Что (кто) такое Азотфиксирующие микроорганизмы - определение

азотфиксаторы, микроорганизмы, усваивающие молекулярный азот воздуха. К А. м. относятся бактерии из рода Rhisobium (см. Клубеньковые бактерии), живущие в симбиозе с бобовыми растениями (горох, лупин, клевер, люцерна и др.). На 1 га почвы, занятой бобовыми растениями, на корнях которых образуются клубеньки, связывается 100 - 250 кг и более атмосферного азота в год. А. м. являются также некоторые Актиномицеты и др. микроорганизмы, образующие клубеньки на корнях небобовых растений (например, ольхи, лоха и др.). Азотфиксирующие бактерии образуют узелки в тканях листьев ряда тропических растений, которые без таких узелков нормально развиваться не могут. Активные азотфиксаторы - свободно живущие микроорганизмы, обитающие в почве и водоёмах. Это - анаэробная спороносная бактерия клостридиум, открыта С. Н. Виноградским (См. Виноградский); аэробный микроорганизм - Азотобактер, занимающий по азотфиксирующей активности первое место (до 25 г азота на 1 кг использованного сахара), однако распространённый в почве менее, чем клостридиум; к А. м. относятся и т. н. олигонитрофилы (бактерии, хорошо растущие на безазотистых питательных средах) и некоторые виды Pseudomonas. Способность усваивать атмосферный азот установлена у микобактерий и у ряда ацетоноэтиловых бактерий (Bacillus polymyxa, Вас. macerans). Активными азотфиксаторами являются и многие виды сине-зелёных водорослей (Nostoc, Апаbaena и др.), некоторые пурпурные серобактерии и зелёные бактерии. Участвуют в фиксации атмосферного азота некоторые виды грибов, дрожжей и спирохет. А. м. имеют очень важное значение в круговороте азота в природе и, в частности, в снабжении доступными формами азота растений, которые не способны усваивать его из воздуха, а получают азот после минерализации белка А. м. См. Азотфиксация.

Н. А. Красильников.

Азотфиксирующие микроорганизмы: 1 - Azotobacter vinelandii; 2 - Clostridium pasterianum; 3 - Rhizobium meliloti; 4 - клубеньковые бактерии в клетках корня ольхи.

процесс связывания молекулярного азота (N₂) атмосферы и перевода его в азотистые соединения. А. осуществляется азотфиксирующими микроорганизмами (См. Клубеньковые бактерии), в том числе клубеньковыми бактериями (См. Клубеньковые бактерии), и др. микроорганизмами (бактерии, актиномицеты, дрожжи, грибы и сине-зелёные водоросли), обитающими в почвах, пресных водоёмах, морях и океанах. А. - важнейший биологический процесс, играющий большую роль в круговороте Азота в природе и обогащающий почву и водоёмы связанным азотом. В атмосфере содержится над 1 га почвы более 70 000 т свободного азота, и только в результате А. часть этого азота становится доступной для использования высшими растениями. Свободноживущие азотфиксирующие бактерии связывают несколько десятков килограммов азота на 1 га в год. Сине-зелёные водоросли на рисовых полях фиксируют до 200 кг/га азота в год. Общая прибыль азота (в надземных органах и пожнивных остатках) при культивировании бобовых растений составляет от 57,5 до 335 кг/га в год. Количество азота, внесённого в почву бобовыми растениями за счёт деятельности клубеньковых бактерий, достигает 100 - 250 кг/га за сезон. Естественно, этот процесс имеет большое значение для улучшения почв и повышения урожайности с.-х. культур. С этой целью перед посевом семена бобовых смешивают с препаратами клубеньковых бактерий, делают бобовые предшественниками злаков в севообороте, сеют кукурузу с клевером, вику с овсом и пр. Исследование механизма А. очень важно. Ещё в 1894 С. Н. Виноградский предположил, что в результате А. образуется аммиак. Современными методами исследования, в том числе с применением тяжёлого изотопа азота (N¹⁵), это предположение подтверждено. А. Н. Бах полагал (1934), что А. - результат сопряжённого действия окислительно-восстановительных ферментов. Установлено, что восстановление молекулярного азота (N₂) до аммиака (NH₃) происходит при участии ферментной системы, содержащей железо, молибден, магний и функционирующей как переносчик электронов к N₂. Азотфиксирующие ферментные системы катализируют восстановление N₂ в присутствии источника энергии - аденозинтрифосфата (АТФ) и восстановителя, например молекулярного водорода (H₂) или гидросульфита (Na₂S₂O₄). Т. о., собственно А., осуществляемая при помощи ферментов, не нуждается в кислороде и является восстановительным процессом.

Лит.: Кретович В. Л., Любимов В. И., Биохимия фиксации азота, "Природа", 1964, № 12, с. 14-21; Мишустин Е. Н., Шильников а В. К., Биологическая фиксация атмосферного азота, М., 1968.

В. Л. Кретович, В. И. Любимов.