Незважаючи на найбільшу складність, цей кругообіг здійснюється швидко і безперешкодно. Повітря, що містить 78% азоту, одночасно служить і величезним вмістилищем і запобіжним клапаном системи. Він безперервно і в різних формах живить круговорот азоту.
Цикл азоту полягає в наступному. Його головна роль полягає в тому, що він входить до складу життєво важливих структур організму - амінокислот білка, а також нуклеїнових кислот. У живих організмах міститься приблизно 3% всього активного фонду азоту. Рослини споживають приблизно 1% азоту; час його кругообігу становить 100 років.
Від рослин-продуцентів азотовмісні сполуки переходять до консументам, від яких після відщеплення амінів від органічних сполук азот виділяється у вигляді аміаку або сечовини, а сечовина потім також перетворюється на аміак (внаслідок гідролізу).
Рис. 4.1. Трансформація і використання СО2 в природі
Надалі в процесах окислення азоту аміаку (нітрифікації) утворюються нітрати, здатні асимілюватися корінням рослин. Частина нітритів і нітратів в процесі денітрифікації відновлюється до молекулярного азоту, що надходить в атмосферу. Всі ці хімічні перетворення можливі в результаті життєдіяльності грунтових мікроорганізмів. Ці дивовижні бактерії - фіксатори азоту - здатні використовувати енергію свого дихання для прямого засвоєння атмосферного азоту і синтезування протеидов. Таким шляхом в грунт щорічно вноситься близько 25 кг азоту на 1 га.
Але найефективніші бактерії живуть у симбіозі з бобовими рослинами в клубеньках, що розвиваються на коренях рослин. У присутності молібдену, який служить каталізатором, і особливої ??форми гемоглобіну (унікальний випадок у рослин) ці бактерії (Rhizobium) асимілюють величезні кількості азоту. Утворений (зв'язаний) азот постійно дифундує в ризосфері (частина грунту), коли бульби розпадаються. Але ще азот надходить у наземну частину рослин. Завдяки цьому бобові виключно багаті протеїнами і дуже поживні для травоїдних. Річний запас, таким чином накопичується в культурах конюшини та люцерни, становить 150-140 кг / га.
Крім бобових такі бактерії живуть на листі рослин (у тропіках) з родини Rublaceae, а також актиноміцети - на коренях вільхи, що фіксують азот. У водному середовищі - це сині водорості.
Отже, азот з різноманітних джерел надходить до коренів у вигляді нітратів, абсорбується корінням і трансформується в листя для синтезу протеїнів. Протеїни служать основою азотного харчування тварин, а також їжею деяких бактерій (паразитів). Організми, розкладають органічну речовину після смерті, переводять азот з органічних сполук в мінеральні. Кожна група біоредуцентов спеціалізується на якомусь одній ланці цього процесу. Ланцюг закінчується діяльністю амінообразующіх організмів, що утворюють аміак (NН3), який далі входить в цикл нітрифікації: Nitrosomonas окисляє його до нітритів, а Nitrobarter окисляє нітрити в нітрати.
З іншого боку, бактерії-денітріфікатори розкладають нітрати, звільняють N2, який випаровується в атмосферу. Але цей процес не дуже небезпечний, так як розкладає приблизно 20% загального азоту, і то лише на грунтах, дуже удобрених гноєм (приблизно 50-60 кг азоту 1 га).
Кругообіг азоту в даний час піддається сильному впливу з боку людини. З одного бок...
