процесс связывания молекулярного азота (N
2) атмосферы и перевода его в азотистые соединения. А. осуществляется азотфиксирующими микроорганизмами (См.
Клубеньковые бактерии), в том числе клубеньковыми бактериями (См.
Клубеньковые бактерии), и др. микроорганизмами (бактерии, актиномицеты, дрожжи, грибы и сине-зелёные водоросли), обитающими в почвах, пресных водоёмах, морях и океанах. А. - важнейший биологический процесс, играющий большую роль в круговороте
Азота в природе и обогащающий почву и водоёмы связанным азотом. В атмосфере содержится над 1
га почвы более 70 000
т свободного азота, и только в результате А. часть этого азота становится доступной для использования высшими растениями. Свободноживущие
азотфиксирующие бактерии связывают несколько десятков килограммов азота на 1
га в год. Сине-зелёные водоросли на рисовых полях фиксируют до 200
кг/га азота в год. Общая прибыль азота (в надземных органах и пожнивных остатках) при культивировании бобовых растений составляет от 57,5 до 335
кг/га в год. Количество азота, внесённого в почву бобовыми растениями за счёт деятельности клубеньковых бактерий, достигает 100 - 250
кг/га за сезон. Естественно, этот процесс имеет большое значение для улучшения почв и повышения урожайности с.-х. культур. С этой целью перед посевом семена бобовых смешивают с препаратами клубеньковых бактерий, делают бобовые предшественниками злаков в севообороте, сеют кукурузу с клевером, вику с овсом и пр. Исследование механизма А. очень важно. Ещё в 1894 С. Н.
Виноградский предположил, что в результате А. образуется аммиак. Современными методами исследования, в том числе с применением тяжёлого изотопа азота (N
15), это предположение подтверждено. А. Н.
Бах полагал (1934), что А. - результат сопряжённого действия окислительно-восстановительных ферментов. Установлено, что восстановление молекулярного азота (N
2) до аммиака (NH
3) происходит при участии ферментной системы, содержащей железо, молибден, магний и функционирующей как переносчик электронов к N
2.
Азотфиксирующие ферментные системы катализируют восстановление N
2 в присутствии источника энергии - аденозинтрифосфата (АТФ) и восстановителя, например молекулярного водорода (H
2) или гидросульфита (Na
2S
2O
4). Т. о., собственно А., осуществляемая при помощи ферментов, не нуждается в кислороде и является восстановительным процессом.