Микробы

Микроорганизмам принадлежит исключительно важная роль в круговороте веществ в природе. Наиболее отчетливо биогеохкмическая деятельность микроорганизмов проявляется в реакциях разложения огранических веществ, в окислении водорода, метана, серы, в восстановлении сульфатов и во многих других процессах, обеспечивающих круговорот био­генных элементов.

Круговорот азота

Азот (N)—важнейший биогенный элемент, входящий в состав белковой молекулы каждого живого существа.

Цикл превращений азота в природе с участием микроор­ганизмов состоит из четырех этапов: фиксации атмосферного азота, аммонификации, нитрификации и денитрификации.

Аммонификация белков. Значительные запасы органиче­ского азота сохраняются в растительных и животных тканях. Когда гибнут растения и животные, компоненты их тела под­вергаются действию микроорганизмов, и азотистые соедине­ния разрушаются с образованием аммиака. Этот процесс называют аммонификацией, или минерализацией, азота.

Аммонификация мочевины. Подсчитано, что весь живот­ный мир земного шара за сутки выделяет более 150 тыс. т мочевины. В моче содержится 47 % азота, поэтому она счи­тается одним из концентрированных азотистых удобрений. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разложения ее микроорганизмами она становит­ся усвояемой. Бактерии, разлагающие мочевину, называются уробактериями (urea — моча). Под действием фермента уреа-зы, вырабатываемого уробактериями, мочевина превращается в аммиак и углекислый газ.

Нитрификация. Это следующий за аммонификацией этап превращения азота микроорганизмами. Аммиак, образующий­ся в почве, навозе и воде при разложении органических ве­ществ, довольно быстро окисляется сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту. Протекает процесс нитрификации в две фазы. Первую фазу — окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (нитритов) — осуществляют микроорганиз­мы родов Nitrosomonas, Nitrococcus, Nitrospira, Nitrosovibrio. Вторую фазу — окисление азотистой кислоты до солей азог-ной кислоты (нитраты)—осуществляют бактерии из родов Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus.

Денитрификация. Это процесс, обратный нитрификации. Различают прямую и косвенную денитрификацию. Прямая денитрификация вызывается бактериями, широко распростра­ненными в почве, навозе, водоемах. Среди них наибольшее значение имеют: Thiobacillus denitrificans — палочка, не обра­зующая спор, факультативный анаэроб; Pseudomonas fluores-cens — подвижная палочка, грамотрицательная, образует зе­леноватый пигмент; ps - stutzeri — палочка, образующая це­почки; Paracoccus denitrificans — имеет форму кокков. Дени­трифицирующие бактерии восстанавливают нитраты до моле­кулярного азота. В почве развиваются без доступа воздуха и в щелочной среде.

Косвенная денитрификация осуществляется чисто химиче­ским путем при взаимодействии азотистой кислоты с аминными соединениями.