Основний компонент органічних сполук

Азот (N) є надзвичайно важливим елементом для всіх живих організмів, основним компонентом більшості органічних сполук у рослинах, включаючи амінокислоти, нуклеїнові кислоти, ферменти, хлорофіл і білки. У ґрунті азот взаємодіє з частинками ґрунту, водою, мікроорганізмами та рослинами. Неорганічний азот є найважливішим елементом для росту рослин, а кількість доступних для рослин форм амонію (NH₄) та нітратів (NO₃) у ґрунті обмежена. Оскільки більша частина азоту міститься в органічній формі, він повинен бути мінералізований до неорганічного азоту, перш ніж його зможуть поглинути рослини. Зміни в навколишньому середовищі матимуть прямий і непрямий вплив на поглинання рослинами поживних речовин, процеси кругообігу поживних речовин у ґрунті, включаючи кругообіг N і C, амоніфікацію, нітрифікацію і денітрифікацію. Близько 50% азоту, внесеного як добриво, використовується рослинами, а решта тимчасово утримується в коренях, іммобілізується в органічну речовину ґрунту, вимивається або втрачається в атмосферу.

Покращення фізичної структури ґрунту

Мікроорганізми відіграють важливу роль у покращенні фізичної структури ґрунту, підвищенні його родючості та беруть участь у всіх аспектах кругообігу азоту, включаючи фіксацію N₂ (N₂ до NH₄⁺), нітрифікацію (NH₄⁺ до NO₃^-), денітрифікацію (NO₃^- до N) та амоніфікацію, тобто вивільнення аміаку (NO₃). Таким чином, вони роблять поживні речовини більш доступними для рослин. Гриби, включаючи мікоризу, також можуть впливати на кругообіг азоту в ґрунті завдяки своїй здатності виробляти позаклітинні ферменти, які сприяють деполімеризації сполук азоту. Підвищена температура і вологість стимулюють мікробну активність і змінюють відносні втрати азоту з ґрунтових систем, стимулюючи мінералізацію або сприяючи поглинанню азоту рослинами, а також мікробній іммобілізації азоту. Зміни в динаміці азоту в ґрунтах тісно пов'язані зі зміною мікробної активності, залученої до кругообігу азоту біотичними та абіотичними факторами.

Азотфіксуючі організми, як правило, активні в прикореневій зоні рослин і забезпечують азот з атмосферного N₂, який трансформується в NH₄⁺, що вимагає високих енерговитрат, тому кореневі ексудати допомагають підтримувати цю реакцію. Виділення вуглецю корінням у ґрунт і наявність мінеральних поживних речовин у ґрунті мають велике значення для збільшення мікробних популяцій. Кореневі ексудати, як джерело енергії, важливі для екологічних функцій, особливо азотфіксації, гетеротрофної ґрунтової мікрофлори. Оскільки їхня азотфіксуюча активність сильно залежить від сприятливих умов зволоження, концентрації кисню та наявності органічних субстратів, рослини, які здатні виділяти ексудат, демонструють вищу азотфіксуючу активність у ґрунті.

Кругообіг азоту в ґрунті

Мінералізація азоту та його іммобілізація ґрунтовими мікроорганізмами є одними з ключових компонентів кругообігу азоту в ґрунті і вважаються важливими процесами в ґрунті. Органічні азотні сполуки розкладаються мікробними ферментами з утворенням аміаку (NH₃). Вони також відповідають за перетравлення полімерів, таких як целюлоза і лігнін, які багатоклітинні організми не здатні утилізувати. Процес іммобілізації призводить до збільшення органічного азоту в органічному матеріалі, що залишився. Мінералізація N ґрунтовими мікроорганізмами є ключовою в кругообігу N, що робить мінеральний азот біологічно доступним, тоді як рослини засвоюють лише мінеральний. До амоніфікуючих мікроорганізмів належать такі види, як Bacillus, Pseudomonas, Microbacterium, Streptomyces. Мікориза також відіграє важливу роль як безпосередній деструктор, виробляючи екзоферменти, що розщеплюють органічні полімери в умовах низького вмісту азоту в ґрунті.

Амоній (NH₄⁺) є найпоширенішою формою азоту в біосфері, і в окислювальних умовах не є стабільним та перетворюється на нітрити (NO₂^-) та нітрати (NO₃^-) нітрифікуючими бактеріями в ґрунті. Він легко поглинається рослинами і вільно переміщується в ґрунті. Кінцевий продукт нітрифікації, нітрат, також може легко вимиватися в ґрунтові та поверхневі води і спричиняти значні втрати азоту з ґрунту, а також забруднювати поверхневі і ґрунтові води. Тому зменшення швидкості перетворення NH₄⁺ в NO₃^- може допомогти зберегти більше азоту в ґрунті для використання рослинами.

Біологічна трансформація нітратів

Покращуємо забезпечення рослин азотом

Для забезпечення продуктивної взаємодії рослин та ґрунтових мікроорганізмів компанією Agnition було розроблено та запатентовано технологію Microbial Catalyst. Її метою є забезпечення мікробів речовинами, які сприяють активізації ферментативної активності. Ці процеси стимулюють краще забезпечення рослин поживними речовинами, а особливо азотом. Ця технологія покладена в основу продуктів Commence та Generate, які ефективно та стабільно підвищують продуктивність сільськогосподарських культур.