Азот є найбільш поширеним елементом на нашій планеті. Він грає дуже важливу роль в підтримці життєвих циклів біологічних організмів. Всі органічні білкові молекули, які формують органічну життя, включають в свій склад азот. Велика його частина фіксується одноклітинними найпростішими мікроорганізмами, званими бактеріями. На Землі більше не існує жодного організму, здатного засвоїти азот з шарів атмосфери.

Значення бактерій у процесі кругообігу азоту
Такий хімічний елемент, як азот є складовою частиною не тільки атмосфери. Він також міститься в мантії, земній корі і гідросфері. На поверхні планети постійно циркулює геохімічний круговорот речовин, головним елементом якого є азот.

Процес кругообігу полягає в переміщенні речовин з атмосфери в різні шари земної кори і гідросферу. І навпаки. Єдиним шаром, який не бере участі в цьому циклі, вважається мантія. Її компоненти виходять в атмосферу разом з лавою вулканів, а назад вглиб землі вони вже не потрапляють. Однак мантія містить невелику кількість азоту, тому той відсоток, який регулярно вивергається, не може впливати на геохімічний цикл.

Слід зазначити, що наявність бактерій в системі кругообігу азоту дуже важливий показник, так як вони є практично єдиною биогенной складової. І азотний цикл може відбуватися нескінченно.
• Клубеньковиє та інші прокаріоти абсорбують молекули азоту з атмосфери і грунту. Потім перетворюють їх в так звані органічні сполуки. Їх згодом поглинають рослини.
• Ці рослини засвоюються тваринами і людьми, для яких з часом життєвий цикл закінчується, і вони після смерті розкладаються. У розкладені біологічних тканин беруть участь бактерії іншого виду (денітріфікатори). З їх допомогою проходить явище денитрификации, в результаті якого в повітря виділяються молекули азоту.

Якщо розглядати циркуляцію азоту в геохимическом складі планети, то згадати про інших бактеріях було б неправильно. Існує велика кількість мікроорганізмів, завдяки яким азот може засвоюватися з інших видів джерел, але при цьому теж потрапляє в загальний хімічний кругообіг. Використання знань про бактеріях призводить до того, що людина може штучно збільшити родючість грунту, а також відновити її хімічний склад при тривалому і неправильному використанні в агропромисловому секторі.

Попадання азоту в грунт
Завдяки саме мікроорганізмам грунту збагачуються азотом природним чином. Раніше існувала думка, що бульбочкові мікроорганізми є єдиними бактеріями, які проявляють здатність фільтрувати азот з шарів атмосфери. При цьому головне значення для цього процесу мають рослини, сімейства бобових. Це, мабуть, єдині рослини, які здатні створити унікальний симбіоз з бульбочкових бактеріями.

На даний час вчені провели безліч досліджень і довели, що така позиція суперечить дійсності.
Насправді в природі налічується велика кількість різноманітних бактерій, здатних перетворити молекули азоту в сполуки амонію.
Як відомо, рослини здатні засвоїти безпосередньо сам амоній. Для прикладу слід відзначити, що для актиноміцетів характерний симбіоз практично з ста різновидами дерев. Щоб зрозуміти, як відбувається наповнення грунту азотом, необхідно простежити за послідовністю всіх процесів.

• Коріння рослин, для яких бульбочкові мікроорганізми є симбионтами, виділяють в грунті біля себе специфічні органічні сполуки. Їм дали назву флавін. Кожне з рослин характеризується своїми індивідуальними флавинами, які здатні реагувати тільки з одним типом бактерій. Їм присвоїли назви в залежності від виду рослини, з яким вони утворюють симбіоз.
• Бактерії, які поглинають молекули азоту з атмосфери, направляються в сторону флавинов, і переміщаються ближче до кореневої системи самої рослини. Вони всмоктуються в нього через кореневі волоски і проходять в стовбур кореня.

• У тканинах коренів бактерії активно розмножуються. У свою чергу, в корені для створення необхідного простір для бактерій починається процес поділу клітин. В результаті утворюється клубенек.
• Усі життєві процеси бактерій проходять в цьому бульбами, через нього рослина додатково отримує амоній. Натомість рослина віддає вироблені вуглеводи, які є джерелом енергії для мікробів.
• Після певного життєвого циклу рослина може скинути листя або гине. В результаті цього живі тканини, наповнені амонієм, перегниває в верхніх шарах грунту, і відбувається насичення ґрунту сполуками азоту органічного походження.

• Сенс процесів полягає в наступному. Вийшло добриво стає джерелом утворення органічних азотних сполук для рослин, які в подальшому будуть виростати на такому грунті. При цьому утворені таким способом добрива не можуть існувати в симбіозі з бактеріями, які можуть фіксувати молекули азоту з повітря. Вони не здатні виділити необхідний амоній безпосередньо з шарів атмосфери.
Такий природний процес давно застосовується в агропромисловому комплексі. Аграрії покращують якісний склад грунту завдяки засівання земельних ділянок бобовими культурами. Після відростання зеленої маси поля орати разом з нею. І через деякий час поле готове до подальшого використання. Цей метод дозволяє підвищити урожай в кілька разів.

Види бульбочкових бактерій
Як зазначалося раніше, величезне значення для фіксації азоту мають бульбочкові бактерії. Розглянемо, які бактерії поліпшують азотне живлення рослин, характерні для бульбочкових групи:
• різобіуми. До них відносяться грамнегативні бактерії, облігатні і факультативні анаероби. За зовнішнім виглядом вони нагадують палички. Мікроорганізми існують або в парі, або по одному. Вони не здатні групуватися в колонії. Деякі види небезпечні для людей і можуть переносити вірус СНІДу;

• кілька різновидів актиноміцетів. Вони виростають в кореневій системі дерев, які можуть створити бульби. Це такі дерева, як вільха, обліпиха та інші. Усередині клубеньков актиноміцети утворюють міцелій. Вони є хемоорганотрофамі і грампозитивними.
Крім бульбочкових мікроорганізмів, існують ціанобактерії. Вони також виробляють амоній, але будують симбіоз з папороттю. За структурою ціанобактерії дуже схожі на актиноміцети, які мають безліч дрібних ниточок, і дають позитивну реакцію на забарвлення за методом Грамма.

Не менш корисним являють спороутворюючі палички, які називаються Clostndium pasteurianum. У грунті вони розміщуються вільно, не прив'язуючись до рослин. Вони дуже рухливі і поглинають з ґрунту вуглеводи, які служать для них джерелом енергії.
Найпопулярнішим способом підвищити концентрацію бульбочкових бактерій є використання засобу Нітрагін.

Він в своєму складі має раси бульбочкових мікроорганізмів і додається в грунту для підвищення врожайності тільки бобових рослин, коренева система яких допоможе збагатити грунт азотом. Ще одним поширеним препаратом бактеріального дії є Азотобактерин. Він здатний накопичувати в землі азот з повітря, підвищує якість грунту. Його використовують для різних типів рослин, але не для бобових.