4. Минерализация, нитрификация процестерінің ерекшеліктеріне тоқталыңыз.

Азот нәруызды заттардың негізгі құрам бөлігі болғандықтан, тіршілік үшін аса маңызды элемент. Ауа азотын сіңіре алатын кейбір азот бактериялары болмаса, басқа тірі организмдер азотты қосылыс түрінде ғана сіңіре алады. Өсімдіктер топырақтан азотты нитрат және аммоний тұздары түрінде алады. Ол тірі жасушаның кез - келген негізгі полимерлерінің құрамына - құрылымды ақуыз, ақуызды - ферменттер, нуклеин және аденозинфосфат қышқылдарының құрамына кіреді. Оның биосферадағы айналымы биологиялық циклдың жетекші звеносының жұмысын анықтайды - бастапқы өсімдік өнімін түзеді. Сондықтанда азоттың қатысуымен топырақта көптеген маңызды процесстер жүреді.Олар:

Минералдану әдісі

Иммобильдену әдісі

Нитрификация әдісі

Денитрификация әдісі

Минералдану әдісі

Минералдану - бұл қарашіріктің минералды заттарға айналу процесі. Құрамында азоты бар органикалық қосылыстардың аммиак бөле минералдану үдерісін аммонийлану деп атайды. Бұл үдеріске ақуыз және оның туындылары - пептидтер мен аминқышқылдары, нуклеин қышқылдары, пуринді және пиримидинді негіздер, мочевина және зәр қышқылдары, азотты полисахаридтер, хитин мен қарашірінді қышқылдары ұшырайды. Ақуыздардың аммонийлануы. Ол азотты қосылыстар айналымының ең қарқынды кезеңі болып табылады. Жасушадан тыс айналымдардың соңғы өнімі - аминқышқылдары болып табылады. Үдеріске микроағзалардың, сондай-ақ өсімдіктердің протеазасы қатысады. Әрі қарай аминқышқылдары микроағзалар жасушасына түседі немесе топырақтағы химиялық реакцияларға қатысады, немесе топырақ бөлшектеріне сіңіп кетеді. Нитрификация әдісі

Аммонификация барысында пайда болатын аммиак топырақ бактерияларының әсерінен азот қышқылына дейін тотығады. Бүл құбылысты нитрификация процесі деп, оны жүзеге асыратын микроорганизмдерді — нитрификаторлар деп атайды. Аммиактың азот қышқылына айналуы екі сатыда жүреді. Бірінші сатысында азотты қышқыл пайда болады, ал екінші сатысында ол азот қышқылына дейін тотығады. Бүл процеске себепші болатын бактерияларды ең алғаш рет С. Н. Виноградский 1890 жылы анықтап берді. Олар негізінен төрт туысқа жатады: нитрозомонас, нитрозоцистис, нитрозоспира және нитробактер . Нитрозомонас туысындағы бактериялар пішіні сопақша, мөлшері 1,5 микрондай, спора түзбейтін, қозғалғыш, топырақ-та кең таралған организмдер. Нитрозоцистис туысына жататындардың пішіні шар тәрізді. Бірнеше клеткалары бір жерге шоғырланыи, сыртын шырыш қабықтары — капсуласы қаптап тұрады.

Нитрозоспира туысы — спираль тәрізді бактериялардан тұрады. Дене ұзындығы кейде 20 микронға дейін жетеді. Бұлар көбінесе өңделмеген топырақтарда кездеседі. Нитробактер туысына өте үсақ,үзындығы бір микрондай таяқша бактериялар жатады. Спора түзбейді. Олар анаэробты жағдайда жақсы өсіп дамиды. Осы бактериялардың қатысуымен нитрификация процесінің екінші сатысы, яғни азотты қышқыл азот қышқылына айналу процесі жүреді.Топырақ реакциясы (рН) 5,0—8,5 болғанда нитрификацияға өте қолайлы жағдай туады. Шымды-күлгін топырақтарда бүл көрсеткіш төмен болғандықтан нитрификациялаушы бактериялардың тіршілігі де баяу жүреді. Нитрификациялаушы бактериялар органикалық заттарды қажет етпейді. Көміртегін олар ауадағы көмір қышқыл газынан алады.Өңделген топырақтарда бактериялар әсерінен пайда болатын азот қышқылы өсімдіктерге сіңімсіз бірқатар қосылыстарды ерітіп, топырақ қүнарлылығының арта түсуіне көмектесіп отырады.

Нитрификация екі кезеңнен тұрады. Бірінші, аммиактың нитритке дейін тотығуы, оны нитрозды бактерия топтарының өкілдері: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosococcus, Nitrosolobus, Nitrosospira жүзеге асырады. Бұл бактериялардың барлығы физиология – биохимиялық қатынаста бір біріне ұқсас, бірақ морфологиялық белгілерімен клетка құрылымы бойынша ерекшеленеді. Nitrosomonas туысының өкілдері эндоспора түзбейді, клеткалары ұсақ эллипс тәрізді. Nitrosomonas сұйық дақылдарында дамуы жағдайларға байланысты бірнеше кезеңнен өтеді. Негізгі екі кезең:, бір немесе бірнеше талшықтары болатын жылжымалы және зооглейлі. Зооглей қозғалмайтын клеткалардан тұрады.

Нитрификацияның екінші кезеңі нитритті нитратқа дейін тотықтырады. Бұл процестің негізгі қоздырғыштары Nitrobacter winogradskyi, N. agilis, Nitrospina gracilis, Nitrococcus mobilis. Nitrobacter клеткалары полиморфтылығымен ерекшеленеді: дақылдар ішінде дөңгелек таяқша тәрізділер, бұршақ тәрізділер, жұмыртқа тәрізділер, және алмұрт тәрізді формалары, жылжымалы және жылжымайтын түрлері кездеседі. Бұл олардың бүршіктенетін бактерияларға сәйкес белгелі даму циклының болуымен байланысты. Қолайсыз жағдайларда Nitrobacter зооглея түзеді. Зооглеяның түзелуі Nitrosocystis туысының негізгі ерекшеліктері. Nitrospina gracilis тік, нәзік таяқша 0,3-0,4х2,7-6,5 мкм, кейде сфералық қозғалмайтын түрлеріде кездеседі. Nitrococcus mobilis дөңгелек 1,5 мкм, бір- екі талшықты клеткалар