МІКРОБІОЛОГІЯ - М.Г. Сергійчук - 2008
Розділ 9. РОЛЬ МІКРООРГАНІЗМІВ У КРУГООБІГУ РЕЧОВИН У ПРИРОДІ
ТРАНФОРМАЦІЯ СПОЛУК ФОСФОРУ
Фосфор є одним із важливих елементів, необхідних для живлення рослин. Він входить до складу нуклеїнових кислот, фітину, лецитину, різних інозитфосфатів, гумусових речовин; бере участь у процесах фосфорилювання та утворення сполук, багатих енергією; міститься у ґрунті, рослинах, клітинах мікроорганізмах у формі органічних та неорганічних сполук.
Основна частина фосфору міститься у ґрунті у формі органічних речовин, не доступних для засвоєння вищими рослинами. Ці сполуки представлені органічними фосфатами або погано розчинними неорганічними фосфатами кальцію (апатити, оксиапатити, фторапатити, фосфорити), фосфатами або оксифосфатами заліза (вівіаніту). У ґрунт сполуки фосфору надходять з рослинними та тваринними рештками, а також у вигляді мінеральних добрив.
У структурі рослин цей елемент міститься у формі фосфорорганічних сполук - фітину (кальціймагнієва сіль інозитфосфорної кислоти), фосфоліпідів, нуклеїнових кислот та ін. В інших умовах утворюються фосфоліпіди - ефіри гліцерину і високомолекулярних жирних кислот. Один із спиртових гідроксилів гліцерину утворює ефір із фосфорною кислотою, залишок якої може зв'язуватися з холіном (або іншою сполукою), тоді утворюється лецитин (фосфатидилхолін).
Нуклеїнові кислоти розкладаються найшвидше. Деструкція лецитину займає проміжне положення між десульфофікацією нуклеїнових кислот і фітину. При розщепленні фітину утворюється інозит і фосфорна кислота.
Органічні сполуки фосфору розкладаються різними групами мікроорганізмів: бактеріями (Bacillus megaterium, B. subtilis, Pseudomonas aeruginosa та ін.), грибами (Alternria, Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Tdchothedum), дріжджами (Candida, Hansenula, Rhodotorula, Saccharomyces) та актиноміцетами. Типовим представником фосфорних бактерій є Bacillus megatenum var. phosphaticum. При мінералізації органофосфатів відбувається гідролітичне відщеплення фосфорної кислоти від органічного субстрату. Частина фосфорної кислоти фіксується у клітинах мікроорганізмів, частина асимілюється рослинами, а її рештки зв'язуються основами ґрунту, утворюючи важкорозчинні й малопридатні для фосфорного живлення рослин солі алюмінію, заліза, кальцію, магнію тощо. Нерозчинні фосфати кальцію (наприклад, фторапатити - Ca5F(PO4)3, гідроапатити — Са5ОH(РО4)3), накопичуються переважно в нейтральних і лужних ґрунтах. У кислих ґрунтах домінують солі заліза (вівіаніт - Fe3(PO4)2x 8H2O) і алюмінію - недоступні для рослин сполуки.
Роль мікроорганізмів полягає в тому, що вони переводять недоступні мінеральні сполуки фосфору в розчинний стан. До таких мікроорганізмів належать бактерії (наприклад, Bacillus, Micrococcus, Pseudomonas, Mycobacterium), гриби родів Aspergillus, Penicillium та ін. Розчинення фосфатів відбувається за рахунок утворення мікроорганізмами CO2та різних кислот.
Якщо мікроорганізм виділяє CO2, то спочатку він переходить у вуглекислоту, яка і розчиняє нерозчинні фосфати:
При утворенні мікроорганізмами кислот процес іде аналогічно:
