Роль почвенных микроорганизмов в круговороте биофильных элементов в природе. Часть V

Напомним, что еще недавно способность фиксировать молекулярный азот приписывалась лишь небольшому числу видов высокоспециализированных бактерий, таких, как азотобактер, клубеньковые бактерии, клостридии, некоторые бациллы. К настоящему времени азотфиксирующая активность выявлена у представителей практически всех групп бактерий - автотрофных и гетеротрофных, споровых и неспоровых, почкующихся и трихомных, мицелиальных, у эубактерий и архебактерий.

 

Поскольку наиболее обильно бактерии представлены в почвах, можно сделать принципиальный вывод, что в азотном балансе биосферы ведущая роль принадлежит микробной азотфиксации в наземных экосистемах.

Сейчас установлено, что в почвах зоны умеренного климата при азотфиксации ежегодно связывается не 3-5 кг азота на 1 га, как считалось недавно, а 30-50 кг. В тропической зоне ее продуктивность достигает 100 кг азота на 1 га.

Стали понятны источники азота, поддерживающие азотный баланс так называемых климаксных экосистем (тайга, тундра, луговая степь и пр.), биологическая продуктивность которых остается неизменной в течение длительного времени, но сопровождается постоянными потерями азота в ходе его микробиологической трансформации.

Применение новых методов привело к существенному расширению знаний по экологии азотфиксации. Одним из важнейших достижений явилось обнаружение у всех без исключения растений способности активизировать процесс азотфиксации у ассоциированных с ними (на корнях - в ризосфере и на стеблях - в филлосфере) бактерий. Оказалось, что тесное взаимодействие растений и азотфиксирующих микроорганизмов, ранее хорошо известное только для бобовых растений и клубеньковых бактерий, характерно для всех растений во всех биоклиматических зонах и обеспечивает не только их автономность в отношении азотного питания, но и является основным механизмом поддержания азотного баланса биосферы Земли.

Нитрификация и денитрификация - два других важнейших звена в круговороте азота в почвах, которые осуществляются только микроорганизмами. Общее свойство разнообразных бактерий и грибов, проводящих эти процессы, - образование в качестве одного из конечных продуктов газообразного соединения - закиси азота. Закись азота - важнейший микрогаз атмосферы Земли, ответственный за формирование «парникового эффекта» и разрушение «озонового экрана» планеты. Закись азота обладает значительно большей (примерно в 150 раз, чем диоксид углерода, и в 40 раз, чем метан) экранирующей способностью, а также превосходит их по длительности пребывания в атмосфере (около 130 лет). Ежегодное увеличение количества закиси азота составляет 0,2-0,3 %, причем в последние годы темпы процесса стали возрастать. Основной вклад в этот процесс вносят микроорганизмы, на долю которых приходится до 90 % от суммарной эмиссии закиси азота.