Общее содержание азота в почве от 0,03 до 3,5%. Практически весь азот в почвах находится в виде органических соединений (гумусовые вещества содержат ок 5% N), поэтому типы почв содержащие больше гумуса, содержат больше азота (0,25-0,5%), чем слабогумусированные (0,03-0,2%). Больше всего азота в органогенных почвах. Верховые торфа (0,7-1,5%), низинные (2,3-3,5%). Содержание гумуса в рамках одного типа почв изменяется в зависимости от их ГС и степени окультуренности. Регулярное удобрение навозом приводит к увеличению содержания гумуса, чем в их неокультуренных аналогах. Общий запас азота в пахотном слое на 1 га варьирует от 0,9 в легких дерново-подзолистых почвах до 15 тонн в черноземах. Азот в почвах содержится в органической и минеральной формах, преобладает органический азот, который составляет 97-99% общего содержания. Он не доступен для питания растений. Органический азот находится в составе гумуса, некоторая часть в м.о. негумусированных остатках живых организмов. По степени потенциального участия в питании растений органический азот подразделяется на 3 группы: Негидролизуемый, трудногидролизуемый, легкогидролизуемый. Легкогидролизуемый представлен низкомолекулярными соединениями аминокислотами и амидами, азот которых становится доступным после минерализации. Однако в почвах легкогидролизуемый азот составляет 5-10% от общего содержания, преобладает негидролизуемая фракция 70-85%. Содержание минерального азота может достигать 3%, но чаще всего не более 1%. Он образуется в результате микробиологического разложения (минерализации органического) вещества до аммонийной NH4 и нитратной NO3 форм. Аммонификация — процесс разложения азотсодержащих органических веществ с образованием аммиака, происходящий в результате жизнедеятельности широко распространенных аммонифицирующих микроорганизмов.Аммонийный азот образуется в результате процесса аммонификации, т.е. распада азот содержащих органических соединений до NH3.Схема аммонификации Гумус, белки аминокислоты, амиды NH3

В аммонификации участвуют разные группы аэробных и анаэробных микроорганизмов. Аммонификация протекает в присутствии кислорода и без него, и при различной реакции среды. Резко снижается аммонификация только в анаэробных условиях сильнокислых или сильнощелочных почв. Скорость аммонификации зависит также от температуры и влажности почвы. Образующийся NH3 реагирует с органическими и минеральными кислотами почвенного раствора. При диссоциации солей NH4 поглощается ППК, и достаточно прочно закрепляется. аммонийный азот прочно закрепляется в ППК, но остается доступным для растений.

Нитратный азот образуется в результате процесса нитрификации. Окисляется NH3 до нитратов под действием специфических аэробных бактерий – нитрификаторов. Выделятся 2 стадии процесса:1) окисление аммиака до азотистой кислоты бактериями Nitrosamonas, Nitrosocystis и др 2NH3+3O2=2HNO2+2H2O 2) окисление азотистой кислоты до азотной бактериями рода Nitrobacter 2HNO2+O2=HNO3 Образующаяся азотная кислота нейтрализуется катионами Са, Mg и др. находящимися в почвенном растворе или ППК. 2HNO3+Ca(HCO3)2=Ca(NO3)2+2H2CO3 Ca 2H ППК)H + nHNO3=ППК)H + Ca(NO3)2 Mg Mg

Нитратный азот всегда находится в почвенном растворе обладая высокой подвижностью. При возделывании культур нитраты сразу поглощаются растениями. Оптимальные условия для нитрификации: хорошая аэрация, влажность 60-70%, t=25-32, близкая к нейтральной рН, такие условия являются оптимальными и для растений. Таким образом интенсивное накопление нитратов свидетельствует о повышенном накоплении его в почве.

Продуктами аммонификации и нитрификации являются формы минерального азота, поэтому значение имеет регулирование темпов этих процессов. Количество органического вещества участвующего в аммонификации можно повысить внесением органических удобрений. Реакцию среды можно оптимизировать известкованием. Водно-воздушные свойства и температурный режим обработкой и структурой посевных площадей.

Денитрификация – это восстановление нитратного азота до газообразных соединений (N2O, NO, NO2) с участием анаэробных бактерий денитрификаторов Bact. Denitrificans. Наиболее интенсивно протекает денитрификация в анаэробных условиях переувлажненных или переуплотненных почв при щелочной реакции среды рН=6,5-7,5 и избытке органического вещества богатого углеводами. Вместе с тем идет и при оптимальных рН, влажности и аэрации, т.к. внутри почвенных микроагрегатов всегда существуют анаэробные микрозоны. Образующиеся газы основные из которых N2 и N2O улетучиваются из почвы обуславливая тем самым потерю азота. Поэтому необходимо стремиться к снижению интенсивности денитрификации использую агротехнические направленные на поддержание в почве оптимального водно-воздушного режима. На ряду с биологической выделяется и косвенная хемоденитрификация – это образование газообразных форм азота в результате протекающих в почве химических реакций. Существенные потери происходят при разложении HNO2 в кислой среде рН 20:1 т.к. начинается бурное развитие разлагающих их м.о. Среднее отношение углерода к азоту в плазме м.о. 10:1 поэтому для ее формирования нехватает азота имеющегося в составе органических веществ, как следствие поглощают минеральный азот ухудшая условия питания с/х культур. Таким образом при использовании органических удобрений с широким отношением С:N (солома или соломистый навоз) нужно принимать меры для улучшения азотного питания растений и прежде всего вносить азотсодержащие удобрения. В месте с тем иммобилизация это временное явление, после отмирания м.о. их плазма подвергается гумификации и аммонификации. Соответственно поглощенный ими азот закрепляется в виде гумуса или превращается в аммиак и снова становится доступным для растений. Снижение содержания минерального азота может также происходить в результате необменного поглощения (фиксации) катиона NH4 глинистыми минералами с 3х слойной кристаллической решеткой – вермикулит и др. Содержание фиксированного NH4 в пахотном слое колеблется от 130 до 350 кг/га и он практически не участвует в питании растений.

Один из важнейших макроэлементов. Без его участия невозможно развитие растений. Он отвечает за обмен веществ. При этом находится в составе всех белков, цитоплазмы, ядер клеток, аминокислот, хлорофилла, гормонов, витаминов и других соединений. Все это – азот.

Растениям он необходим постоянно, так как отвечает за все процессы питания. Поэтому его недостаток задевает жизненно важные функции.

Особенно нуждаются в этом элементе молодые растения во время активного роста стеблей и листьев. Они содержат наибольшее количество азота. Но с развитием, его доля снижается.

Роль азота в жизни растения заключается еще в том, что он больше других элементов влияет на качество и количество урожая. Поэтому, чтобы вырастить богатый урожай нужно с ранней весны позаботиться о достатке азота.

Азот в природе

Растения используют азот в виде солей аммония (NH4 + ), и нитратов (NO3 — ):

  • Аммоний называют "долгим" азотом, так как он неподвижен в почве, не вымывается и долго превращается в нитратную форму. Больше необходим на ранних стадиях развития растения.
  • Нитраты — "быстрый" азот. Быстро действуют, но легко вымываются. В большинстве случаев азот поступает в растения именно в виде нитратов.

Обе формы полезны при разных условиях: когда нужно быстро подкормить растение, используют нитраты. А когда необходимо поступление азота только на определенной фазе роста, вносят аммонийные удобрения.

Нитраты не задерживаются в почве и могут вымываться со склонов, выноситься с урожаем:

  1. В водопроницаемых почвах (песчаных) вымывание азота происходит намного интенсивней, чем в почвах с низкой фильтрационной способностью (глинистых). Для уменьшения вымывания воды и соответственно азота, вносят перегной. Он имеет хорошую влагоемкость, склеивает частички почвы и заполняет собой пространство между ними.
  2. Также происходит потеря азота при денитрификации, когда почвенные бактерии перерабатывают нитрат, используя его для поддержания своей жизнедеятельности. В результате он становится недоступным.
  3. Так как азот накапливается в разных частях растения, то при уборке, уносится с урожаем. Разные культуры по-разному его используют. В зависимости от вида, в среднем выносится 100-200 кг/га органических веществ, содержащих азот.
  4. Также он выносится при улетучивании мочевины, когда уреаза превращает ее в аммиак.

Азот атмосферы – это единственный природный источник азота. В газообразном состоянии находится в неограниченном количестве. Но его могут использовать лишь некоторые растения. Свойство переводить такой азот в форму, доступную для усвоения имеют азотфиксирующие бактерии. Такие бактерии находятся на корнях бобовых (соя, люцерна, клевер). Поэтому для природного восполнения уровня азота, их высаживают на местах, где в будущем будут произрастать культурные растения. И после уборки бобовых, азот остается в почве.

Азот в гидропонике

В питательном растворе для гидропоники важно наличие обеих форм азота. С помощью контроля их соотношения, можно добиться стабильного значения рН. Потому что, если раствор имеет только аммоний – это приведет к понижению уровня рН раствора и его подкислению. И наоборот – при перевесе нитратов, повысится рН вокруг корней и раствор станет щелочным. В этом случае, если значение рН не соответствует нужному уровню, растение перестанет получать необходимые элементы для нормального развития. При значении рН 6,8 растения одинаково усваивают обе формы азота.

При одинаковых пропорциях аммоний больше понижает рН раствора, чем нитратный азот повышает его. Поэтому для стабилизации уровня рН аммония используют намного меньше, чем нитратов (в соотношении 1:3).

Еще одна важность правильного соотношения NH4 + и NO3 — в том, что повышенное содержание аммония приводит к дефициту кальция и магния.

Соотношение нитратов и аммония очень важно. Но оно может меняться в зависимости от сорта растения, температуры раствора, стадии роста, освещения:

    1. Если при образовании плодов у некоторых растений в питательном растворе присутствует аммоний – это снижает урожайность и может привести к заболеваниям. Поэтому лучше использовать аммоний только на начальной стадии развития. 2. При повышении температуры увеличивается потребление сахара и уменьшается обмен веществ аммония с ним. Поэтому при повышенных температурах недопустимо содержание высокого уровня аммония. 3. Наоборот, при низкой температуре нитраты транспортируются медленнее, поэтому использование их в растворе негативно сказывается на росте растения.

Нехватка азота у растений

Чтобы понять, как выглядит растение с недостатком азота N2 не нужно иметь специальных знаний. Главный признак – это прекращение роста и общая слабость. Растение с нормальным его содержанием выглядит здоровым, с насыщенным зеленым цветом листьев. Даже на начальной стадии азотное голодание может привести к потере половины урожая.

Недостаток азота у растений проявляет себя по таким признакам:

  • растут слабые, короткие побеги;
  • недостаток листьев, а те, что есть, теряют яркую окраску;
  • новые листья мелкие, узкие, бледно-зеленые с красноватыми оттенками, рано опадают;
  • пожелтение жилок с расположенными возле них частями листа. Сначала желтеть начинают нижние, старые листья;
  • слабое ветвление деревьев;
  • слабое цветение;
  • плоды вырастают мелкие, рано осыпаются.

Как восполнить дефицит азота у растений

В почве

Азот для подкормки растений вносят в виде: калиевой, натриевой селитры, аммиачных, органических и других удобрений. Они повышают урожайность практически всех культур.

Почву удобряют ранней весной и в начале лета. За это время растение наиболее активно развивается. Своевременная подкормка стимулирует обмен веществ и активизирует рост.

Положительно удобрения влияют после весенних заморозков и понижений температуры. А вносить их после середины лета не рекомендуется. Это продлит рост, и существенно снизит зимостойкость растений. Также возможно накопление нитратов в плодах.

В гидропонике

Для гидропоники используют минеральные удобрения. Обычные органические удобрения (навоз) не используют, потому что они могут привести к загниванию. Это происходит из-за того, что органические удобрения расщепляются организмами, которые находятся только в почве. А удобрения для гидропоники содержат все готовые для использования элементы.

Раньше, чтобы получить питательный раствор, нужно было самому смешивать химические реактивы. Но это очень сложно. Сейчас раствор для гидропоники можно приготовить самому с помощью готовых удобрений:

Минеральное удобрение Plagron Hydro A/B 5 л. Двухкомпонентные азотсодержащие удобрения идеально подходят для профессионалов с большим опытом выращивания. Они содержат все необходимые питательные вещества даже для самых капризных растений. Используют эти подкормки во время развития, цветения и плодоношения. Они предназначены для гидропонного метода выращивания.

Стимулятор корнеобразования Plagron Power Roots 1 л. Это удобрение обеспечивает рост сильной, развитой корневой системы. В результате увеличивается усвоение питательных веществ, ускоряется рост молодых побегов. Используется во время вегетации и после пересадки для укрепления иммунитета. Подходит для любого способа выращивания.

Минеральное удобрение FloraGro 500 мл. Стимулирует активное развитие и укрепление корневой системы за счет обеспечения растения главными элементами. Используется на стадии вегетации для гидропонного способа, выращивания в почве, субстратах.

Работа TDS метра основана на электропроводности водной – электроды, погруженные в водную среду, создают между собой электрическое поле. Чистая дистиллированная вода сама по себе ток не проводит, образуют его растворенные в воде различные примеси и соединения.

Солемер или TDS метр – это стационарный малогабаритный прибор для измерения жесткости воды и процентного содержания в ней разного вида веществ.

Кокосовый субстрат, изготавливаемый из растертой в мелкую крошку кожуры и волокон кокосового ореха, − достаточно молодой материал.

Чтобы пересаженные цветы хорошо росли и развивались, их корням необходима влага и возможность дышать через земляную почву. Обычная земляная смесь представляет собой достаточно плотную субстанцию, плохо пропускающую живительную влагу и воздух к корням.

Керамзитовый дренажный материал или керамзит – это одна из разновидностей субстрата применяемая для укоренения черенков роз гвоздик и иных цветочных растений.

В прошлом веке ученые открыли вещества, влияющие на работу тех или иных функций растения. С помощью этих веществ, каждый садовод может повлиять на жизненный цикл растения, ускорить или замедлить его развитие. Подобные вещества называют стимуляторами роста.

Современные технологии позволяют контролировать развитие растений по воле человека. Еще в 20 веке ученые открыли фитогормоны, вещества, стимулирующие все процессы жизнедеятельности и контролирующие их протекание

При выращивании растений без солнечных лучей нужно сильно постараться, чтоб предоставить все необходимое. Ведь питается растение именно световыми лучами, без которых рост и развитие невозможно, грунт и удобрение играют второстепенную роль.

  • Интернет магазин ООО «АгроДом»
  • Страна: Россия
  • E-mail: [email protected]
  • Телефон: 8 (800) 555–42–84
  • Мы работаем: пн-пт 9:00–23:00; сб 10:00–21:00; вс 12:00-20:00

Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам

Курсовая.docx

Основные этапы азотного обмена в растении

  1. Почва как источник питательных веществ
  2. Содержание минеральных элементов в растениях
  3. Доступные для растения формы азота
  4. Биологическая азотфиксация
  5. Редукция нитрата
  6. Пути ассимиляции аммиака

Почва как источник питательных веществ

Растения получают углерод и кислород преимущественно из воздуха, а остальные элементы из почвы. Питательные элементы — это химические элементы, которые необходимы растению и не могут быть заменены никакими другими. Питательные вещества — это соединения, в которых имеются эти элементы. Питательные элементы содержатся в почве в 4 формах: 1) прочно фиксированные и недоступные для растения (например, ионы калия и аммония в некоторых глинистых минералах, 2) труднорастворимые неорганические соли (сульфаты, фосфаты, карбонаты) и в такой форме недоступные для растения, 3) адсорбированные на поверхности коллоидов, доступные для растений благодаря ионному обмену на выделяемые растением ионы, 4) растворенные в воде и поэтому легко доступные для растений.

Ионы поступают в клетки ризодермы из почвенного раствора и благодаря контактному обмену Н + , НСО — 3 и анионов органических кислот на ионы минеральных веществ почвенных частиц. Контактный обмен ионов клеточной стенки ризодермы с частицами почвы осуществляется без перехода ионов в почвенный раствор. Тесный контакт обеспечивается благодаря выделению слизи корневыми волосками и отсутствию у ризодермы кутикулы и других защитных покровов. Так как адсорбированные ионы находятся в постоянном колебательном движении и занимают определенный объем — сферу колебаний, при тесном контакте поверхностей сферы колебаний двух ближайших адсорбированных ионов могут перекрываться, в результате чего осуществляется ионный обмен.

Выделяя различные вещества (углекислый газ, аминокислоты, сахара и другие), корень растения изменяет состояние питательных веществ в прикорневой зоне непосредственно, например, путем выделения СО2 (СО2 + Н2О ® Н + + НСО — 3: повышение растворимости фосфатов и карбонатов) и косвенно, создавая благоприятные условия для ризосферы, которая играет большую роль в превращении почвенных минералов.

Содержание минеральных элементов в растениях

Растения способны поглощать из окружающей среды практически все элементы. Однако для нормальной жизнедеятельности растительному организму необходимо лишь 19 питательных элементов. Среди них углерод (45 % сухой массы тканей), кислород (42%), водород (6,5%) и азот (1,5%) называют органогенами. Оставшиеся 5 % приходятся на зольные элементы, которые остаются в золе после сжигания растения. Содержание минеральных элементов обычно выражают в процентах от массы сухого вещества. Все элементы в зависимости от их количественного содержания в растении принято делить на макроэлементы (содержание более 0,01 %) — к ним относятся азот, фосфор, сера, калий, кальций, магний и микроэлементы (содержание менее 0,01 %): железо, марганец, медь, цинк, бор, молибден, кобальт, хлор. Ю. Либихом было установлено, что все перечисленные элементы равнозначны и полное исключение любого из них приводит растение к глубокому страданию и гибели, ни один из перечисленных элементов не может быть заменен другим, даже близким по химическим свойствам. Макроэлементы при концентрации 200-300 мг/л в питательном растворе еще не оказывают вредного действия на растение. Большинство микроэлементов при концентрации 0,1-0,5 мг/л угнетают рост растений.

Для нормальной жизнедеятельности растений должно быть определенное соотношение различных ионов в окружающей среде. Чистые растворы одного какого-либо катиона оказываются ядовитыми. Так, при помещении проростков пшеницы на чистые растворы KCL или CaCL2 на корнях сначала появлялись вздутия, а затем корни отмирали. Смешанные растворы этих солей не обладали ядовитым действием. Смягчающее влияние одного катиона на действие другого катиона называют антагонизмом ионов. Антагонизм ионов проявляется как между разными ионами одной валентности, например, между ионами натрия и калия, так и между ионами разной валентности, например, калия и кальция. Одной из причин антагонизма ионов является их влияние на гидратацию белков цитоплазмы. Двухвалентные катионы (кальций, магний) дегидратируют коллоиды сильнее, чем одновалентные (натрий, калий). Следующей причиной антагонизма ионов является их конкуренция за активные центры ферментов. Так, активность некоторых ферментов дыхания ингибируется ионами натрия, но их действие снимается добавлением ионов калия. Кроме того, ионы могут конкурировать за связывание с переносчиками в процессе поглощения. Действие одного иона может и усиливать влияние другого иона. Это явление называется синергизмом. Так, под влиянием фосфора повышается положительное действие молибдена.

Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот, пигментов, коферментов, фитогормонов и витаминов. При недостатке азота тормозится рост растений, ослабляется образование боковых побегов и кущение у злаков, наблюдается мелколистность, уменьшается ветвление корней. Симптомом азотного дефицита является хлороз листьев — бледно-зеленая окраска листьев, вызванная ослаблением синтеза пигмента хлорофилла. Длительное азотное голодание ведет к гидролизу белков и разрушению хлорофилла в нижних более старых листьях и оттоку растворимых соединений азота к молодым листьям, точкам роста и генеративным органам. Вследствие разрушения хлорофилла окраска нижних листьев в зависимости от вида растения приобретает желтые, оранжевые или красные тона, а при сильно выраженном азотном дефиците возможно высыхание и отмирание тканей.

Доступные для растений формы азота

Азот — один из наиболее широко распространенных элементов в природе. Основными его формами на Земле являются связанный азот литосферы и газообразный молекулярный азот атмосферы, составляющий около 76 % воздуха по массе. Однако молекулярный азот атмосферы не усваивается высшими растениями. В почве сосредоточена лишь минимальная часть литосферного азота и только от 0,5 до 2 % почвенного азота доступно растениям. Этот азот представлен в форме NO — 3 и NH + 4-ионов.

Ионы NO — 3 подвижны, плохо фиксируются в почве и легко вымываются почвенными водами в более глубокие слои почвы и водоемы. Содержание нитратов в почве возрастает весной, когда создаются условия, благоприятные для деятельности нитрифицирующих бактерий. Катион NH + 4 менее подвижен, хорошо адсорбируется отрицательно заряженными частицами, меньше вымывается осадками.

Запасы азота в почве могут пополняться разными путями. При возделывании сельскохозяйственных культур вносят в почву минеральные и органические азотные удобрения. В естественных условиях основная роль принадлежит специализированным группам микроорганизмов. Это азотфиксаторы, усваивающие молекулярный азот атмосферы, а также почвенные бактерии, способные переводить в форму NO — 3 и NH + 4-ионов органический азот растительных и животных остатков.

Процесс превращения органического азота почвы в NH + 4-ионы называется аммонификацией. Она осуществляется гетеротрофными микроорганизмами по схеме:

Биологическое окисление NH + 4 до NO — 3, то есть нитрификация — это двухступенчатый процесс, осуществляемый двумя группами автотрофных бактерий: Nitrosomonas и Nitrobacter. Nitrosomonas окисляют аммиак до азотистой кислоты:

а Nitrobacter окисляют азотистую кислоту до азотной:

Газообразный азот может превращаться в доступные для растений соединения в ходе химической и биологической азотфиксации. Химическое связывание N2 в форме NO — 3 и NH + 4-ионов в небольших размерах происходит в результате фотохимических процессов и электрических разрядов в атмосфере. Сейчас налажено промышленное производство азотной кислоты и аммиака из азота воздуха.

Однако основная масса азота, содержащегося в населяющих нашу планету живых организмах, своим происхождением обязана деятельности микроорганизмов, способных ассимилировать молекулярный азот атмосферы, восстанавливая его до аммиака. Этот процесс называется биологической азотфиксацией.

Микроорганизмы, осуществляющие биологическую азотфиксацию, разделяют на свободноживущие и живущие в симбиозе с высшими растениями. Группа свободноживущих азотфиксаторов включает бактерии родов Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, а также фотосинтезирующие бактерии и некоторые виды цианобактерий — сине-зеленых водорослей. Все они гетеротрофы и нуждаются в углеводном источнике питания. Бактерии родов Azotobacter и Beijerinckia поселяются на поверхности корней высших растений и используют корневые выделения. Заселение цианобактериями рисовых полей увеличивает урожай риса примерно на 20 %. Однако сельскохозяйственное значение свободноживущих азотфиксаторов невелико. В умеренном климате ежегодная фиксация ими азота составляет не более 20 — 40 кг азота на гектар.

К группе симбиотических азотфиксаторов относятся бактерии рода Rhizobium, образующие клубеньки на корнях бобовых растений и фиксирующие, в среднем, от 100 до 400 кг азота на га. Большое значение в природе имеют некоторые лишайники, представляющие собой симбиоз гриба и азотфиксирующих цианобактерий. Они развиваются в субарктических зонах, на скалах и других бесплодных участках, являясь, таким образом, пионерами заселения суши. В настоящее время насчитывается около 190 видов растений разных семейств, способных симбиотически усваивать азот. К их числу относятся некоторые деревья и кустарники: ольха, восковница, лох, облепиха и другие.

Инфицирование растения-хозяина начинается с проникновения бактерий рода Rhizobium в клетку корневого волоска. Затем бактерии мигрируют в клетки коры и вызывают интенсивное деление инфицированных клеток, что приводит к образованию клубеньков на корнях. При этом сами бактерии превращаются в бактероиды, которые в 40 раз больше по объему исходной бактерии.

Молекула азота (N N) химически инертна. Для разрыва трех ее ковалентных связей в химическом процессе синтеза аммиака требуются катализаторы, высокие температура и давление. Биологическая фиксация азота осуществляется при невысокой температуре и нормальном давлении, что свидетельствует об очень высокой эффективности участвующего в этом процессе фермента нитрогеназы. Фермент состоит из двух компонентов: высокомолекулярного (200-250 кДа) Mo, Fe-белка и низкомолекулярного (50-70 кДа) Fe-белка. Субстрат N2 связывается и восстанавливается на Mo, Fe-белке, а Fe-белок служит переносчиком электронов от ферредоксина на Mo, Fe-белок. Реакция сопряжена с гидролизом АТФ. Для восстановления N2 до NH3 требуется 6 электронов, которые расходуются в три этапа:

2 ` e + 2H + 2 ` e + 2H + 2 ` e + 2H +

Поскольку нитрогеназный комплекс разрушается в присутствии кислорода, у азотфиксирующих микроорганизмов используется ряд механизмов для его защиты. У Rhizobium эту функцию выполняет гемсодержащий белок легоглобин или леггемоглобин, обладающий очень высоким сродством к кислороду. Он синтезируется клетками растения-хозяина и встраивается в мембрану бактероида. Функционирующий в бактероидах цикл Кребса служит источником субстратов для окисления в электрон-транспортной цепи, осуществляющей синтез АТФ, обеспечивает нитрогеназу электронами через ферредоксин, поставляет a -кетоглутаровую кислоту, которая, реагируя с NH — 4, образует глютаминовую аминокислоту, транспортируемую затем в клетки растения-хозяина.