Datos ampliados:
El papel de los microorganismos en el ciclo del nitrógeno
1. Fijación del nitrógeno
El nitrógeno molecular se reduce a amoníaco o. otro nitrógeno El proceso de formación química se llama fijación de nitrógeno. La naturaleza tiene dos métodos para fijar nitrógeno. Uno es la fijación abiótica de nitrógeno, que es el nitrógeno producido por rayos, erupciones volcánicas y radiaciones ionizantes. Además, también incluye la fijación química de nitrógeno inventada por humanos que utilizan hierro como catalizador a alta temperatura (500 °C) y alta presión (30,3975 MPa). La fijación abiótica de nitrógeno forma muy pocos compuestos de nitrógeno. La segunda es la fijación biológica de nitrógeno, es decir, la fijación de nitrógeno mediante la acción de microorganismos. Más del 90% del nitrógeno molecular de la atmósfera sólo puede ser fijado en compuestos de nitrógeno por microorganismos. Los microorganismos que pueden fijar nitrógeno son todos procariotas, principalmente bacterias, actinomicetos y cianobacterias. Entre los organismos fijadores de nitrógeno, el mayor contribuyente son los hongos lepidópteros asociados con plantas leguminosas, seguidos por el género Frankella asociado con plantas no leguminosas, luego varias cianobacterias y, finalmente, algunas bacterias fijadoras de nitrógeno autótrofas. La fijación química de nitrógeno ha hecho una enorme contribución a la producción agrícola, pero su producción requiere condiciones de alta temperatura y equipos de alta presión, lo que resulta en un alto consumo de material y energía, y precios elevados y crecientes de los productos. La fijación biológica de nitrógeno tiene una importancia decisiva para el papel del nitrógeno en el ciclo natural del nitrógeno.
2. Adición de amoníaco (función)
El proceso en el que los microorganismos descomponen la materia orgánica que contiene nitrógeno para producir amoníaco se llama amonificación. Existen muchos tipos de especies orgánicas que contienen nitrógeno, principalmente proteína urea, ácido úrico y quitina.
La amonificación es muy importante en la producción agrícola. Diversos residuos animales y vegetales y fertilizantes orgánicos aplicados al suelo, incluidos abonos verdes, compost, estiércol, etc., son ricos en materia orgánica que contiene nitrógeno. Sólo mediante la acción de diversos microorganismos, especialmente mediante amoníaco, se puede absorber y absorber. utilizado por las plantas.
3. Combinación de Nitrógeno
El proceso en el que los microorganismos oxidan el amoníaco en nitrato se llama nitrificación. La nitrificación se divide en dos etapas. En la primera etapa, el amoníaco se oxida a nitrito, lo que se completa con bacterias nitrificantes, entre las que se incluyen principalmente Nitrosomonas, Nitrosomonas y otras especies. La segunda etapa es la oxidación del nitrito a nitrato, que se completa con las bacterias nitrificantes, entre las que se incluyen principalmente algunas especies de bacterias nitrificantes, la nitrocelulosa y los cocos nitrificantes. La nitrificación es una parte integral del ciclo del nitrógeno en la naturaleza, pero aporta pocos beneficios a la producción agrícola.
4. Asimilación
Las sales y nitratos de amonio son buenos nutrientes nitrogenados inorgánicos para plantas y microorganismos. Pueden ser absorbidos y utilizados por plantas y microorganismos para sintetizar aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos. , etc. Nitrógeno materia orgánica.
El quinto paso de la desnitrificación
El proceso en el que los microorganismos reducen el nitrato y liberan nitrógeno molecular y óxido nitroso se llama desnitrificación. La desnitrificación generalmente sólo se lleva a cabo en condiciones anaeróbicas.
La desnitrificación es una de las causas importantes de la pérdida de nitrógeno del suelo. En agricultura, el cultivo y el aflojamiento del suelo se utilizan a menudo para inhibir la desnitrificación. Pero desde la perspectiva de todo el ciclo del nitrógeno, la desnitrificación sigue siendo beneficiosa, de lo contrario, el ciclo natural del nitrógeno se interrumpirá y el nitrato se acumulará en el agua, lo que representa una gran amenaza para la salud humana y la supervivencia de los organismos acuáticos.