Большая советская энциклопедия - азотфиксация

Азотфиксация, процесс связывания молекулярного азота (N2) атмосферы и перевода его в азотистые соединения. А. осуществляется азотфиксирующими микроорганизмами, в том числе клубеньковыми бактериями, и др. микроорганизмами (бактерии, актиномицеты, дрожжи, грибы и сине-зеленые водоросли), обитающими в почвах, пресных водоемах, морях и океанах. А. — важнейший биологический процесс, играющий большую роль в круговороте азота в природе и обогащающий почву и водоемы 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-зеленые 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, внесенного в почву бобовыми растениями за счет 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. Еще в 1894 С. Н. Виноградский предположил, что в результате А. образуется аммиак. Современными методами исследования, в том числе с применением тяжелого изотопа азота (N15), это предположение подтверждено. А. Н. Бах полагал (1934), что А. — результат сопряженного 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.