Круговорот азота. Фиксация азота воздуха. Круговорот фосфора.

Азот (N) является структурной составляющей аминокислот и протеинов, рибонуклеиновой к-ягы (РНК), хранителя наследственности — дезоксирибонуклеиновой к-ты (ДНК) и многочисленных орг.-хим. циклических соединений. Как правило, живые существа могут воспринимать азот только в виде соединений, чаще всего в виде нитрата (NO~), В цикл попадают атмосферный азот и нитраты, сохранившиеся до сих пор в литосфере. В экосистемы он попадает такими путами:

фвтохим. превращение азота воздуха в NH, и NO, под действием высокоэнергет. высотного излучения поставляет в среднем 35 мг/м2в год (Хатчинсон, 1944): фиксация азота синезеленьши водорослями н бактериями приност 140мг/м2вгод.

Оба процесса обогащают азотный цикл на 6,7% ежегодно, поэтому возврат соединений азота в цикл из отходов экологически важен. Фиксация азота микроорганизмами разнообразна. В морях это совершают свободно живущие многочисленные бактерии (Azo- bakter, Clostridium, Desulfovibrio) и сииезеле- ные водоросли (Nostacaceae, Anabaena, Tricho- desium). На суше существенное значение имеют симбиотные бактерии, напр. клубеньковые бактерии, и пионерные растения типа бобовых и ольхи, способствующие заселению бедных азотом почв ( 50).

Фиксация азота воздуха.

Поскольку недостаток азота замедляет рост растений и к тому же вместе с урожаем азот извлекается с возделываемых площадей, необходимо компенсировать его недостаток путем внесения азотсодержащих удобрений. При техн. фиксации азота атмосферы для изготовления искусств, удобрений и при сжигании топлива

человек вносит в экосистемы нитраты и оксиды азота, тем самым нарушая природное равновесие в системе Переход разово добавленного в систему азота в полезные соединения обеспечивается микроорганизмами, которые не могут использовать свет в качестве источника энергии. Необходимую для синтеза энергию они добывают из энергии хим. связей орг. (орга- нотрофных) или неорг. (литотрофных) молекул (хемосинтез), В богатой кислородом окружающей среде такие орг. молекулы, как аминокислоты, аммиак (NH3) и нитрит (NO"), окисляются. Аммонификация, напр. псевдомонас (Pseudo- monas):

Нитрификация, напр. нитросомас (Nitro- somas):

Напр. нитробактер |Nilrobacter)'.

В анаэробных условиях, напр. в сгоячей воде и эвтрофных водах, бактерии используют ионы N03" в качестве источника кислорода и как акцептор Н*. Восстановление нитрата идет через нитрит до иона аммония (NH+) (нитратаммонификация), N20 и элементарного азота (денитрификация). В виде N20 и N2 азот для живых существ потерян. Аммонификация нитратов, напр. псевдомонас (Pseudomonas):

 Денитрификация, вапр. нитрококков (Nitro- coccus):

Круговорот фосфора.

Фосфор — основной элемент экосистемы, ограничивающий рост. В минеральный цикл фосфор попадает в виде фосфат-иона (POJ"). Фосфаты вымываются при выветривании из материнской породы или добываются при горных разработках и используются растениями. Многочисленные виды фосфатов плохо растворимы в воде и выпадают из цикла вследствие осаждения. В этом простом по сравнению с азотом цикле газовая фаза отсутствует. Круговорот Р в живет организмах (эндогенный цикл) может происходить весьма быстро. Фитопланктон усваивает фосфаты за 5 мин. Выделение фосфора происходит в среднем через 3 суток непосредственно в воду или в зоопланктон, который выделяет столько фосфатов, сколько и содержится в нем (А.Р. Померой). Часть фосфатов остается в растениях в течение 15—20 суток, что объясняется их оборотом so внутренних циклах (Ц.Р. Балль, Ф.Ф. Хупер). Более половины Р в организмах содержится в фосфатах, а остаток — в неорг. молекулах или связан в орг. соединениях. Фосфат играет особую роль в энергообменных процессах организмов, поскольку благодаря переносу фосфат-иона к молекуле ДДФ появляется высокоэнергет'. и легко транспортируемая молекула АТФ ( 41). Большое кол-во фосфора в организме содержится прежде всего в нуклеиновых к-тах РНК и ДНК и в мембранах в виде фосфоли- пидов.

Круговороты азота и фосфора

Круговороты азота и фосфора

Поделиться:
Добавить комментарий