Нитрификация

Нитрификация — это процесс биологического окисления аммиака, образующегося при разложении органических веществ, до нитрата. Процесс происходит в аэробных условиях в воде и почве.

Автотрофная нитрификация

Осуществляется последовательно двумя группами специализированных нитрифицирующих бактерий:

Нитрификаторы первой фазы (роды Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus, Nitrosolobus) окисляют аммиак до нитрита: NH₄⁺ + 2O₂ → NO₂⁻ + 2H₂O
Нитрификаторы второй фазы (роды Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus) окисляют нитрит до нитрата: 2NO₂⁻ + O₂ → 2NO₃⁻

Нитрифицирующие бактерии (впервые выделены и описаны в 1890 году С. Н. Виноградским) являются облигатными автотрофами: органические вещества не поддерживают их рост, они получают энергию исключительно за счёт окисления неорганических соединений азота.

Гетеротрофная нитрификация

Осуществляется различными организмами, включая грибы, и связана с окислением не только аммиака, но и органических соединений азота.

Нитрификация — основной путь образования нитратов в природе, играющий ключевую роль в круговороте азота в биосфере.

Современный контекст

Современные исследования расширили представления о нитрификации:

Открыт процесс анаммокс (анаэробное окисление аммония), который является важным альтернативным путём превращения аммония в атмосферный азот в бескислородных условиях, например, в океанических кислородных минимумах.
Обнаружены археи-аммонификаторы (например, из группы Thaumarchaeota), которые могут окислять аммиак в океанах и почвах, часто внося сравнимый или даже больший вклад в этот процесс, чем бактерии.
Выявлены кометаболические пути и новые группы микроорганизмов, способные к нитрификации в различных условиях, что усложнило классическую двухэтапную модель.