Баланс азота в биосфере

(по Delviche C. C., 1970; Дельвич К., 1972; Skinner K. J., 1976).

Источник поступления и потерь азота	Количество, 10⁹ кг/год
Общее поступление	144…287 (215,5)
Биологическая фиксация:
клубеньковыми микроорганизмами	14-35
свободноживущими микроорганизмами	30-104
водными (морскими) микроорганизмами	10-36
Образование за счёт электрических разрядов в атмосфере	8-10
Промышленный синтез	30-50
Образование при сжигании ископаемого топлива
Ювенильные поступления
Речной сток
Общие потери	113,2
Денитрификация наземная (почвенная)
Денитрификация морская
Речной сток (включая вынос минеральных удобрений)
Отложение	0,2
Разница между поступлением и потерями	102,3

Рис. Круговорот азота (по Орлову, 1985, Роуэлу, 1998)

Биологический круговорот азота (по С. М. Брейю, 1986).

Цикл азота в почве: (1) аммонификация, (2) нитрификация, (3) иммобилизация, (4) фиксация, (5) денитрификация, (6) выщелачивание.

(1)

Цикл азота. Основой цикла азота является минерализация азота, входящего в состав органических молекул, и иммобилизация неорганического азота посредством преобразования в органические соединения (см.: уравнение).

Цикл азота в почве: (1) аммонификация, (2) нитрификация, (3) иммобилизация,

(4) фиксация, (5) денитрификация, (6) выщелачивание.

Азот как макроэлемент имеет решающее влияние на рост микроорганизмов, растений, и, таким образом, на животных.

Азот, который высвобождается при разложении гуминовых веществ, вызывает более интенсивный рост микробов и стимулирует жизнь растений через разлагаемый микробный материал. При равновесии количество выделившегося азота, конечно, то же самое как из пула растительных остатков. В дополнение к форме, в которой может находиться азот, наиболее важен количественный аспект. Во-первых, аммоний и нитрат-ионы, образованные микроорганизмами, имеют некоторый интерес. Во вторых, присутствуют органические соединения азота типа аминов, аминокислот, пептидов, или азотных гетероциклов. Согласно типу азотного включения в ГВ большее или меньшее число этих соединений будет обнаружено. Способ связи азота определяет его высвобождение в течение разложения ГВ. Были показаны различные механизмы участия в процессе объединения, типа ионообменных комплексов для начальной фиксации аминокислот и гетероциклов [Müller-Wegener U., 1987] и ковалентной связи [Stevenson F. J., 1986] аминного азота.

Из всех природных образований только ГВ биокосных тел, по-видимому, способны концентрировать в своем составе азот и постепенно освобождать его в виде разнообразных химических соединений. С. А. Алиевым экспериментально показано, что ГВ абиогенно связывают молекулярный азот. Эти соединения — не только источник элементов питания растений и физиологически активных веществ, но и регулятор важнейших физико-химических и биологических свойств почвы, обусловливающих благоприятные водно-воздушный и питательный режимы растений.

Содержание азота в ГВ — от 3 до 6 %. Гуминовые вещества содержат азота 1-5 масс. % на сухое беззольное вещество.

Трансформация соединений азота в биогеоценозе:

- сфера влияния комплекса почвенных организмов-редуцентов;

* - при низких значениях pH и повышенном содержании органического вещества; ** - при пониженной аэрации.

Биологический круговорот азота.

1 - потребление фитофагами; 2 - консортивное взаимообеспечение органо-минеральными нутриентами; 3 - потребление сапротрофами; 4 - поступление отмерших остатков и экскретов; 5 - поглощение органических соединений растениями; 6 - биохимическая деструкция (деполимеризация органических макромолекул); 7 - гумификация (a - путь биохимической полимеризации; b - путь постепенной трансформации растительного материала; c - путь клеточного автолиза; d - путь микробиологического синтеза); 8 - измельчение отмерших остатков почвенной биотой; 9 - утилизация органического вещества почвы почвенной биотой; 10 - потребление наземными хищниками; 11 - ассимиляция; 12 - продукты минерализации; 13 - продукты метаболизма; 14 - ассимиляция минеральных форм азота почвенной биотой; 15 - окисление азота за счёт атмосферных явлений; 16 - азотфиксация свободноживущими микроорганизмами; 17 - денитрификация; 18 - азотфиксация эндофитосимбионтами.