Вопрос 54. ДЕНИТРИФИКАЦИЯ (микробиологический процесс восстановления окисленных соединений азота (нитратов, нитритов) до газообразных азотистых продуктов (обычно до N2

ДЕНИТРИФИКАЦИЯ (микробиологический процесс восстановления окисленных соединений азота (нитратов, нитритов) до газообразных азотистых продуктов (обычно до N2, иногда закиси азота, редко окиси азота). Происходит в результате жизнедеятельности бактерий родов Pseudomonas, Alcaligenes, Bacillus, Paracoccus, Thiobacillus и некоторых других факультативных анаэробов, использующих в отсутствие кислорода нитраты и нитриты в качестве конечных акцепторов электронов (анаэробное дыхание). Процесс сопряжён с окислением органических или неорганических веществ и катализируется редуктазами. В ходе денитрификации связанный азот удаляется из почвы и воды с освобождением газообразного N2 в атмосферу. Денитрификация активно протекает во влажных, плохо аэрируемых или затопляемых почвах, эвтрофных водоёмах, при рН 7—8, достаточном количестве нитратов и легко доступного органического вещества. Денитрификацию считают главной причиной потерь азота в земледелии (при определенных условиях удобрения могут утрачивать в результате денитрификации до 50% связанного азота). Денитрификация замыкает цикл азота и препятствует накоплению окислов азота, которые в высоких концентрациях токсичны. нитрификация

[от лат. de — приставка, означающая здесь завершение действия, nitr(ogenium) — азот и facio — делаю], широко распространённый в природе процесс восстановления нитратов до молекулярного азота, вызываемый бактериями (см. Денитрифицирующие бактерии). Д. протекает с образованием нитритов и закиси азота по схеме:

2HNO3 → 2HNO2 → N2O → N2.

Энергию, необходимую для восстановления нитратов, бактерии получают в результате окисления органических веществ (углеводы, спирты, органические кислоты), а кислород нитратов является акцептором электрона и водорода. Д., происходящая при окислении глюкозы, может быть выражена уравнением:

5C6H12O6 + 24KNO3 → 24КНСО3 + 6CO2 + 12N2 + 18H2O.

Существуют также особые виды денитрифицирующих бактерий, восстанавливающие нитраты при окислении серы или молекулярного водорода. Д. сильно угнетается и прекращается полностью в присутствии молекулярного кислорода. С Д. не следует смешивать восстановление нитратов до аммиака, связанное с ассимиляцией микроорганизмами нитратов как источника азота. Такой способностью обладают многие бактерии, а также актиномицеты и грибы, которые вообще не способны вызывать Д. От Д. следует отличать ложную Д., при которой в культуре бактерий или в природе происходит чисто химическое взаимодействие нитритов с аммонийными солями, аминами или амидами, сопровождаемое выделением молекулярного азота. Например, NH4CI + HNO2 → N2 + HCl + 2H2O. В 1 г почвы содержатся десятки и сотни тысяч денитрифицирующих бактерий. Однако Д. в почве может протекать энергично только при определённых условиях: достаточном количестве нитратов и легко разлагаемого микроорганизмами безазотистого органического вещества, оптимальной реакции (pH 7,0—8,2) и температуре (25—30°С), а главное при анаэробных условиях. Именно поэтому Д. протекает весьма интенсивно во влажных, плохо аэрируемых почвах. При Д. содержание азота в почве падает в результате выделения молекулярного азота и следов закиси азота, что влечёт за собой снижение урожайности почвы. После внесения в глинистую почву нитратов и растительных остатков за 10 дней 75% азота нитратов улетучивается из почвы в виде молекулярного азота. Хорошая аэрация почвы (обработка), уменьшение влажности почвы в определённые периоды (дренаж), создание условий для лучшего потребления нитратов почвы культурными растениями — всё это может понизить Д. в почве

Поиск по сайту: