Азотфиксация

Азотфиксация биологическая – это усвоение молекул азота воздуха азотфиксирующими бактериями с образованием соединений азота, доступных для использования другими организмами.

Азотфиксация – это один из важнейших процессов в круговороте азота в природе; показатель плодородия почвы. Азотфиксация осуществляется как свободноживущими азотфиксирующими бактериями — азотобактером, цианобактериями, азоспириллами и другими (несимбиотическая азотфиксация), так и симбиотическим азотфиксаторами, живущими в симбиозе с высшими растениями (например, клубеньковые бактерии).

Происходит с участием фермента нитрогеназы, которая катализирует восстановление N₂ до NН₃ в присутствии АТФ (источника энергии) и восстановителя, например, ферредоксина.

 В атмосфере содержится над 1 га почвы более 70 тыс. т свободного азота, и только в результате азотфиксации часть этого азота становится доступной для питания высших растений (содержание доступного растениям азота в почве обычно невелико). При связывании N₂ клубеньковыми бактериями в симбиозе с растениями семейства бобовых 1 га почвы ежегодно может обогащаться на 200–300 кг азота, а свободноживущими бактериями — на 15–30 кг азота (в умеренных широтах).

Выяснение молекулярных механизмов и условий азотфиксации — одна из важнейших проблем современной биологии, связанная с повышением плодородия почв. Ведутся работы по перенесению генов (методом генетической инженерии), от которых зависит синтез нитрогеназы, из азотфиксирующих бактерий в другие почвенные микроорганизмы.