Яку роль відіграють азотні бактерії?

Природа у витончених формах біологічної хімії приховує від нашого погляду багато процесів. Наприклад, як отримують азот ті рослини, що не виростають на ділянках, що штучно удобрюються? Виявляється, істотну роль тут відіграють азотні бактерії.

Азотом з атмосфери рослини не можуть харчуватися – такі висновки давали результати численних дослідів ботаніків. Але так тривало доти, поки наприкінці 19 століття не відкрили чудову особливість будови бобових рослин. На корінцях гороху, конюшини, та інших рослин цього сімейства знаходяться невеликі бульбочки, в яких, за дослідженням вчених, живуть особливі азотні бактерії, які незабаром отримали назву "клубенькових". Ці азотні бактерії виявилися здатними пов'язувати атмосферний азот і переробляти його в різні азотні сполуки. Незабаром подібні азотні бактерії виявили і у вільному вигляді у ґрунті.

Виявилося, що харчуватися атмосферним азотом можуть не тільки бобові, а й інші рослини! Щоправда, азотфіксуючі ферменти у багатьох рослин просто пригнічені, тому їх потрібно розхитати, активізувати. Насамперед це завдання генної інженерії.

Азотні бактерії з разючою легкістю видобувають азот прямо з повітря і пов'язують його з воднем, отримуючи аміак. Вченим вдалося розшифрувати механізм реакції в живій природі та відкрити головну зброю азотних бактерій – фермент нітрогеназу. Вивчення біологічної реакції фіксації азоту з повітря показало, що активними центрами ферментів можуть бути лише іони молібдену, а в деяких випадках ванадію. Ці метали і вибрали для спроби змоделювати природний процес у лабораторії.

У хвилях Світового океану міститься приблизно 130 млрд. т. чистого азоту! Простий підрахунок і виявляється: океан може легко забезпечити потребу в сполуках азоту більш ніж на 5 тисячоліть! Чи можна за образом та подобою азотних бактерій побудувати справжні фабрики для одержання аміаку? Бактерії добувають залізо і нафту з рудничних стоків і з підземних вод деякі метали, наприклад мідь.

Технологічно це можемо виглядати так. Морську воду пропускають через фільтри з іонообмінних смол, які концентрують нітрат-іони. Потім останні вимиваються розчинами солей кальцію, натрію чи амонію. В результаті одразу виходять кальцієва, натрієва або амонійна селітри, зрозуміло, після випарювання розчинів.