Высвобождающийся аммиак, во-первых, образует с различными кислотами аммонийные соли. Они являются источником азотного питания растений. Кроме этого, аммиак окисляется нитрифицирующими бактериями до нитратов. Нитрифицирующие бактерии относятся к хемолитотрофным микроорганизмам. Все нитрифицирующие бактерии выделены в семейство Nitrobacteriaceaeи разделены на две группы, в зависимости от того, какую фазу процесса они осуществляют. Первую фазу - окисление солей аммония до солей азотистой кислоты (нитритов) осуществляют так называемые аммонийокисляющие бактерии - представители родов Nitrosomonas, Nitrosococcusи Nitrosolobus и др. Вторую фазу нитрификации – окисление нитритов до нитратов – осуществляют нитритокисляющие бактерии. Они относятся к родам Nitrobacter, Nitrococcus и др. Все нитрифицирующие бактерии грамотрицательны. Все они облигатные аэробы и автотрофы.
Нитраты также используются растениями в качестве источников азотного питания. Кроме этого, нитраты восстанавливаются денитрифицирующими бактериями до молекулярного азота в процессе денитрификации. Молекулярный азот является основным, но не единственным газообразным продуктом, образующимся при денитрификации. Поэтому денитрификация может быть определена как процесс восстановления нитратов до газообразных продуктов. В том случае, когда в процессе денитрификации образуется молекулярный азот, цикл круговорота азота замыкается. Денитрифицирующие бактерии относятся к группе бактерий осуществляющих анаэробное дыхание. Такие бактерии приспособились использовать в качестве конечного акцептора электронов в дыхательной цепи вместо кислорода другие соединения. Денитрифицирующие бактерии, в частности, используют в качестве конечных акцепторов электронов нитраты и осуществляют так называемое нитратное дыхание. В наибольшей степени способность к денитрификации распространена у бактерий из родов Bacillus и Pseudomonas. Эти бактерии являются факультативными анаэробами. В присутствии молекулярного кислорода они осуществляют аэробное дыхание, используя в качестве конечного акцептора электронов кислород воздуха, а в анаэробных условиях переключаются на анаэробное нитратное дыхание и осуществляют процесс денитрификации.
Главными источниками азотного питания зеленых растений служат аммонийные соли и нитраты, накопление которых связано с деятельностью почвенных и водных микроорганизмов – аммонификаторов и нитрификаторов. Растения используют аммонийные и нитратные ионы для синтеза аминокислот, белков и других азотсодержащих органических веществ, которые, в свою очередь, служат источником азотного питания животных и человека, а также гетеротрофных микроорганизмов. Надо отметить, что многие микроорганизмы также способны использовать в качестве источников азотного питания аммонийные и нитратные соли. Таким образом, микроорганизмы играют ключевую роль на всех этапах биологического круговорота азота.
Участие микроорганизмов в круговороте серы. В природе постоянно происходят многообразные превращения серы, в которых микроорганизмы также играют основную роль. Цикл превращений серы во многом напоминает круговорот азота. Микроорганизмы играют ключевую роль в осуществлении следующих важнейших этапов в превращении серы: минерализации органической серы, окислении минеральной серы и восстановлении минеральной серы (Рис. 6). Кроме того, они также участвуют в этапе ассимиляции сульфатов.
Для растений сера доступна в основном в форме растворимых сульфатов. Сульфаты используются в качестве источников серы для конструктивного метаболизма почти всеми растениями и многими микроорганизмами. Ассимиляция сульфата напоминает ассимиляцию нитрата. Сульфат, подобно нитрату, должен быть восстановлен, чтобы сера могла включиться в органические соединения, так как в живых организмах сера встречается почти исключительно в восстановленной форме в виде сульфгидрильных (-SH) и дисульфидных (-S-S-) групп. Этот процесс называется также ассимиляционная сульфатредукция. Животные строят свои белки, используя серу естественных продуктов питания, то есть в первую очередь ту серу, которая содержится в растениях или в животных.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.