Фиксация атмосферного азота

 

Способностью фиксировать атмосферный азот и стро-

ить из него тело своей клетки обладают микроорганиз-

мы, получившие название азотфиксирующих. В резуль-

тате их жизнедеятельности происходит значительное

повышение плодородия почвы.

Биологическая фиксация азота в природе осуществ-

ляется двумя группами микроорганизмов: свободножи-

вущими (несимбиотическими) и микроорганизмами,

существующими в сообществе с растениями (симбиоти-

ческими или клубеньковыми). К наиболее важным сво-

бодноживущим азотфиксаторам относятся Azotobacter

chroococcum,

Clostridium

pasteurianum,

Pseudomonas

fluorescens. К активным азотфиксаторам относятся циа-

нобактерии (сине-зеленые водоросли), обнаруживаемые

во всех почвенно-климатических зонах.

Azotobacter — строгий аэроб, в свежей культуре пред-

ставляет собой крупные палочки длиной от 4 до 6 мкм,

подвижные, часто соединенные попарно, по Граму окра-

шиваются положительно. В старых культурах превали-

руют кокковые формы, окруженные общей капсулой.

Азотобактерии в течение года на площади 1 га фиксиру-

ют от 20 до 50 кг газообразного азота, особенно интенсив-

но процесс фиксации происходит при хорошей аэрации

почвы.

60

ГЛАВА 4

 

Cl. pasteurianum — полиморфные палочки 1,5–8 мкм

длиной, 0,8–1,3 мкм шириной, подвижные, грамполо-

жительные, анаэробы, образуют споры, хорошо развива-

ются в почве при наличии аэробных бактерий. Микроор-

ганизм широко распространен в природе. Рисовые поля

обогащаются азотом в основном за счет этого микроба.

P. fluorescens — аэроб, подвижный, грамотрицатель-

ный, от 2 до 5 мкм длиной, 0,3–0,4 мкм шириной, широ-

ко представлен в почвах северной зоны.

К симбиотическим азотфиксаторам относятся бак-

терии рода Rhisobium (клубеньковые бактерии). Они

подвижны, палочки 1,2–3 мкм длиной, 0,5–0,9 мкм

шириной, грамотрицательные, спор не образуют. При

старении бактерии теряют подвижность. Клубеньковые

бактерии способны внедряться в корневые волоски бо-

бовых растений и развиваться в них с образованием на

корнях клубеньков, где и происходит фиксация азота.

Таким образом между бактериями и растениями устанав-

ливаются симбиотические отношения. Бактерии пита-

ются органическими соединениями, синтезированными

растениями, а растения получают из клубеньков связан-

ные соединения азота. При достаточной аэрации почвы,

влажности и температуре клубеньковые бактерии в тече-

ние года на 1 га могут зафиксировать до 200 кг атмосфер-

ного азота, что значительно повышает плодородие почвы.

В хозяйствах с целью повышения плодородия почвы

используют азотобактерин и нитрагин, приготавлива-

емые в специальных лабораториях. Азотобактерин со-

стоит из живой культуры азотобактера, выращенной на

нейтральном торфе или садовой почве. Вместе с посев-

ным материалом его вносят под не бобовые культуры

(картофель, свекла). Выпускают две формы нитрагина:

ризотрофин и ризобин. Ризотрофин представляет собой

смесь клубеньковых бактерий со стерильным торфом.

Ризобин (сухой нитрагин) представляет собой высушен-

ную культуру клубеньковых тканей. Препараты вносят

в почву под растительные культуры.

2

2

ПРЕВРАЩЕНИЯ МИКРООРГАНИЗМАМИ СОЕДИНЕНИЙ

61

 

Аммонификация белков

 

 

Значительные запасы органического азота сохраня-

ются в растительных и животных тканях. Когда гибнут

растения и животные, компоненты их тканей и тела

подвергаются действию микроорганизмов и азотистые

соединения разрушаются с образованием аммиака.

Этот процесс называют аммонификацией, или минера-

лизацией, азота. Процесс аммонификации может про-

исходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях

при участии разнообразных микроорганизмов: бакте-

рий, бацилл, клостридий, актиномицетов, плесневых

грибов.

Расщепление белковых веществ происходит за счет

действия протеолитических ферментов, выделяемых

гнилостными микроорганизмами. Глубина расщепления

белковых веществ зависит от вида микробов и условий

их жизнедеятельности. Аэробная гнилостная микрофло-

ра совершает глубокое расщепление белков, конечными

продуктами которого являются аммиак, СО , сульфаты и

вода. При распаде белка в анаэробных условиях образу-

ется аммиак, СО , органические кислоты, а также индол,

скатол, обладающие неприятным запахом. Аммонифика-

ция остатков растений, трупов, других органических суб-

стратов ведет к обогащению почвы азотистыми продук-

тами. Одновременно гнилостные микробы выполняют

огромную санитарную роль, очищая почву и гидросферу

от разлагающегося органического субстрата.

К аэробным аммонификаторам относятся широ-

ко распространенные в природе: Вас. mycoides, Вас.

subtilis, Вас. megaterium — все они грамположитель-

ные, подвижные палочки, образующие споры. Из анаэ-

робных аммонификаторов наиболее активны спорообра-

зующие, грамположительные, подвижные палочки Cl.

putrificum, Cl. sporogenes, их всегда можно обнаружить

в кишечнике, навозе и почве.

3

3

2

3

2

3 2

2

62

ГЛАВА 4