Круговорот азота

Процесс биологической фиксации азота известен далеко не во всех деталях. Хотелось бы знать, каким образом активирующий фермент, используемый азотофиксирующими бактериями. Может при обычной температуре и нормальном давлении выполнять то, что происходит в химическом реакторе при сотнях градусов и атмосфер. Во всем мире наберется не более нескольких килограммов этого удивительного фермента.

Азотфиксирующие организмы делятся на две большие группы: живущие самостоятельно и живущие в симбиозе с высшими растениями. Граница между этими группами не так резка, как думали раньше. Ведь степень взаимозависимости растений и микроорганизмов может быть различной. Симбиотические микроорганизмы непосредственно зависят от растения как источника энергии, а возможно и некоторых питательных веществ. Свободноживущие азотфиксаторы получают энергию от растения косвенным путем, а некоторые из них используют непосредственно световую энергию.

Видимо, главными поставщиками фиксированного азота на почвах, занятых злаками, и в других экосистемах, где нет растений с азотфиксирующими симбионтами, служат различные бактерии. В подходящих условиях сине-зеленые водоросли могут быть важным источником фиксированного азота. Их вклад в фиксацию азота особенно заметем на рисовых полях и в других местах, где условия благоприятствуют их развитию.

Но для Земли в целом естественным важнейшим источником фиксированного азота служат, видимо. Бобовые растения. Они важнее других азотфиксирующих растений с хозяйственной точки зрения и потому лучше изучены.

Говоря о мировой продовольственной проблеме, обычно подчеркивают необходимость расширения посевов бобовых культур. Ведь они не только обогащают почву азотом, но и сами по себе являются ценным пищевым продуктом, содержащим все необходимые аминокислоты. Однако широкое выращивание бобовых на больших площадях наталкивается на некоторые препятствие. Главное из них - традиция и вкусы. Во многих странах. Где бобовые никогда не употреблялись в пищу, введение из в качестве основной пищевой культуры, естественно, сопряжено с большими трудностями.

Рассмотрев основные реакции круговорота азота, мы можем теперь взглянуть на весь этот процесс в целом и попытаться понять его связи с другими процессами в природе. Морская вода имеет слегка щелочную реакцию, она может медленно отдавать в воздух аммиак, но количественно оценить этот приток аммиака почти невозможно, Суша служит в основном окислов азота. С дождями вносится в год около 25 млн. т фиксированного азота. Считается, что 70% этого количества фиксировано и циркулирует в биосфере уже довольно давно и лишь 305 фиксировано недавно под действием разрядов атмосферного электричества и в результате других атмосферных явлений.

В систему постоянно поступает новый азот в результате выветривания изверженных пород земной коры. Потеря азота уравновешивается поступлением в атмосферу так называемого «ювенильного азота» из вулканов. Этим путем в круговорот ежегодно возвращается 2…3 млн. т фиксированного азота.

Если в конце XIX века ученые опасались, как бы бактерии-денитрификаторы не обеднили почву, то сегодня, напротив, озабочены отставанием денитрификации от фиксации азота. Ведь большое количество фиксированного азота вносится в биосферу как следствие его промышленной фиксации и усиленного выращивания бобовых. Возникла необходимость больше узнать о денитрификации – узнать точно, где и в каких условиях она происходит.

Интересное по теме

Оценка эффективности благоустройства г. Тюмени
В современном городе складывается специфическая и во многом неблагопри­ятная для жизнедеятельности человека экологическая обстановка. Ее отличительными особенностями являются повышенное содержание атмо­сферных загрязнений, более ре ...

Глобальные экологические проблемы
Всякий раз, выбирая тему исследования – одну из нескольких предложенных, – задаёшься вопросом: «А почему именно ее?..» Глобальные экологические проблемы… Вспоминаются пресные безжизненные призывы откуда-то из начальных классов: не ло ...