Азотофиксация
Азотофиксация (nitrogen bounding, nitriding, греч. azo(os) — безжизненный и лат. fixus — прочный, закрепленный) - связывание молекул азота воздуха азотфиксирующими бактериями с образованием соединений азота (аммиака), доступных для использования другими организмами; один из важнейших процессов в круговороте азота в природе, показатель плодородия почвы. Азотофиксация осуществляется как свободноживущими азотфиксирующими бактериями — азотобактером, цианобактериями, азоспириллами и др. (несимбиотическая азотофиксация), так и бактериями, живущими в симбиозе с высшими растениями, напр., клубеньковыми бактериями (симбиотическая азотофиксация).
Азот воздуха связывается в основном грамотрицательными микроорганизмами рода ризобиум (Rhizobium) и цианобактериями. Разнообразные виды ризобиума вступают в симбиоз примерно с 14000 видов бобовых растений (семейство Leguminosae), к которым относятся, напр., клевер, люцерна, соя и горох. Из растения эти бактерии получают для питания органические вещества, а взамен снабжают хозяина связанным азотом. Цианобактерии участвуют в фотосинтезе, который происходит с выделением кислорода; кроме того, многие из них способны фиксировать атмосферный азот, потребляемый затем растениями и в конечном итоге животными. Азотофиксация происходит с участием фермента нитрогеназы, который катализирует восстановление N2 до NH3 в присутствии АТФ и восстановителя, напр. ферредоксина.
В атмосфере над 1 га почвы содержится более 70 тыс. т свободного азота, и только в результате азотофиксации часть этого азота становится доступной для питания высших растений. За год таким способом фиксируется до 225 кг азота на гектар. Для ускорения заселения ризосферы обычно используют бактериальные удобрения, содержащие культуры азотфиксирующих микроорганизмов, напр. клубеньковых бактерий. Методами генной инженерии выведены мутанты клубеньковых бактерий с повышенной способностью к азотофиксации, проводятся работы по созданию азотфиксирующих растений, способных к симбиозу со злаковыми.
См. также Нитрификация.
Смотрите также:
