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

Образование закиси азота в почве обусловлено способностью всех без исключения организмов окислять и восстанавливать атомы азота в составе разнообразных минеральных и органических соединений. Наиболее известен процесс N-оксигенирования, поскольку он приводит к образованию токсичных, мутагенных и канцерогенных продуктов. Одним из продуктов N-оксигенирования является закись азота.

 

Высшие организмы - растения и животные - также способны продуцировать закись азота, но только из ограниченного числа промежуточных продуктов N-оксигенирования, таких, как гидроксиламин, нитраты и нитриты. Известно лишь несколько примеров образования закиси азота животными и растениями - каталаза печени и некоторые пероксидазы способны продуцировать ее при редукции нитратов в нитрит.

Микроорганизмы - бактерии и микроскопические грибы, наоборот, могут окислять и восстанавливать все соединения азота, а не только гидроксиламин, нитраты и нитриты. При этом образование закиси азота характерно для исключительно широкой по своему составу группы автотрофных и гетеротрофных бактерий, а также для многих микромицетов.

При автотрофной нитрификации, осуществляемой высокоспециализированными бактериями, ионы аммония служат им в качестве энергетического субстрата. Автотрофные нитри- фикаторы проводят процесс в узких экологических границах - при нейтральной реакции среды, хорошей аэрации, отсутствии органических веществ, невысокой концентрации NH|. Таксо- номически это весьма узкая группа, состоящая всего лишь из 12 видов бактерий. Давно предполагали, что роль автотрофных нитрификаторов в образовании закиси азота в почвах ограничена. Зная особенности данной группы бактерий, трудно объяснить их участие в нитрификации в кислых почвах таежной зоны, в торфяно-болотных почвах, в красноземах тропиков и ряде других почв.

Гетеротрофная нитрификация заключается в соокисле- нии NH4+ и других соединений азота при минерализации органических веществ (аминный азот аминокислот, гидроксиламин, гидроксаматы и другие соединения).

В отличие от автотрофной, гетеротрофную нитрификацию осуществляют разнообразные микроорганизмы - прокариоты и эукариоты. Масштабы образования закиси азота в почвах при автотрофной и гетеротрофной нитрификации пока неизвестны.