Микроорганизмы

В конце прошлого века С. М. Виноградским было установлено, что некоторые микроорганизмы могут добывать необходимую для жизни энергию путем окисления минеральных соединений. Эти организмы были названы автотрофами или хемоавтотрофами.

В пахотном горизонте на 1 га живая масса бактерий составляет 3-8 т. Автотрофные зеленые и пурпурные серобактерии, нитрификаторы, железобактерии используют энергетические ресурсы фотосинтеза или окисления некоторых минеральных веществ. Гетеротрофные микроорганизмы усваивают углерод готовых органических соединений. Автотрофы используют простые минеральные азотистые соединения, например, соли аммония, азотной кислоты. Среди автотрофов попадаются фотосинтезирующие организмы, которые усваивают атмосферный азот. Гетеротрофы могут усваивать азот из минеральных соединений, некоторые — из атмосферы. Существуют специфические микроорганизмы, способные использовать элементы питания из гумуса.

Гумус — отличный хранитель элементов питания и влаги. При засухе накопленная влага используется растениями. Микроорганизмы развиваются лучше при влажности, равной 50-60% от полной влагоемкости.

Органический азот не усваивается растениями, поэтому аммонификаторы являются основным поставщиком аммонийного азота для растений. В процессе аммонификации принимают участие бактерии, актиномицеты, грибы. Используются белки, аминосахара, нуклеиновые кислоты, пуриновые основания, мочевина; труднее аммонифицируются гумусовые вещества. Аммиак частично адсорбируется в глинистых минералах и веществах гумусовых частиц или нейтрализует кислотность почвы, часть его идет на построение клеток микробов и грибов; часть окисляется в нитраты, нитриты (автотрофами), а некоторое количество свободного аммиака выделяется в атмосферу.

Очень важное значение имеет процесс нитрификации — окисление аммиачных солей до нитратов. Нитраты также важнейший источник азота для растений. Большое влияние на содержание нитратов в почве оказывает влажность и рН среды. Сохранению нитратов способствует правильная обработка почвы, создающая благоприятную влажность и циркуляцию воздуха. Образование нитратов идет при температуре 10-33 °С, оптимальная температура 30 °С. Нитраты легко вымываются и могут восстанавливаться в результате денитрификации до молекулярного азота.