Движение азота представляет собой достаточно сложный процесс,
так как включает в себя газообразную и минеральную фазу. В газооб-
разной форме молекулярный азот (N2) довольно инертен, его содержа-
ние в атмосфере составляет 78%. При всей огромной значимости азота
для жизнедеятельности живых организмов они не могут непосредст-
венно потреблять этот газ из атмосферы, растения усваивают ионы
аммония (NH4+) или нитрата (NO3-). Для того чтобы азот преобразо-
вался в эти формы, необходимо участие некоторых бактерий или сине-
зеленых водорослей (цианобактерий). Процесс превращения газооб-
разного азота (N2) в аммонийную форму носит название азотфиксации.
Важнейшую роль среди азотфиксирующих микроорганизмов играют
бактерии из рода Rhizobium, которые образуют симбиотические связи с
бобовыми растениями. Азотфиксирующие бактерии, создавая форму
азота, которая усваивается растениями, за счет симбиотического взаи-
модействия позволяют накапливаться азоту в наземных и подземных
частях растений. Сами азотфиксирующие микроорганизмы, среди ко-
торых есть виды, синтезирующие сложные протеины, отмирая, обога-
щают почву органическим азотом
В природе есть также микроорганизмы, которые обладают симбио-
тическими связями не только с бобовыми, но и с другими растениями. В
водной среде и на переувлажненных почвах азотфиксацию осуществля-
ют сине-зеленые водоросли (способные одновременно и к фотосинтезу).
Азот после потребления его растениями участвует в синтезе про-
теинов, которые, сосредоточиваясь в листьях растений, затем обеспе-
чивают азотное питание фитофагов. Мертвые организмы и отходы
жизнедеятельности (экскременты) являются средой обитания и служат
пищей для сапрофагов, которые постепенно разлагают органические
азотосодержащие соединения до неорганических. Конечным звеном в
этой цепи оказываются аммонифицирующие организмы, образующие
аммиак (NH3), который, может быть вовлечен в цикл нитрификации.
Nitrosomonas окисляют аммиак в нитриты, а Nitrobacter окисляют нит-
риты в нитраты и таким образом круговорот азота может быть про-
должен. Параллельно происходит постоянное возвращение азота в ат-
мосферу за счет деятельности бактерий – денитрификатов, способных
разлагать нитраты и в азот (N2). Денитрификация происходит только в
анаэробных условиях, когда бактерии используют нитрат как окисли-
тель, заменяющий кислород в реакциях окисления органических ве-
ществ. Сам нитрат при этом восстанавливается до молекулярного азо-
та. Если израсходованы нитрат-ионы, то для окислительных процессов
используется кислород сульфат-ионов:
Кроме указанных процессов азотфиксации в природной среде воз-
можно образование оксидов азота при электрических грозовых разря-
дах. Эти оксиды затем в виде селитры или азотной кислоты при сме-
шивании с атмосферными осадками попадают в почву. Имеет место и
фотохимическая фиксация азота.
В последнее время применение удобрений, увеличение объемов
производств, сопровождающихся образованием азотсодержащих отхо-
дов, и другие причины привели к тому, что в почвах, воде, и как след-
ствие – в живых организмах накапливается избыточное количество
нитратов. Легкорастворимые нитраты при выпадении большого коли-
чества осадков вымываются в глубокие горизонты и могут проникать в
грунтовые воды. Накопленные в почве нитраты интенсивно всасыва-
ются растениями, что приводит к избыточному содержанию нитратов
и в растительных тканях.
Избыток содержания нитратов в воде и пищевых продуктах вредит
здоровью людей, так как появление в организме нитрита, восстанов-
ленного из нитрата, служит причиной образования метгемоглобина, в
котором кислород прочно связан с гемоглобином, что снижает способ-
ность эритроцитов переносить кислород. Повышенное содержание
нитратов в водных объектах вызывает бурный рост фитопланктона,
приводящий к эвтрофикации водоемов.
