什么是氮化作用微生物

⑴ 为何说微生物在自然界氮素循环中起着关键的作用

自然界的氮素循环是各种元素循环的中心，这是由于氮元素在整个生物界中所处的重要地位所决定的。微生物又是整个氮素循环的中心，尤其是一些固氮微生物更可称作开辟整个生物圈氮素“先锋队”。

氮元素在自然界中的存在形式主要有以下五种：铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐、有机含氮物和大气中的游离氮气。与其他主要元素相比，在地球表面的岩石圈和水圈中，属于铵盐、亚硝酸盐和硝酸盐形式的无机氮化物的含量极其有限，由于其高度水溶性，因此是以极稀的水溶液形式分散在整个生物圈中的。无机结合态氮素的含量，是许多生态系统中初级生产者的最主要限制因子。第二类氮化物是各种活的或死的含氮有机物，它们在自然界中的含量也很少。尤其是以腐殖质形式存在的复杂有机物，在一般的气候条件下分解极其缓慢，故其中的氮素很难释放和重新被植物所利用。在自然界中以大气氮形式存在的氮气是数量最大的氮素贮藏库，然而在所有的生物中，只有少数具有固氮能力的原核微生物及其共生体才能利用。

⑵ 氮素循环最重要的微生物

氮素循环没有最重要的微生物，或者说每一种微生物都是最重要的。因为它们之间是息息相关，相互影响，不可分割的。
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氮素循环中微生物的作用
1．固氮作用
分子态氮被还原成氨或其他氮化物的过程称为固氮作用。自然界氮的固定有两种方式，一是非生物固氮，即通过雷电、火山爆发和电离辐射等因氮，此外还包括人类发明的以铁作催化剂，在高温(500℃)、高压(30.3975MPa)下的化学固氮，非生物固氮形成的氮化物很少。二是生物固氮，即通过微生物的作用固氮，大气中90％以上的分子态氮，只能由微生物的话性而固定成氮化物。能够固氮的微生物，均为原核生物，主要包括细菌、放线菌和蓝细菌。在固氮生物中，贡献最大的是与豆科植物疫面而瘤菌属，其次是与非豆科植物共生的放线菌弗兰克氏菌属，再次是各种蓝组菌，最后是一些自生固氮菌。化学固氮曾为农业生产仔万于巨大的贡献，但是，它的生产需要高温条件和高压设备，材料和能源消耗过大，因此产品价格高且不断上涨。对自然界氮素循环中的因氮作用具有决定意义的是生物固氮作用。
2．氨化作用
微生物分解含氮有机物产生氨的过程称为氨化作用。含氮有机物的种类很多，主要是蛋白质尿素、尿酸和壳多糖等。
氨化作用在农业生产上十分重要，施入土壤中的各种动植物残体和有机肥料，包括绿肥、堆肥和厩肥等都富含含氮有机物，它们须通过各类微生物的作用，尤其须先通过氨化作用才能成为植物能吸收和利用的氮素养料。
3．硝化作用
微生物将氨氧化成硝酸盐的过程称为硝化作用。硝化作用分两个阶段进六，第一个阶段是氨被氧化为亚硝酸盐，靠亚硝化细菌完成，主要有亚硝化单胞菌属、亚硝化叶菌属等的一些种类。第二阶段是亚硝酸盐被氧化为硝酸盐，靠硝化细菌完成，主要有硝化杆菌属、硝化刺菌属和硝化球菌属的一些种类。硝化作用在自然界氮素循环中是不可缺少的一环，但对农业生产并无多大利益。
4．同化作用
铵盐和硝酸盐是植物和微生物良好的无机氮类营养物质，它们可被植物和微生物吸收利用，合成氨基酸、蛋白质、核酸和其他含氮有机物。
5．反硝化作用
微生物还原硝酸盐，释放出分子态氮和一氧化二氮的过程称为反硝化作用。反硝化作用一般只在厌氧条件下进行。
反硝化作用是造成土壤氮素损失的重要原因之一。在农业上常采用中耕松土的办法，以抑制反硝化作用。但从整个氮素循环来说，反硝化作用还是有利的，否则自然界氮素循环将会中断，硝酸盐将会在水体中大量积累，对人类的健康和水生生物的生存造成很大的威胁。