Биогеохимия азота

Азот — незаменимый биогенный алемент, поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфе-ра — неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно исполь-зовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений.

Азот - один из главных биогенных элементов. Основным резервуаром газообразного азота служит атмосфера - 78% объема воздуха. Круговорот азота несколько сложнее круговорота углерода и кислорода, так как включает газовую и твердую фазу, связан с рядом особенностей.

Во - первых, большинство растений не могут усваивать его непосредственно из воздуха, усваивать азот из воздуха могут только отдельные виды так называемых азотфиксирующих организмов - некоторые сине - зеленые водоросли и симбиотические бактерии бобовых растений.

Во - вторых, являясь химически весьма инертным, азот не принимает непосредственного участия, как углерод, в освобождении энергии при дыхании, он только входит в состав белков и нуклеиновых кислот

Для усвоения азот должен входить в состав ионов аммония (NH4+) или нитрата (NO3-). Некоторые азотофиксирующие бактерии, живущие в клубнях бобовых растений, клевера, сине-зеленых водорослей и др., могут превращать атмосферный азот в аммонийный (пример мутуализма: растения дают пищу бактериям, а последние обеспечивают растения азотом). По пищевым цепям органический азот передается от бобовых растений другим организмам экосистемы. Когда в процессе клеточного дыхания белки и другие азотосодержащие органические соединения расщепляются, азот выделяется в окружающую среду главным образом в аммонийной форме. Некоторые бактерии могут переводить аммонийный азот в нитратный (процесс нитрофикации). В результате азот совершает круговорот как минеральный биоген. Однако такая минерализация обратима, поскольку другие почвенные бактерии могут превращать ионы NH4+ и NO3—в N2. Часть N2 окисляется во время грозовых разрядов (N2+O2=2NO; 2NO+O2=2NO2) и поступает в почву вместе с дождевой водой. Но по этому механизму азота фиксируется в 10 раз меньше, чем с помощью бактерий.

Следовательно, все естественные экосистемы зависят от азотофиксирующих организмов. Это семейство включает огромное количество растений - от клевера до тропических деревьев и пустынных кустарников. Для каждой крупной наземной экосистемы есть характерные для нее виды клубеньковых. В водных экосистемах круговорот азота выглядит подобным образом. Для водных систем в роли азотофиксирующих растений выступают сине-зеленые водоросли.