logo
logo

В цикл превращений азота, вызываемых различными микроорганиз­мами, входят реакции синтеза сложных азотистых соединений (белков) и реакции минерализации их до солей азотной и азотистой кислоты или молекулярного азота. Этот цикл состоит из четырех этапов.

Первый этап— фиксация молекулярного азота, конечным продуктом кото­рого являются азотсодержащие органические вещества.

Второй этап — ми­нерализация азотсодержащих веществ, или гнилостные процессы. Конечным продуктом данных процессов является аммиак.

Третий этап — окисление аммиака до нитратов и нитритов, или нитрификация.

Четвертый этап — час­тичное усвоение нитратов корневой системой растений и частичное восста­новление их до аммиака и молекулярного азота, или денитрификация.

Фиксация молекулярного азота. Изучение природы биологической фик­сации азота было начато С. Н. Виноградским в 1893 г. и продолжено В. Л. Омелянским, СЛ. Костычевым, М. В. Федоровым и др. Способностью фиксировать молекулярный азот обладают многие микроорганизмы, принадлежащие к различным систематическим группам: бактерии, актиномицеты, грибы, цианобактерии.

Азотфиксирующие микроорганизмы можно разделить на две группы: свободноживущие и симбиотические, т. е. вступающие в сожительство с высшими растениями. Классическими представителями свободноживущих азотфиксаторов являются бактерии рода Azotobacter и анаэробная палоч­ка CI. pasteurianum.

Бактерии рода Azotobacter в молодой культуре - крупные палочки, с возрастом они постепенно уменьшаются в размерах и превращаются в кок­ки, покрытые толстой слизистой капсулой. Молодые клетки подвижны, пе­ритрихи. При старении и образовании капсул подвижность утрачивается. В зависимости от вида образуются на плотных питательных средах полупроз­рачные выпуклые колонии, окрашенные в желтый (Az. vinelandii), темно- коричневый (Az. chroococcum) или флюоресцирующий желто-зеленый цвет (Az. agile). Оптимальная температура развития 28 — 30 С, рН 7,2 - 8,0, аэробы.

Бактерии рода Azotobacter обладают способностью синтезировать био­логически активные вещества — витамины группы В, никотиновую и пантотеновую кислоты и фунгистатический (задерживающий рост грибов) анти­биотик группы анисомицииа. Они широко распространены в почвах, водо­емах, имеющих нейтральную или слабощелочную реакцию среды и содер­жащих легкодоступные органические вещества. Значительно улучшают рост растений и состояние кормовой базы водоема.

CI. pasteurianum - грамположительные облигатные анаэробы, предель­ное рН 5,5 — 8,0. Споры выдерживают температуру 96°С, а при 100°С поги­бают. Широко распространены во всех почвах, особенно в слежавшихся или залитых водой.

Связывать молекулярный азот воздуха могут и другие микроорганиз­мы: Azotomonasfluorescens, Azotomonasinsolita, микобактерии, фотосинтезирирующие бактерии, а также некоторые актиномицеты и циано- бактерии.

Наряду со свободноживущими азотфиксирующими микроорганизмами в почве обитают и симбиотические азотфиксаторы, открытые русским уче­ным М. С. Ворониным в 1866 г. на корнях люпина и ольхи в виде клубень­ков, поэтому их стали называть клубеньковыми бактериями. Клубенько­вые бактерии — грамотрицательные, не образующие спор подвижные палоч­ки. В клубеньках клетки имеют раздутую или ветвистую форму, напомина­ющую буквы V, L, X. Такие формы принято называть бактероидами. Они проникают в корни растений через корневые волоски, где образуют инфек­ционные нити.

Способность азотфиксирующих бактерий фиксировать азот воздуха и обогащать им почву нашла практическое применение в изготовлении бакте­риальных удобрений - нитрагина и азотобактерина.

krendel