Азотфиксация

АЗОТФИКСАЦИЯ – это усвоение молекулярного азота атмосферы азотфиксирующими бактериями, связывание его с другими элементами и перевод в органические соединения, в частности, белки.

В результате азотфиксации из азота атмосферы, недоступного растениям и животным, микроорганизмами синтезируется аммиак, из которого строятся клеточные белки микробов и растений.

Фиксация молекулярного азота идёт ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ ПУТЁМ, в результате которого образуется АММИАК:

2H 2H

N₂ → N₂H₂ → NH₂- NH₂ → 2NH₃

диамин гидразин

У азотфиксирующих бактерий в клетке имеется сложный ферментный комплекс, который осуществляет фиксацию азота – НИТРОГЕНАЗА, состоящую из двух высокомолекулярных компонентов, содержащих в своём составе МОЛИБДЕН и ЖЕЛЕЗО. Транспорт электронов к нитрогеназе при фиксации азота осуществляют белки ФЕРРЕДОКСИН и АЗОТОФЛАВИН.

К азотфиксирующим бактериям, обитающих в водоёмах, относят:

Бактерии рода Azotobacter (Az. chroococcum; менее активны - Az. agile, Az. vinelandii) в молодой культуре – крупные подвижные палочки с капсулой. По мере старения подвижность утрачивается, клетки становятся шаровидными, уплотняется слизистая капсула, цитоплазма становится грубозернистой и образуется покоящаяся форма – ЦИСТА. Азотобактер – аэроб, гетеротроф.

2. Бактерии Clostridium pasteurianum – грамположительные крупные подвижные споровые палочки (cпора в центре клетки - форма веретена). Зрелая спора окружена студенистой капсулой в виде треугольника с несколько закругленными концами. Азотфиксирующие клостридии встречаются повсеместно в грунтах пресных водоёмов, в мелких и прибрежных водах. Бактерии анаэробы, гетеротрофы.

Так как при питании атмосферным азотом клостридии нуждаются в кислороде, и в тоже время он на них оказывает ядовитое действие, клостридии развиваются в сожительстве с другими сапрофитными бактериями. Сапрофиты, поглощая кислород из среды, создают условия для прорастания спор Clostridium pasteurianum. Когда же споры прорастают, клостридии начинают ассимилировать молекулярный азот (и частично обогащать им среду) и условия для развития сопутствующих бактерий улучшаются.

Азотфиксацию наблюдают как в пресных, так и в морских экосистемах. Азотобактер, как правило, обнаруживается в бактериопланктоне зарослей водных растений, в зонах растительных удобрений, на поверхности водорослей, мелководье или придонных слоях воды, содержащих большие количества ила. Очень часто Az. аgile обнаруживается в загрязненных водоёмах - в городских сточных водах.

В практике прудовых рыбоводных хозяйств используют препарат АЗОТОБАКТЕРИН, приготовленный из клеток азотобактера: при внесении в пруд азотобактер активно размножается на продуктах растительной массы, тем самым возрастает количество связанного азота.

Превращение микроорганизмами серосодержащих соединений

Сера – важная составляющая живой клетки, входящая в состав аминокислот цистина, цистеина, метионина, витаминов В₁ (тиамин), В₇ (биотин) и других биологических активных соединений.

В почве сера встречается в форме сульфатов кальция (CaS0₄*2Н₂О), натрия (Na₂S0₄), калия (K₂SО₄), аммония ((NH₄)₂SО₄), сульфидов железа (FeS₃), натрия (Na₂S), цинка (ZnS) и органических соединений.

Органические и неорганические формы серы под влиянием микроорганизмов подвергаются в водоемах различным превращениям.