Превращение азота в почве

Азот поступает в почву из воздуха и при разложении органических остатков.

Молекулярный азот – один из самых инертных газов и при обычных условиях не образует никаких соединений с другими элементами. Но в соединениях с другими веществами азот является одним из самых активных элементов.

Поэтому реакция превращения молекулярного свободного азота в разные соединения вызывает особый интерес и известна под названием реакции фиксации или связывания свободного азота.

Большие количества атмосферного азота (общий запас азота в воздухе составляет более 4.000 млрд. тонн), связываются в толще почвы микробиологическим путем с помощью микроорганизмов – азотфиксаторов: аэробных и анаэробных бактерий. Азотфиксаторы усваивают азот из его растворимых в воде соединений.

Значительно большие количества минерального азота образуются при попадании в почву органических остатков и их дальнейшем разложении. В результате процессов аммонификации, происходит освобождение азота и его поступление в почву в виде аммиака и солей аммония.

Бактерии, потребители аммиачных солей в почве называются нитрификаторами.

Одна группа нитрификаторов окисляет аммиак до нитритов:

 

2NH₃ + 3O₂ → 2HNO₂ + 2H₂O

 

Другая группа нитрификаторов окисляет нитриты в нитраты:

 

2HNO₂ + O₂ →2HNO₃

 

Нитриты очень редко только при особых окислительно-восстановительных условиях могут быть обнаружены в заметных количествах в почве. Обычно они при участии тех же бактерий быстро окисляются в нитраты, составляющие важные соединения азота для питания растений в почве.

Наряду с процессами нитрификации одновременно в почве идут процессы денитрификации, то есть процессы восстановления нитратов. Денитрификация происходит при участии обширной группы микроорганизмов – например, кишечной палочки.

Денитрификаторы отнимают кислород у нитратов в почве, восстанавливая их до свободного молекулярного азота:

 

2HNO₃ → H₂O + N₂ + 2O₂

 

Таким образом, в почве азот претерпевает ряд сложных превращений, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов – в виде процессов аммонификации, нитрификации и денитрификации. К этим превращениям азота следует добавить процессы синтеза, при которых азот аммиака, нитратов и аминокислот идет на построение сложных соединений белкового характера, входящих в состав плазмы живых клеток.

 

Вопросы для самоконтроля:

 

1. Изложите представление о нахождении азота в почве и его поступлении в почву?

2. Как называются микроорганизмы, участвующие в связывание свободного азота, поступающего в почву и условия протекания реакции?

3. Приведите условия протекания реакций?

4. Изложите представления о процессе нитрификации и денитрификации азота и объясните разницу между ними?

5. Объясните механизм процесса денитрификации на примере разложения нитратов?