Биологический цикл азота
Нитрификация
Образовавшийся в результате аммонификации аммиак используется высшим растением или подвергается процессу нитрификации.
Процесс нитрификации заключается в окислении аммиака до азотной кислоты. Бактерии нитрификации были открыты С. Н. Виноградским, показавшим, что этот процесс идет в две фазы. Первая фаза вызывается микробом, получившим название Nitrosomonas, окисляющим аммиак до азотистой кислоты. Вторая фаза вызывается бактерией Nitrobacter (рис. 74), окисляющей азотистую кислоту до азотной.
2NH3 + 3O2 = 2HNO2 (Nitrosomonas) + 2H2O + 158 калорий
2HNO2 + O2 (Nitrobacter) = 2HNO3 + 43 калории
В почве азотистая кислота не накапливается, так как обе эти бактерии встречаются всегда вместе, находясь в своеобразном симбиозе. Подобная последовательность в работе двух или нескольких организмов получила название метабиоза. Нитрификаторы очень чувствительны к органическому веществу почвы, так как они способны усваивать углекислоту из воздуха так же, как и высшие растения.
Nitrosomonas представляет снабженную жгутиком шарообразную форму, а Nitrobacter — неподвижную маленькую палочку.
Рис. 74. Nitrobacter |
Значение нитрификации в природе очень велико, так как нитраты являются, как мы знаем, одним из источников азота для высшего растения. Как видно из изложенного, нитрификаторы — это крайне специализированная группа. Их выделение из почвы осуществил Виноградский. Материал с сайта http://worldof.school
До его работ выделение нитрификаторов не удавалось. Виноградский сделал смелое предположение, что эти бактерии не нуждаются в органическом веществе, как и высшие растения. Поэтому он поставил накопительную культуру без органического вещества, в аэробных условиях, и вносил вереду аммонийные соли. Заражая среду почвой, он получил процесс нитрификации и накопил и выделил нитрифицирующие бактерии, изучив их морфологию и физиологию.
Нитрификаторы широко распространены в природе, встречаясь в большинстве почв. Обычно они не содержатся в заболоченных почвах, где для них неблагоприятны условия аэрации и слишком высокой кислотности среды. В большинстве других почв они населяют поверхностные, хорошо аэрируемые слои.
Тест нитрификация