Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Заварзин Г.А. -> "Лекции по природоведческой микробиологии" -> 59

Лекции по природоведческой микробиологии - Заварзин Г.А.

Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии — М.: Наука , 2003. — 348 c.
ISBN 5-02006454-8
Скачать (прямая ссылка): lexiipoprirodovencheskoymicrobiologii2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 160 >> Следующая

источниками служат нитратное дыхание, свойственное очень широкому кругу
организмов; гетеротрофная денитрификация; химическая дисмутация нитрита.
Денитри-фикаторы образуют N0 при восстановлении нитрита. Продукция N0 при
денитрификации на порядки превышает продукцию в аэробной зоне, однако
требует строго анаэробных условий, при которых обмен с воздухом
затруднен. Сродство денитрификаторов к N0 очень высоко, и Км < 6нМ.
Регуляция обмена N0 зависит не только от регуляции на уровне клетки, но и
от смены микробных популяций. Одним из определяющих факторов для состава
популяций служит температурная адаптация. Повышение pH кислых почв сильно
увеличивает разнообразие NO-образующих организмов.
Закись азота N20 относится к числу постоянных микропримесей атмосферы с
содержанием 0,3 ppm, причем в Северном полушарии ее содержание выше.
Концентрация ее быстро возрастает за последнее время, и это приписывают
возрастающему употреблению азотных удобрений. По своему парниковому
эффекту N20 превосходит метан и углекислоту, однако наибольший интерес
она представляет в связи с реакциями в стратосфере. N20 представляет
химически устойчивый газ со сравнительно высокой растворимостью. Однако
через тропосферу она проходит без больших потерь, так как совершенно не
участвует в фотохимических реакциях в тропосфере. Вымывание атмосферными
осадками для нее незначительно по сравнению с высшими окислами азота. Для
возбуждения N20 необходим УФ с длиной волны меньше 340 нм. Тогда N20
реагирует с активным кислородом, образующимся при фотолизе озона, и дает
две молекулы N0, которые участвуют в фотохимическом цикле, ведущем к
понижению концентрации озона.
Концентрация N20 остается постоянной на протяжении тропосферы и убывает
лишь с переходом в стратосферу. Это иллюстрирует отсутствие тропосферного
стока. Перенос N20 через границу тропосферы оценивается в 10-15 Тг/год, а
суммарная мощность реакции образования N0 - 1-1,6 Тг/год, и
соответственно время пребывания N20 в атмосфере оценивается в 100-150
лет.
Источники N20 находятся на поверхности Земли, и ими считаются наземная и
океаническая денитрификация и нитрификация. Для океанической эмиссии N20
поток рассчитывается по разности концентрации в воде и атмосфере и
оценивается величиной порядка 40 Тг/год. Дисбаланс между поглощением и
выделением N20 составляет для океана около 5 Тг/год. В воде океана
концентрация N20 от 0,2 до 1,2 мкг/л. Наиболее велика она на глубине 350-
1000 м под фо-тическим слоем в зоне температурного скачка, а наименее - у
поверхности. Отсюда следует, что N20 образуется на некоторой глубине и
поднимается к поверхности. Соотношение форм азота в его неорганических
соединениях составляет в Атлантике N20 : N02 : NOJ = = 1 : 30 : 1000, а в
Перуанском апвеллинге -1:1: 140.
Растворимость N20 в морской воде в зависимости от температуры при
атмосферном давлении составляет:
Температура 0 5 10 15 20 25 30
Растворимость, 1,077 0,887 0,741 0,627 0,537 0,466 0,407
см3 газа/см3 воды
Источником N20 служит исключительно деятельность микроорганизмов. Она
образуется при нитрификации и денитрификации как промежуточный продукт,
причем при денитрификации возможно ее потребление. Существует довольно
много организмов, способных использовать растворенную N20 как
терминальный окислитель. В аэробных условиях N20 окисляется перекисями в
побочных реакциях, катализируемых микроорганизмами, например под
воздействием каталазы.
В агросистемах около 20% азота может превращаться в N20, и из 50 Тг/год
удобрений может образовываться около 6 Тг/год N20 с ежегодным приростом
концентрации за счет антропогенного источника в 0,4%. Уже давно было
установлено, что количество N20, выделяемой при денитрификации, зависит
от нагрузки нитратом, причем при повышении содержания N02 выход N20
возрастает вследствие предпочтительного восстановления нитрата. В почве
концентрация нитрата может варьировать очень сильно по профилю.
Избыточная концентрация нитрата при применении азотных удобрений свыше
300 кг азота/га применялась под хлопчатником и привела к обогащению
подземных вод нитратом. Другим фактором является создание анаэробиоза.
После дождя, когда поры аэрации блокируются водяными пробками, N20
выделяется в атмосферу.
136
Ключевым ферментом, определяющим обмен N20, служит ре-дуктаза закиси
азота, которая встраивается в электронтранспорт-ную цепь у нитрификаторов
I фазы и у денитрификаторов. Это синий Cu-содержащий белок. Свойства
редуктазы закиси азота изучены очень подробно6. Важнейшей ее особенностью
является зависимость от доступности меди как микроэлемента. Недостаток
меди сильно влияет на ход денитрификации.
N20, подобно N2, рассматривается как соединение с тройной связью.
Редуктаза закиси азота имеет открытый Р. Петровой специфический
газообразный ингибитор - ацетилен, и этот прием одно время широко
использовался для оценки денитрификации: по образованию N20 при
ингибировании ацетиленом можно судить о ходе процесса денитрификации даже
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 160 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed