<<
>>

КРУГОВОРОТ АЗОТА

  Азот — один из главных биофильных элементов. Он входит в состав основных полимеров любой живой клетки — белков-ферментов и структурных белков, нуклеиновых и аденозинфосфор- ных кислот. Его превращения в биосфере во многом определяют работу главного звена биологического цикла — образование первичной растительной продукции.

Большие запасы азота на Земле представлены его восстановленной формой — газообразным азотом воздуха N2 (79%). Кроме того азот встречается в различных восстановленных и окисленных формах (N2, NH3, N20, NO, N02“, N03“), которые входят в состав атмосферы Земли и содержатся в почве.
В почве иммобилизовано азота в гумусе и биомассе микроорганизмов в три раза больше, чем в растениях и животных вместе взятых. При этом азот в пахотной почве часто бывает в первом минимуме с точки зрения обеспечения питания растений, так как основная масса почвенного азота заключена в недоступных растениям сложных органических соединениях, которые минерализуются очень медленно. Это приводит к необходимости в условиях ведения сельского хозяйства с отчуждением урожая подкармливать растения вносимыми в почву азотными удобрениями.
Из почвы на Земле с урожаем происходит постоянный вынос азота, превышающий 100-200 млн т/год. Производство минеральных азотных удобрений, исчисляемое 70-80 млн т/год (по азоту), требует больших энергозатрат, которые в развитых странах составляют 40% и более от общего объема энергопотребления в сельском хозяйстве. В то же время коэффициент их использования растениями не превышает 30-50%. Следовательно, при широком применении минеральных азотных удобрений очень много азота не включается в урожай и его избытки вызывают загрязнение отдельных экосистем и биосферы в целом, что приводит к негативным последствиям (загрязнение избытком азота природных вод, загрязнение атмосферы окислами азота). Избыток связанного минерального азота очень вреден для биосферы. Таким образом, проблема азота превратилась в глобальную экологическую и социальную проблему. В связи с проблемой азота должны решаться важнейшие задачи жизнеобеспечения человечества: снижение энергозатрат на минеральные удобрения, охрана природной среды, разработка оптимизированных режимов для почвы с целью получения высоких урожаев без нарушения потенциального плодородия из-за потерь гумуса, создание новых способов контроля и управления биологическим азотом (азот- фиксацией). Имеются предложения по решению проблемы азот- фиксации: 1) передать гены азотфиксации растениям и прежде всего важным для сельского хозяйства злакам, 2) вызвать образование азотфиксирующих клубеньков у небобовых растений, прежде всего у пшеницы, кукурузы и др., 3) активизировать азотфикса- цию у свобод ножи вуших или ассоциативных бактерий, 4) получать азотные удобрения в заводских условиях с помощью нитрогена- зы и т.д. Несмотря на огромные усилия международного сообщества ученых на протяжении последних 40 лет ни одна из поставленных задач, к сожалению, не была выполнена. Необходимы дальнейшие исследования и новые идеи.

Рис. 78. Цикл азота


Круговорот азота в природе разбивается на несколько основных звеньев, в которых главными агентами выступают микроорганизмы (рис. 78). В этом цикле азот участвует в газообразной форме, в виде минеральных и органических соединений. При фиксации азота микроорганизмами происходит его восстановление до аммиака с последующим включением в аминокислоты; разложение органических азотсодержащих соединений (аммонификация) приводит к освобождению азота в форме аммиака, который далее окисляется последовательно до нитритов и нитратов (нитрификация). Окисленный азот вновь восстанавливается до N2 в процессе денитрификации. Аммонийные и нитратные формы соединений азота ассимилируются растениями и микроорганизмами, что приводит к временному закреплению азота в органических веществах, его иммобилизации в микробной биомассе. В процессах нитрификации и денитрификации возможны газообразные потери азота в форме его закиси — N20. 
<< | >>
Источник: А.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова. БИОЛОГИЯ ПОЧВ. 2005

Еще по теме КРУГОВОРОТ АЗОТА:

  1. КРУГОВОРОТ АЗОТА
  2. ОБНАРУЖЕНИЕ И УЧЕТ МИКРООРГАНИЗМОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В КРУГОВОРОТЕ АЗОТА
  3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В ПИТАНИИ РАСТЕНИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИМИ НИТРАТНЫХ И АММОНИЙНЫХ ФОРМ АЗОТА [22]
  4. 3. 2. Биотический круговорот
  5. Единство жизни в биосферном круговороте
  6. 3. Стабильность биосферы. Круговорот веществ и элементов
  7. КРУГОВОРОТ СЕРЫ
  8. КРУГОВОРОТ СЕРЫ
  9. КРУГОВОРОТ И БАЛАНС ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ И ГУМУСА ПОЧВЫ
  10. 3. /. Круговорот воды на планете
  11. РОЛЬ БОЛОТ В КРУГОВОРОТЕ УГЛЕРОДА
  12. КОСВЕННОЕ ВЛИЯНИЕ ЖИВОТНЫХ НА КРУГОВОРОТ ЭЛЕМЕНТОВ В НАЗЕМНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
  13. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ В БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ[2]Н. П. Косых, Н. П. Миронычева-Токарева, Е. К. Вишнякова
  14. ИММОБИЛИЗАЦИЯ АЗОТА
  15. ПРЕВРАЩЕНИЯ СОЕДИНЕНИИ УГЛЕРОДАИ КРУГОВОРОТ КИСЛОРОДА
  16. ВЫЯВЛЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В КРУГОВОРОТЕ УГЛЕРОДА
  17. Источники и накопители азота