH₃

NH₃- H₂NO₃

Аммонифинация. Минерализация азота

Это аэробное и анаэробное разложение белковых веществ, сопровождающееся выделением свободного NH₃ и др. продуктов.

Молекула белка состоит из длиной цепочки аминокислот, которая под действием ферментов м-ов разрушается до пептонов, пептидов и в конце концов до свободных аминокислот.

Глубина расщепления беклов их в-в и направление процесса зависит от участия м-мов и условий для их жизнедеятельности и в том числе от степени доступа О₂.

При широком доступе кислорода продукты гидролиза подвергаются полному окислению до NH₃, СО₂, Н₂S и солей Н₃РО₄ и такой процесс называется тлением.

Гниение – преимущественно анаэробный процесс, при котором полного окисления не наступает и могут образоваться токсические вещества и дурно пахнущие соединения.

Распад происходит по следующей схеме:

Белок - полипептиды - аминокислоты (NH₃амидон, Н₂S

цистоназа. Индол

триптофаназа

протеиназа пептидаза дизатиназы

протеазы

Аммонифации, т.е. минир.с образованием NH₃, подвержены

1)мочевина (СО(NН₂)₂) – конечный продукт распада азотных соединений в живом организме; выводится с мочей (31,5г в сутки). Ежедневно в почву – 150 тонн мочевины. Искусственно получают.

2)белковые вещества их наибольшее количество (м-мы, растения, насекомые, животные).

3)гумус (в год 1-3%)

Указанную работу выполняют сапрофитные м-мы (sapriоtes – гниение).