15.1. Кругообіг азоту в біосфері

Кругообіг азоту у біосфері, в тому числі і гідросфері, включає чотири основні процеси: азотфіксацію — біологічне засвоєння молекулярного азоту повітря, амоніфікацію — розклад (за участю мікроорганізмів) азотвмісних органічних сполук (білків, нуклеїнових кислот, сечовини тощо) до утворення вільного аміаку (NH₃), нітрифікацію - окиснення аміаку і утворення нітритів (NO₂^-), нітратів (NO₃^-) та азотної кислоти (HN0₃), денітрифікацію - мікробіологічне відновлення окиснених сполук азоту (N0₂^- , NO₃^- ) до газоподібного азоту (N₂). Процесом денітрифікації цикл кругообігу азоту завершується. На цій стадії частина азоту у вільному стані переходить в атмосферу. Денітрифікація запобігає надмірному накопиченню оксидів азоту, які можуть бути токсичними для гідробіонтів, у донному ґрунті і воді (рис. 117).

Кругообіг азоту в водних екосистемах пов’язаний з утилізацією атмосферного N₂ та надходженням з водозбірної площі легкорозчинних у воді мінеральних форм азоту – нітратних (NO₃^-), нітритних (NO₂^-) та амонійних (NO₄⁺) іонів. Крім того у водойми можуть надходити органічні сполуки алохтонного і автохтонного походження, які містять у своєму складі азот. При деструкції органічних речовин відбувається гідроліз білків до більш дрібних молекул, які можуть дифундувати через оболонку клітин, де вони розкладаються з виділенням аміаку.

Більшість організмів гідросфери засвоюють азот тільки у формі амонійних солей, нітратів або деяких низькомолекулярних органічних сполук (наприклад, амінокислот). У зв'язку з цим фіксацію азоту, тобто перетворення газоподібного азоту у нітрати, які засвоюються водяними організмами, за важливістю можна порівняти з фотосинтезом. Саме ці два процеси визначають існування різних форм життя на Землі. У метаболічні реакції азот включається у молекулярній або нітратній формі. Як у процесах азотфіксації, так і асиміляції азоту з нітратів кінцевим продуктом реакції є утворення амінокислот та приєднання їх до різних молекул-акцепторів. На цьому завершується цикл утворення білків та їх похідних.