Азот, потребление микроорганизмами

На всех парах количество нитратов в почве, начиная с весеннего минимума, постепенно растет в течение лета, достигая максимума к осени, примерно ко времени посева озимых затем, по мере появления всходов озимых и их особенного роста, количество нитратов быстро убывает и к зиме практически доходит до нуля следующей весной под озимыми нитратов не находят. Если паровое поле остается осенью свободным от растений, т. е. если не производится посева озимых, то все-таки наступает осеннее понижения количества нитратов в почве (потребление или разрушение нитратов микроорганизмами) в этом случае, однако, убыль нитратов происходит гораздо медленнее, чем под влиянием молодых озимых посевов в обычных условиях главный фактор быстрого осеннего исчезновения нитратов — это рост озимых растений (ржи). Более детальное исследование опытного поля Тимирязевской сельскохозяйственной академии показало, что процесс осеннего исчезновения нитратов под влиянием роста озимых растений носит сложный характер часть нитратов потребляется растущими растениями, другая же часть восстанавливается при участии корней растений в менее окисленные формы (нитраты или аммиак) и затем, по-видимому, потребляется микроорганизмами (бактериями или грибами) и переводится в форму органических азотистых соединений. В процессе частичного разрушения (или восстановления) нитратов корнями злаков активная роль, по исследованиям Шмука, принадлежит бактериям, живущимсимбиотически на корнях этих злаков. Осеннее исчезновение нитратов не связано с потерями газообразного азота почвой, оно не является денитрификацией в собственном смысле этого слова потери азота через вымывание, по-видимому, тоже незначительны. Азот нитратов, не потребленных растениями, но разрушенных отчасти под влиянием растений, переводится микроорганизмами в форму органических соединений, сравнительно легко подвижных и способных, при благоприятных условиях, вновь служить для продукции селитры в процессе нитрификации (А. А. Кудрявцева). Сейчас еще трудно оценить все значение этих данных наиболее интересный момент, который здесь намечается, это как бы обратимость процессов биологической мобилизации и биологического связывания азотистых соединений в почве эти процессы могут идти в ту или другую сторону под влиянием ряда внешних условий, регулирование которых в значительной степени находится во власти сельского хозяина. Применяя соответствующие приемы обработки и культуры полей, земледелец может с достаточной полнотой и с разумной постепенностью использовать запасы почвенного азота, находящиеся в форме легкоподвижных органических соединений. Другая часть, которую [c.74]

В имитационных моделях, предназначенных для углубленного исследования и интерпретации данных наблюдений в экспериментах с экологическими микросистемами, используются уравнения кинетики сложных гетерогенных систем. Блок-схема связей элементов в экологической системе приведена на рис. У1-3 [59]. Имитационные модели не только учитывают разнообразные компоненты системы и потребление кислорода на отдельных стадиях, но и используют закон сохранения количества вещества, в данном случае накопление азота в биомассе и выделение его при метаболизме или в результате гибели микроорганизмов [c.159]

Последнее обстоятельство заставляет придти к выводу, что высказываемый некоторыми почвоведами взгляд на большую роль микроорганизмов в явлениях поглотительной способности почв не соответствует действительности. Однако в отношении азота, калия и фосфора следует считаться с заметной ролью микробов, особенно в прикорневой зоне, где благодаря большой концентрации микробов они могут конкурировать с корневыми волосками в усвоении указанных элементов. В общем почвенные микроорганизмы играют огромную роль в питании растений. Их значение не ограничивается потреблением и выработкой элементов минерального питания растений, но выражается и в продуцировании биотических веществ (антибиотики, витамины и т. д.), усвояемых растением. [c.82]

После отмирания растений накопленные азотные органические соединения под действием микроорганизмов переходят 1в почве в доступные растениям неорганические соединения азота. Азотсодержащие соединения частично теряются вследствие деятельности денитрифицирующих микроорганизмов, а также за счет вымывания их из почвы грунтовыми водами. Таков круговорот азота в природе, который без вмешательства человека поддерживает более или менее постоянное равновесие между накоплением в почве азотных соединений и их потреблением растениями. При благоприятных климатических условиях почвы могут постепенно обогащаться связанным азотом. [c.82]

При выборе источника азота следует помнить, что при потреблении аниона или катиона, в которые входит азот, будет происходить подкисление или подщелачивание питательной среды, что обязательно сказывается на обмене веществ микроорганизма. Поддержание pH на определенном уровне и влияние этого параметра на жизнедеятельность микроорганизма изучаются и устанавливаются экспериментально. [c.43]

В контрольный сосудик вносили 1 мл взвеси микроорганизмов активного ила и 2 мл дистиллированной воды с добавлением биогенных Элементов азота и фосфора. Интенсивность потребления кислорода микроорганизмами активного ила определяли при стабильной температуре 24° С. [c.114]

На поверхности наземных экосистем особенно часто наблюдается отложение аммония вместе с диоксидом серы или сульфатами. В дальнейшем в результате потребления аммонийного азота в почве микроорганизмами и растениями возможно закисление и угнетение роста растений. [c.192]

Развитие микроорганизма в ферментерах проходит при строгом контроле всех его стадий и очень точном выполнении условий развития. Большое внимание уделяют поддержанию заданной температуры культивирования, активной кислотности среды (pH), степени аэрации и скорости работы мешалки. В процессе развития организма осуществляют биологический контроль, учитывают потребление организмом основных питательных компонентов субстрата (источника углерода, азота, фосфора), внимательно следят за образованием антибиотика. В последнее время все чаще биологический контроль проводят с помощью ЭВМ. [c.482]

Большинство промышленных микробиологических процессов ведут на сложных средах, часто используя отходы других производств или сельского хозяйства из-за их дешевизны. Естественно, что и в лабораторных условиях процесс отрабатывается на тех же средах. На сложных средах можно определить фазу наиболее активного биосинтеза целевого продукта, его скорость, продуктивность процесса, выявить оптимальную температуру, pH, степень аэрации. Для оптимизации роста микроорганизмов и получения продуктов первой фазы этого достаточно. Но на сложных средах невозможно выявить лимитирующие рост культур компоненты питания источники углерода, азота, фосфора, витамины и др., недостаток которых приводит к синтезу вторичных метаболитов. Этот вопрос можно решить только на синтетических или полусинтетических средах. Если микроорганизмам необходимы витамины или аминокислоты, то их вносят в среду в небольших количествах, например, в виде автолизата или экстракта дрожжей, содержащих почти все необходимые витамины и аминокислоты. Если продуцент растет при небольших добавках дрожжевого автолизата, например, в пределах 0,2 г/л и рост возможен за счет потребления минеральных соединений азота (аммония или нитрата), то автолизат можно рассматривать как источник витаминов. Если же автолизат дрожжей требуется в больших количествах, а минеральные соединения азота не используются, то организм, следовательно, нуждается в готовых аминокислотах и (или) других органических веществах. [c.116]

Развитие организма-продуцента антибиотика в ферментерах. Процесс развития микроорганизма в ферментерах проходит при строгом контроле всех стадий, очень точном выполнении разработанного регламента условий развития организма-продуцента антибиотика. Большое внимание уделяется поддержанию заданной температуры культивирования, активной кислотности среды pH, степени аэрации и скорости работы мешалки. Учитывается потребление организмом основных питательных компонентов субстрата (источников углерода, азота, фосфора), внимательно контролируется образование антибиотика. [c.270]

Улучшение сельскохозяйственных растений. Другая возможность использования в биотехнологии ассоциаций клеток высших растений с микроорганизмами состоит в получении растений, способных к фиксации молекулярного азота. Повышение урожайности сельскохозяйственных растений в значительной степени зависит от обеспечения их связанным азотом. Растения получают его двумя путями. Один из них — потребление внесенных в почву химических азотных удобрений, на получение которых затрачивается огромная энергия. Растения же используют азотные удобрения частично — от 30 до 50% вносимого количества. Продукты разложения азотных удобрений в почве образуют токсичные соединения, загрязняющие окружающую среду. [c.54]

Количество накапливаемого лизина удается повысить, если по мере исчерпания источников углерода и азота в среду по ходу процесса дополнительно вводить небольшие количества этих питательных веществ. Организация дробной подпитки , общий объем которой не превышает 10% объема исходной жидкой фазы, приводит к активизации биосинтетической деятельности микроорганизмов. На мелассной среде осуществление дробной подпитки позволяет увеличить концентрацию образующегося в культуральной жидкости лизина до 50 г/л. Экономический коэффициент по потреблению сахара в пересчете на лизин составляет 35%. [c.36]

Необходимо также учитывать потребление азота почвенными микроорганизмами, при размножении которых связывается нитратный азот почвы, временно пре- вращенный в органический азот. В каждой данной почве имеется относительно постоянное соотношение между углеродом и азотом. Всякое увеличение одного из членов этого соотношения сразу же влечет за собой усиление деятельности микроорганизмов, которые стремятся восстановить первоначальную величину отношения. Поэтому внесение органического вещества, богатого углеродом, возбуждает активность микроорганизмов, которые разлагают его, пользуясь для этого минеральным азотом почвы. Затем, когда часть углерода исчезнет, деятельность микроорганизмов замедляется и образовавшиеся микроорганизмы будут, в свою очередь, отмирать, минерализоваться, возвращая почве азот, который они временно изымали. Таким образом, в почве одновременно протекает двойственный процесс, но в противоположном направлении минерализация органического азота и связывание нитратного азота. При анализах регистрируют чистый результат этой конкуренции между организма-ми-нитрификаторами и организмами, потребляющими почвенный азот. [c.136]

В любой водной среде, в которой имеется энергетический субстрат (РОВ) и отсутствуют источники азота, обнаруживаются интенсивное потребление кислорода в начальной фазе инкубационного периода и стабилизация скорости БПК к моменту исчерпания субстрата (эндогенное дыхание). Задержка в потреблении кислорода в начальный момент может быть связана с малой активностью микроорганизмов, наличием веществ, ингибирующих рост организмов и относительно низкими температурами инкубации воды. В некоторых случаях в потреблении кислорода можно выделить несколько стадий. Отчетливая двуста-дийность наблюдается при лимитированном содержании питательных веществ сначала или после периода индукции БПК развивается интенсивно со все убывающей скоростью, а по мере исчерпания субстрата—линейно на стадии эндогенного дыхания . Если в исследуемой воде имеются минеральные азотсодержащие вещества, то скорость БПК на второй стадии может [c.147]

ПИРОФОСФОРНАЯ КИСЛОТА. См. Фосфорная кислота. ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ. Содержание в почве доступных растениям форм питательных веществ и изменение его в течение вегетационного сезона. Определяется валовыми запасами элементов и условиями их мобилизации и иммобилизации в почве. Мобилизация питательных веществ, т. е. переход их из недоступного растениям состояния в доступную форму, происходит при участии микроорганизмов под влиянием улучшения водно-физиче-ских свойств и структуры почвы, под влиянием удобрений. Например, известкование повышает доступность почвенных фосфатов и разложение азотсодержащих органических веществ и подвижность некоторых микроэлементов (молибден). Мобилизацш питательных веществ способствуют и сами растения с помощью корневых выделений. Но в почве происходят процессы иммобилизации, т. е. перехода питательных веществ из доступного растениям состояния в недоступную форму. Она сводится главньш образом к биологическому поглощению (связыванию) азота, фосфора и других элементов микрофлорой почвы и высшими растениями (пожнивные остатки и корни растений). Примером ее является разложение в почве соломистого павоза или бедных азотом растительных остатков, при котором микрофлора потребляет минеральный азот и связывает его в органическую (белковую) форму. О масштабах биологического связывания питательных веществ можно судить по тому факту, что большая часть азота и около половины фосфора в почве содержится в форме органических соединений. К иммобилизации относится и явление ретроградации питательных веществ, а также поглощение калия, аммонийного азота и фосфора минералами почвы. П. р. п. под растениями обусловливается потреблением ими элементов питания. Содержание азота зависит также от интенсивности процессов аммонификации и нитрификации в почве. Содержание доступных форм питательных веществ в начальный период роста растений бывает повышенным, затем оно снижается и к концу вегетационного сезона вновь возрастает. П. р. п. определяют периодическими анализами почвы на содержание доступных форм азота, фосфора, калия и других элементов, выражая его в мил.ти- [c.230]

Согласно Т. Копо [30], критическая концентрация микроорганизмов— это концентрация клеток в конце фазы экспоненциального роста. Коэффициент активности потребления представляет собой отношение количества микробных клеток, которые способны потреблять субстрат и размножаться, к общему числу микроорганизмов в данный момент времени. На примере опубликованных данных по одностадийному непрерывному выращиванию Тоги1а utilis в условиях лимита азота показана применимость предложенного ими расчетно-графического метода для предсказания характера непрерывного процесса по данным периодического. Уравнение Т. Копо и Т. Аза [31], с помощью которого можно рассчитать концентрацию клеток для того или иного режима непрерывного культивирования имеет следующий вид [c.77]

Всякое органическое вещество в присутствии кислорода воздуха и при содействии микроорганизмов-минерализаторов подвержено процессу окисления. Содержащееся в сточной воде органическое вещество, поступающее вместе с водой в водоем, также подвергается биохимическому окислению. Скорость этого процесса зависит в первую очередь от наличия свободного кислорода, содержащегося в сточной воде и воде водоема. По мере расходования кислорода он попо.лняется вновь в основном с поверхности водного зеркала за счет диффузии из воздуха. Установлено, что процесс биохимического аэробного окисления идет в две следующие друг за другом фазы в первую окисляются главным образом углерод и водород, давая в результате углекислоту и воду во вторую фазу окисляется азот, сначала до солей азотистой кислоты, а затем до солей азотной кислоты — нитратов фаза эта носит название нитрификации. Если количества кислорода вполне достаточно, то процесс окисления в первой углеродистой фазе подчиняется определенному закону, а именно скорость окисления (или скорость потребления кислорода) при одинаковой температуре в каждый момент времени пропорциональна количеству остающихся в сточной воде органических веществ. Чем меньше остается в воде органических веществ, тем медленнее идет процесс окисления. Этот закон в конечном виде может быть представлен уравнением [c.102]

Смеси органических и минеральных удобрений активизируют жизнедеятельность микроорганизмов, которые способствуют закреплению азота в пахотном слое почвы. В результате азотные удобрения не выносятся на поверхность и не вымываются под влиянием полива вглубь. Через некоторое время микроорганизмы, задернгавшие азот, фосфор, калий и другие питательные вещества, отмирают, а потребленные тш питательные вещества минерализуются в почве и используются растениями. За вегетацию этот цикл повторяется неоднократно, благодаря чему питательные вещества сберегаются длите.тьное время в зоне распространения [c.158]

Рассмотрено влияние различных факторов на корреляцию скорости роста микроорганизма со скоростью потребления им энергетического субстрата супраоптимальные для размножения температуры и давления, некоторые виды излучений, не оптимальные для роста значения pH исходной среды, некоторые химические соединения, а также лимитация среды азотом, высококалорийный источник в среде углерода (углеводороды), отсутствие в среде витаминов, аминокислот, необходимых для размножения, и продуктов метаболизма. [c.222]

Атмосферный азот используется (фиксируется) некоторыми бактериями рода Azotoba ter и другими аэробами, свободно живущими в почве. Эти микроорганизмы могут жить при полном отсутствии соединений азота нри снабжении их соединениями углерода и атмосферным азотом. Фиксация атмосферного азота этими бактериями происходит весьма интенсивно. Установлено, что на каждый миллимоль потребленного ими кислорода фиксируется одна десятая миллимоля атмосферного азота. Азотфикси-рующие бактерии нуждаются для своей жизнедеятельности в присутствии ничтожно малых количеств молибдена и ванадия. [c.342]

В первой фазе развития продуцента, или, как ее иногда называют, тропофазе (фаза сбалансированного роста микроорганизма), наблюдается интенсивное накопление биомассы (образование белков, нуклеиновых кислот, углеводов, биосинтез ферментов и других соединений, принимающих участие в росте микроорганизма), связанное с быстрым потреблением основных компонентов субстрата (источники углерода, азота, фосфора и др.) и с высоким уровнем поглощения кислорода. Одновременно с быстрым потреблением углеводов образуются некоторые органические кислоты, [c.96]

Для полной характеристики процесса необходимо учитывать еш е одну величину — остаточную концентрацию элемента в околоклеточной среде — Сф. Очевидно, что полнота использования азота клетками будет тем выше, чем ниже его остаточная концентрация. Однако последняя должна быть не ниже критической, т. е. обеспечивать такой градиент концентраций между средой и клеткой, при котором скорость диффузии молекул к клеточной поверхности превышает скорость потребления их клеткой. Вместе с тем технологически не оправдано культивирование микроорганизмов с высокими остаточными концентрациями минеральных веш еств в среде, так как при этом значительная доля их выносится из культиватора неиспользованной. Поэтому важно знать предельные концентрации минеральных элементов, при которых возможен интенсивный и устойчивый рост бактерий. Установлено, что удельная скорость роста бактерий А. eutrophus Z-1 не зависит от концентрации азота в околоклеточной среде в интервале от 20 до 300 мг/д (рис. 29). Уменьшение остаточной концентрации азота до следовых количеств вызывает незначительное снижение продуктивности культуры, которое не превышает 5—10% от исходной величины. При зтом практически полностью утилизируется [c.58]