Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Виноградский. МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ

НИТРИФИКАЦИЯ

 

С.Н. Виноградский

С.Н. Виноградский

 

Смотрите также:

 

Биография Виноградского

 

Микробиология

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

 

растения

 

Геоботаника

 

 Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Нитрификация в природе

 

Если мы перейдем от рассмотрения лабораторных опытов к мощным процессам, идущим в пахотных землях, селитряницах и биологических фильтрах, мы столкнемся с большими различиями в их развитии. Попытаемся проанализировать эти расхождения с точки зрения совместного действия двух вышеописанных групп микроорганизмов.

 

Практики, осуществлявшие производство селитры в селитряницах, как и агрохимики, не имели ни малейшего представления о наличии двух фаз нитрификации. Единственным нормальным ее продуктом считался нитрат. Нитрит, обнаруживаемый время от времени, рассматривался как продукт неполного окисления. Эта точка зрения укоренилась столь глубоко, что бороться с ней было нелегко.

 

То же самое можно сказать о нитрификации в целом, рассматривавшейся как процесс прямого окисления органического азота в азот нитратный.

 

Короче говоря, между лабораторными опытами и естественными процессами существует кажущееся различие в условиях, ускоряющих или замедляющих процесс, и в его конечных продуктах. Наиболее поразительным для агрохимиков моментом является специфическое действие органических веществ и аммиака, обнаруженное в лаборатории. Мы уже видели, в какой степени наличие этих двух факторов тормозит развитие процессаг и тем не менее оба названных вещества, всегда присутствующие в почве, изобилующие в биологических фильтрах, ни в коей степени не препятствуют течению естественных процессов, идущих за счет этих же веществ.

 

Нашими опытами по изучению физиологических особенностей возбудителей нитрификации было установлено, что нитрификация органического азота является сложным процессом, вызываемым деятельностью нескольких групп микроорганизмов.

 

Омелянский на простом и наглядном опыте показал взаимоотношение этих групп. Он изучал деятельность одной бактериальной ассоциации, состоявшей из трех видов: Bacillus ramosus — аммонификатора, широко распространенного в почве, и двух нитрифицирующих организмов. Смесью этих трех видов он засеял 20- и 50%-ные растворы мясного бульона, в которые был добавлен сернокислый кальций, причем получил следующие результаты: 1-я ассоцл- а ц и я : В. ramosus, нитритный микроб, нитратный микроб; через 3 дня оыла отмечена сильная аммиачная реакция; через 7 дней — нитритная реакция в 20%-ном растворе бульона; через 20 дней — в 50 %-ном растворе оульона; через месяц нитрит исчез, окислившись в нитрат; 2-я а с с о ц и- а Ц и я; В. ramosus и нитритный микроб; в растворах прошли аммонификация и окисление аммиака в нитриты; нитраты отсутствовали: 3-я ассоциация: В. ramosus и нитратный микроб; в растворах наблюдалось только освобождение аммиака; и, наконец, 4-я ассоциация: нитратный и нитритный возбудители; в течение 10 месяцев в растворах оульона, засеянных ими, не обнаружено ни малеиших следов аммиака, нитритов или нитратов. Культура оставалась стерильной неопределенно Долгое время.

 

Эти опыты прекрасно иллюстрируют всю сложность процесса в целом п деятельность отдельных видов, участвующих в нем. Ход его и последовательность чередования трех фаз — аммиачной, нитритной и нитратной— определяются их физиологическими особенностями. На эту последовательность влияют, с одной стороны, нетерпимость нитритного микроба к органическим веществам, с другой,— нетерпимость нитратного микроба ь аммиаку. Пока «хорошие питательные вещества» не будут превращены в «плохие» или не уменьшатся до очень слабых концентраций, переносимых питритным микробом, он не проявляет никакого действия, несмотря на достаточные количества аммиака и кислорода. Когда же названный микроб становится активным, то другой оказывается вынужденным ожидать полного исчезновения аммиака, прежде чем приступить к окислению нитритов.

 

Все значение этого регулирующего механизма легко понять, если учесть, что в почве находятся многочисленные денитрифицирую- щ и е микроорганизмы. Мы знаем, что в присутствии органических веществ они быстро разрушают нитраты с выделением свободного азота. Очевидно, что если бы нитрификация развивалась еще до разложения названных веществ, то образующиеся нитраты подвергались бы полному разрушению. Если же мы наблюдаем их присутствие и даже накопление в почвах и в навозе, то этим мы обязаны лишь инактивации нитрификаторов в присутствии органического вещества.

 

Посмотрим теперь, какова причина якобы прямого образования нитратов в почве, не предшествуемого нитритной фазой. Она не определяется физическими или химическими свойствами почвы. В этом нетрудно убедиться, ибо стерилизованная и зараженная нитритным микробом почва образует лишь нитриты, не подвергающиеся изменениям. Для их окисления необходимо повторное заражение нитратным микробом.

 

Уорингтон полагал, что прямое образование нитратов в почве объясняется абсорбцией аммиака почвенными частицами, что делает его в некотором роде безвредным для нитратного организма. Объяснение это нельзя признать удовлетворительным, так как то же явление непосредственного образования нитратов наблюдалось и в биологических фильтрах и в лабораторных условиях в жидких культурах.

 

Напомним, что в наших опытах угнетающее действие аммиака проявлялось, главным образом, по отношению к размножению микроба, в то время как окислительная деятельность уже образовавшихся клеток понижалась в значительно меньшей мере. Отсюда следует, что отрицательное влияние аммиака падает по мере увеличения количества особей специфического микроба в толще нитрифицирующей среды.

 

Буланже и Массоль пытались выяснить этот вопрос, применяя жидкие среды с нитритом в присутствии шлака. После завершения* обеих фаз использованная жидкость удалялась и заменялась свежей. Нитрификация возобновлялась с той лишь разницей, что нитритная фаза была уже едва заметной, нитратная же оставалась вполне развитой. Только повышая концентрации аммиака до 0,137 и 0,18%, удавалось активизировать образование нитритов, задерживая их окисление в нитраты.

 

Описанный результат в полной мере согласуется с наблюдениями," проделанными на биологических фильтрах, в которых при начале их эксплуатации образуются лишь нитриты и только со временем процесс приобретает характер совместного действия.

 

Что же касается хода процесса в почве, в которой нитрификация идет более или менее интенсивно в течение многих тысячелетий, то теперь уже легко объяснить его мнимо единую фазу, что для естественных сред является общим правилом.

 

 

 

К содержанию книги: Сергей Николаевич ВИНОГРАДСКИЙ - МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ

 

 

Последние добавления:

 

Ферсман. Химия Земли и Космоса

 

Перельман. Биокосные системы Земли

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

 

Вильямс. Травопольная система земледелия

 

История русского почвоведения

 

Качинский - Жизнь и свойства почвы

 

Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО