Денітрифікація

Нітрати, які утворюються в ґрунті, використовуються не тільки рослинами, а й окремими видами мікроорганізмів.

Особлива роль при цьому належить групі мікробів, які можуть відновлювати нітрати до молекулярного азоту; цей процес називається денітрифікацією. Він спричиняється до істотних втрат із ґрунту доступних для рослин форм азоту.

Розрізняють пряму і непряму денітрифікацію. Пряма — це процес відновлення нітратів, безпосередньо пов'язаний із життєдіяльністю денітрифікуючих бактерій. Вона буває двох типів — асиміляторна і дисиміляторна. При асиміляторній денітрифікації нітрати відновлюються до аміаку, який використовується як джерело азоту для побудови тіла мікробів. У дисиміляторній денітрифікації нітрати використовуються як окислювачі органічних речовин замість молекулярного кисню, що забезпечує мікроорганізми потрібною енергією (див. нітратне дихання). Здатність до дисиміляторної денітрифікації мають тільки специфічні аеробні бактерії.

Збудниками прямої асиміляторної денітрифікації є представники родів Pseudomonas, Paracoccus (Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas stutzeri, Paracoccus denitrificans). Денітрифікацію можуть зумовити і термофільні бактерії з роду Bacillus.

Денітрифікуючі бактерії використовують нітрати як акцептор водню при відсутності О2 для окислення органічних речовин. У присутності нітратів денітрифікатори ростуть анаеробно, а без них — аеробно.

Відновлювати нітрати можуть також деякі хемолітоавтотрофи, зокрема Thiobacillus denitrificans, яка розмножується в анаеробних умовах і є сіркоокислюючою бактерією.

Початковий етап відновлення нітратів при дисиміляторній денітрифікації каталізується ферментом нітратредуктазою, який утворюється в мікробній клітині під впливом нітратів тільки в анаеробних умовах.

Крім прямої денітрифікації, в ґрунті може відбуватися і непряма. У цьому разі молекулярний азот виділяється внаслідок суто хімічних реакцій між азотистою кислотою і амінними або амідними сполуками:

R - NH2 + HNO2 = N2 + R - OH + H2O.

Денітрифікація збіднює ґрунт на мінеральні форми азоту. Особливо помітні втрати азоту в процесі денітрифікації спостерігаються, зокрема, в перезволожених ґрунтах.

Запаси газоподібного азоту в атмосфері величезні: над кожним квадратним кілометром земної поверхні в повітрі міститься близько 8 млн т азоту. Проте цей азот ні для рослин, ні для тварин недоступний. Лише деякі мікроорганізми, які вільно живуть у ґрунті або перебувають у симбіозі з рослинами, можуть засвоювати азот безпосередньо з повітря і будувати з нього білкові сполуки свого тіла.

Процеси зв'язування молекулярного азоту атмосфери мікроорганізмами мають винятково велике значення в азотному балансі ґрунту, підвищуючи значною мірою його родючість.

Подібні статті

Учення В.І. Вернадського про ноосферу
Ноосфера ("мисляча оболонка", сфера розуму) – вища стадія розвитку біосфери. Це сфера взаємодії природи і суспільства, в межах якої розумна людська діяльність стає головним, визначаючим чинником розвитку. Чому виникло поняття & ...

Локалізація та розподіл ферментних систем у рослинній клітині
Актуальність теми: тема вивчається для глибокого розуміння фізіологічних процесів, що протікають в рослинній клітині. Знання теми необхідні для кращого сприйняття інших тем, наприклад, «Фотосинтез», «Біосинтез білку». Адже ферменти беруть ...