Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

Глава 2. УЧАСТИЕ ПОЧВЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЦИКЛАХ ОСНОВНЫХ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ

 

ПОЧВЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ В ЦИКЛАХ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ

 

Смотрите также:

 

Жизнь в почве

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

растения

 

Тимирязев – Жизнь растения

 

Жизнь зелёного растения

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Мхи

 

Водные растения

 

Общая биология

общая биология

 

Лишайники

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Удобрения для растений

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

НИТРИФИКАЦИЯ

 

Биологическая природа образования в почве нитратов была установлена во второй половине прошлого века (Уорингтон, 1878). Первое предположение об участии микроорганизмов в этом процессе былс высказано Пастером. Выделить микроорганизмы, ответственные за процесс образования нитратов, долгое время никому не удавалось С. Н. Виноградский применил для их выделения элективную среду представляющую собой раствор чистых минеральных солей, в том числе и сернокислого аммония, которым он пропитал пластинки кремнекислого геля.

 

Отсутствие органических соединений в такой среде ис ключало развитие банальных гетеротрофов. В 1891 г. С. Н. Виноград ский выделил микроорганизмы, названные им нитрификаторами. Ош были представлены двумя группами, каждая из которых проводила один из двух этапов окисления азота: сначала образовывались нит риты, а затем — нитраты. Углерод нитрифицирующие бактерии беру из С02, а энергия для восстановительной ассимиляции поступает ] результате окисления аммиака. Этот процесс был назван хемосинте зом:

1.         2NH3 + 302=2HN02 + 2H20+158 ккал

2.         2HN2 + 02=2HN03-f 43 ккал.

 

Все известные хемоавтотрофные нитрифицирующие микроорганиз- мы — облигатно аэробные, грамотрицательные мелкие бактерии. С. Н. Виноградский назвал род нитритных бактерий — возбудителей первой фазы нитрификации — Nitrosomonas, а нитратных — возбудителей второй фазы — Nitrobacter. В настоящее время эти микроорганизмы детально изучены. Наиболее распространенный в почвах вид Nitrosomonas europea представляет собой очень короткие овальные палочки с субполярным жгутиком. Они образуют зооглейные скопления, в которых клетки теряют подвижность. Nitrobacter winograd- skyi — почкующаяся бактерия клиновидной формы с чередованием в цикле развития подвижной и неподвижной стадий. Это исключительный по необычному и редкому (термически неустойчивому) субстрату организм, окисляющий нитриты в нитраты с использованием образующейся энергии для ассимиляции С02. За прошедшие после работ Ви- ноградского 90 лет к описанным им организмам были добавлены лишь немногие и главным образом за последние годы. Сейчас известно 4 рода нитритных и 3 рода нитратных бактерий. Почти все они содержат всего по одному виду, которые различаются по морфологии, тонкой структуре клеток и типу окисляемых субстратов.

 

В современный период наиболее интересное открытие — гетеротрофная нитрификация. В 1926 г. Е. Н. Мишустин писал, что типичная аммонифицирующая гетеротрофная бактерия В. subtilis на среде с аммонием накапливала нитраты. В 1929 г. М. Александер в США повторил эти опыты. В последние годы удалось установить, что у гетеротрофных микроорганизмов, например у грибов, образование нитратов — побочный процесс, идущий параллельно с окислением органического вещества. При этом процесс нитрификации не служит источником энергии. В природе гетеротрофная нитрификация имеет место везде, где аммиак образуется в условиях обилия органических веществ, например в компостных кучах,' в скоплениях гуано (происхождение чилийской селитры тоже обязано, по-видимому, этому процессу), в аэротэнках, в евтрофных водоемах. Масштабы этого процесса в почве еще не определены.

 

После того как Д. Н. Прянишников доказал, что растения используют соединения аммония, произошла переоценка значения нитратов для питания растений. Особенно остро встал вопрос об азотном питании, когда стали применять сверхвысокие дозы нитратных удобрений. Было показано, что растения используют не более 50% вносимого азота нитратов, а остальная часть закрепляется в составе органического и минерального вещества почвы, иммобилизуется в клетках микроорганизмов, подвергается восстановлению в процессе анаэробного нитратного дыхания — денитрификации и вымывается ( 60). Соли азотной кислоты легко растворяются, проходят в глубокие слои почвы и поступают в грунтовые воды. Оттуда они выносятся в реки, моря и океаны. Объем поступлений азота с нитратами в воды составляет миллионы тонн в год. Появилась необходимость ингибирования процесса нитрификации. Его подавляют фумиганты, гербициды. Предложены промышленные препараты ингибиторов нитрификации, например, нитрапирин, представляющий собой 2-хлор-6(трихлорметнл)-пиридин. Большинство препаратов — ингибиторов нитрификации готовят на пиридиновой основе. Эти препараты подавляют первую фазу авто- трофной нитрификации (Nitrosomonas), но не действуют на гетеротрофную нитрификацию. Среди продуктов нитрификации кроме сильных минеральных кислот, способствующих разрушению почвенных минералов, обнаруживаются газообразные соединения, например, закись аз-ота, а также канцерогены и вещества, обладающие мутагенным действием (нитразин, гидроксиламин и др.).

 

Так же, как и в случае аммиака, судьба образующихся при нитрификации нитратов неоднозначна. Они претерпевают следующие превращения: 1) используются высшими растениями в процессах ассимиляции; 2) вымываются в водоемы и вызывают их евтрофизацию; 3) закрепляются (иммобилизуются) микроорганизмами в процессе ас- симиляторной нитратредукции; 4) восстанавливаются до молекулярного азота в результате диссимиляторной нитратредукции, или денит- рификации.

 

 

 

К содержанию книги: И. П. БАБЬЕВА, Г. М. ЗЕНОВА, Д.Г.ЗВЯГИНЦЕВ

 

 

Последние добавления:

 

Вильямс. Травопольная система земледелия

 

История русского почвоведения

 

Качинский - Жизнь и свойства почвы

 

Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО

 

Вернадский - химическое строение биосферы