Цикл азота

Если бы одностороннее превращение неорганического азота в органические соединения растений продолжалось до бесконечности, его запасы в атмосфере и почве вскоре бы истощились. Однако в природе осуществляется ряд взаимосвязанных процессов, получивших название цикла азота (рис. 1.1); этот цикл описывает круговорот атома азота в биосфере через его различные неорганические и органические формы.
Азот атмосферы может фиксироваться в виде аммония, а затем поглощаться корнями и ассимилироваться внутри клеток в виде азотистых органических соединений. Кроме того, нитрифицирующие бактерии почвы с помощью процесса нитрификации могут превращать аммоний в нитраты (наиболее предпочитаемая растениями форма азота), которые поглощаются, не восстанавливаясь до аммония. Этот процесс осуществляется в растительной клетке и сопровождается ассимиляцией аммония в форме органических азотистых соединений. Наконец, несколько типов денитрифицирующих бактерий обладают способностью восстанавливать нитраты или нитриты почвы до молекулярного азота, используя эти неорганические ноны для дыхания взамен кислорода. Денитрификация приводит к безвозвратной потере из почвы полезного фиксированного азота.

В телах растений и животных, которые используют их в качестве источника питания, азот, связанный в органические соединения, находится в клетках преимущественно в восстановленной форме и вновь включается в круговорот благодаря процессу аммонификации, который осуществляется после гибели этих организмов и разложения их биомассы или азотистых продуктов их жизнедеятельности и приводит к образованию неорганического азота, вступающего в цикл в форме аммония. Аммонификация заключается в гидролизе полимерных органических азотистых соединений живых клеток до мономерных соединений азота, которые могут затем использоваться в анаэробном или аэробном дыхании микроорганизмов, приводящем к высвобождению аммония. В отсутствие внешних источников азота, например когда не вносятся азотные удобрения, состояние почвенного азота определяется процессами фиксации азота, микробного распада, нитрификации и денитрификации.