НИТРИФИКАЦИЯ

С.Н. Виноградский

Смотрите также:

Биография Виноградского

Микробиология

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Геоботаника

 Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Биология

Эволюция биосферы

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Углеродное питание нитратного микроба

Мы не производили прямых опытов по изучению ассимиляции углекислоты этим организмом. Но его отказ от всякого органического питания и потребность в углекислоте не оставляют никаких сомнений относительно- характера его углеродного питания.

В результате наших совместных работ с Омелянским было показано,, что в колбах, содержащих нитритный раствор, предварительно прокипяченный и охлажденный в большом эксикаторе с едким натром, образование нитратов никогда не наблюдалось. Но достаточно было их извлечь из эксикатора и оставить на воздухе, чтобы по прошествии обычного инкубационного периода процесс стал развиваться.

Если из нитритного раствора исключить соду, то образование нитратов полностью парализуется.

Отсюда следует, что в присутствии одного монокарбоната или одной лишь свободной углекислоты без карбоната деятельность нитратного микроба невозможна. Для ее развития необходимо наличие этих обоих веществ .

Так как в процессе образования нитратов не отмечалось никакого разрушения карбонатов, то можно было сделать вывод, что упомянутый микроб чрезвычайно чувствителен по отношению к поглощенной извне углекислоте. Это было подтверждено опытным путем. Однако он вполне довольствуется количествами, абсорбируемыми из воздуха, так как внесение избытка углекислоты не стимулирует процесса.

По отношению к органическим питательным веществам микроб ведет себя в основном так же, как и нитритный организм.

Влияние органических и неорганических веществ на процесс образования нитратов

Опыты, проведенные в сотрудничестве с Омелянским [50], показали,, что органические вещества угнетающе действуют на процесс окисления нитритов. В качестве «нормальной» среды употреблялся раствор указанного на стр. 202 состава, к которому добавлялись возрастающие количества испытываемых веществ. Мы принимали все меры, для того чтобы производить одинаковые посевы и установить «нормальную длительность» процесса при помощи контрольных культур.

Полученные результаты представлены в следующей таблице. Значение цифр такое же, как в таблице на стр. 249.

            7 о       °/о

Глюкоза                                0,02—0,:

Пептон                       . ... 0,8 1,25

Аспарагин     • . .      . 0,05   0,5-1,0

Глицерин*                . . . . 0,05         >1,0

Мочевина                              >1,0

Уксуснокислый натрий ....  • ... 1,5 3,0

Маслянокислый натрий .... . ... 1,5 1,0

Мясной бульон                                ео

Сравнение этих данных с предыдущей таблицей показывает, что нитратный микроб менее чувствителен к органическим веществам, чем нит- ритный, в частности, к азотсодержащим веществам — пептону, аспара- гину и мочевине. Более того, эти опыты выявили, что следует различать влияние названных веществ на рост микроба и на его окислительную деятельность. Действительно, культуры, зараженные небольшим количеством организмов, проявили высокую чувствительность к глюкозе и пептону. Но если в культуру сразу вводилось большое количество посевного материала, нитрификация развивалась в те же сроки, что и в контрольных культурах, не получивших добавления этих питательных веществ. Таким образом, результаты опытов зависят не только от количества упомянутых веществ, но и от количества активных особей, введенных в культуру при посеве.

Рассмотрим еще один фактор, влияющий на деятельность данных организмов, а именно на явление привыкания к вышеупомянутым веществам. Постепенно увеличивая их дозы, нам удается приучить микробы переносить присутствие таких количеств, которые вначале полностью парализовали его активность. Так, в начале опыта он реагировал на введение 15% мясного бульона значительным замедлением процесса, но после многократных пассажей он приучился переносить бульон в концентрациях до 50%.

Штутцер и его сотрудники*ошибочно утверждали, что при культивировании нитратного микроба в обычных бактериологических средах он теряет свою специфическую функцию и превращается в банальный вид. Это подало нам мысль проследить судьбу клеток, посеянных в состоянии безупречной чистоты в нормальный раствор, в который были добавлены оолыние количества глюкозы и пептона, превышающие указанные выше. Результат во всех случаях оставался неизменным: никакого окисления яитритов, полное отсутствие роста нитратного микроба, абсолютная стерильность.

Что же касается влияния неорганических веществ, то наибольшее внимание привлекает чувствительность микроба к аммиаку.

Уорингтон [7 и 17] искал в этом свойстве причину правильного чередования двух фаз нитрификации, однако не смог подтвердить свои предположения непосредственными опытами.

Мы столкнулись с антинитрификационным действием аммиака в опытах но изучению влияния мочи: 0,25% се задерживали нитрификацию на 10 дней, 0,5% - на 13 дней, 1,0% — на 38 дней, 2%-- на 98 дней (см. стр. 217). Так как этот эффект не мог быть отнесен ни :за счет мочевины, ни за счет мочевой кис/готы, что было установлено специальными опытами мы решили выяснить, не производит ли вышеуказанное действие аммиак, постоянно присутствующий в небольших количествах в моче.

Из следующей таблицы видно, что достаточно бесконечно малых количеств этого соединения, чтобы вызвать торможение процесса и даже полностью остановить его.

Аммиак в °0  Дли

Контроль вел аммиака                    12

0,000514                    17

0, 0Э257                     24

0,004112                    27

0,00514                      28

0,00771                      31

0,01028          

0,01542           Нитритная реакция остается без изменения неопределенно долгое время

Таким образом, антинитрификационная активность аммиака значительно превосходит интенсивность наиболее сильных антисептиков: при 0,0005% наблюдается замедление процесса, при 0,015% — полная остановка его.

Аналогичные результаты получили Буланже и Массоль [22], работавшие со штаммами иного происхождения. Чтобы точно следить за ходом процесса, они каждый раз определяли оставшийся в культуре нитрит. Н итоге они также пришли к выводу, что концентрации NH3, Превышающие 0,0005%, вызывают замедление окисления; при 0,082% оно достигало уже 45 дней; при 0,123% за несколько месяцев окислилась лишь половина, наличного нитрита; при 0,164% всего лишь 20%; при более высоких концентрациях аммиака не наблюдалось ни малейших следов окисления. Правда, эти ученые полагают, что констатировали образование нитратов при еще более высоких концентрациях аммиака, но совершенно очевидно, что потерю 10% нитрита, одинаковую во всех опытах (как при 0,0257%, так и при 0,204%), можно объяснить только самопроизвольным разрушением нитритов.

Относительно влияния различных концентраций нитритов те же авторы сообщают, что оптимальной является концентрация в 0,1% NaN02. При 0,2% процесс запаздывает на 4 дня, при 0,5%—на 20 дней, при 1% — на 71, при 2% нитриты остаются без изменения неопределенно долгое время. Присутствие нитратов переносится лучше: концентрация в 2% еще не останавливает процесса.

Нитратный микроб столь же мало чувствителен к солям тяжелых металлов, как и нитритный. Он хорошо переносит присутствие азотисто- кислых солей бария, цинка, свинца, марганца, меди в концентрациях 0,05-0,1%.

Заканчивая характеристику названного микроба, надо добавить, что депствие его отличается высокой специфичностью, чего, впрочем, и следовало ожидать. По данным Омелянского [31], этот микроб не оказывал никакого окислительного воздействия не только на аммиак, но и на сернистую и фосфористую кислоты.

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