Вопрос о превращениях азота в гючве мы рассматриваем от-дельно, во-первых, потому, что они отличаются некоторыми осо-быми чертами, а во-вторых, потому, что азот является одним из важнейших питательных веществ для растений.
Содержание азота в гумусе почвы представляет собой до-вольно устойчивую величину, составляющую в зависимости от типа почвы 5-8%, но в большей части почвы 5-6% от веса гу-муса. Почти весь азот, находящийся в почве, содержится в ней в форме различных органических соединений.
Важнейшим источником поступления азота в почву являются органические, главным образом растительные, остатки. Лесной опад содержит в среднем 1 % азота. Следовательно, при ежегод-ном количестве опада в 3-6 т на 1 га вместе с ним в почву по-ступает 30-60 кг азота.
Другим источником связанного азота являются атмосферные осадки. В атмосфере при грозовых разрядах образуется некотоПо подсчетам акад. Д. Н. Прянишникова, связывание атмосферного азота на клеверном поле может достигать 150 кг/га в год.
Органические соединения азота, главным образом белковые, поступающие в составе органических остатков, в том числе и бактериальных телец, в почву, начинают разлагаться. Мы уже знаем, что первой стадией разложения белков является их распад (гидролиз) на аминокислоты. Часть этих аминокислот усваивается немедленно микроорганизмами, которые снова синтезируют из них белки. Другая часть аминокислот подвергается уже знакомому нам (см. стр. 103) процессу аммонификации, в результате которой азот отщепляется и выделяется в форме аммиака. Аммиак соединяется в почве с углекислотой или органическими кислотами и образует соли аммония. Ион аммония может усваиваться микроорганизмами и расходоваться на синтез белков, а также высшими растениями, в теле которых он также расходуется на образование белков. Наконец, при известных условиях аммиак может подвергаться окислению, в результате чего образуется сначала ион азотистой кислоты NO2, затем ион азотной кислоты NO3.
Этот процесс окисления аммиака, открытый известным русским ученым проф. С. Н. Виноградским, называется нитрификацией и совершается при участии бактерий-нитрификаторов. Первая стадия окисления аммиака — до азотистой кислоты — идет при участии бактерии №1г.озотопа5, образование азотной кислоты — при участии бактерии №1г.оЪас1ег. Обе эти бактерии являются автотрофными, т. е. не нуждаются в готовом органическом веществе и синтезируют его из неорганических соединений. Источником углерода для них, так же как и для зеленых растений, служит углекислый газ. Но в то время как зеленые растения для расщепления молекулы углекислого газа используют солнечную энергию, бактерии-нитрификаторы получают эту энергию при реакции окисления аммиака.
Образовавшиеся в почве ионы азотной кислоты могут усваиваться высшими растениями и служить в их телах материалом для синтеза белков.
Но, кроме того, азотная кислота может подвергаться в почве восстановлению с выделением свободного газообразного азота. Процесс восстановления азотной кислоты называется денитрификацией и совершается также при участии микроорганизмов. В лесных почвах процесс аммонификации идет в широких размерах. Что же касается нитрификации, то для ее осуществления требуется ряд условий, которые в лесных почвах наблюдаются далеко не всегда. Неблагоприятными условиями, тормозящими нитрификацию или даже полностью подавляющими ее, являются плохой доступ кислорода, сильнокислая реакция, высокое содержание в органическом веществе битумов, высокое содержание в почвенном растворе водорастворимых органических веществ, низкое содержание электролитов, в особенности кальция. Ни одно из этих условий не является, видимо, решающим, и степень развития нитрификационного процесса зависит от их сочетания. Поэтому в различных почвах и соответственно в различных типах леса азотное питание складывается по-разному. Так, например, для различных типов ельников, по И. В. Тюрину, характерны следующие формы азотного питания: для сложных (Composita) — преимущественно нитратное, для травяных (herbosa)-смешанное нитратно-аммиачное, зеленомошниковых (hylocomiosa) — преимущественно аммиачное, долгомошниковых (Polytrichosa) и сфагновых (Sphagnosa) — исключительно аммиачное. Возможно, однако, что во всех этих случаях главная роль в снабжении древесных растений азотом принадлежит микоризе.