氨化作用(ammonification)又叫
脱氨作用,微生物分解有机氮化物产生氨的过程。产生的氨,一部分供微生物或植物同化,一部分被转变成
硝酸盐。很多细菌、真菌和
放线菌都能分泌蛋白酶,在细胞外将
蛋白质分解为
多肽、氨基酸和氨(NH3)。其中分解能力强并释放出NH3的微生物称为氨化微生物。氨化微生物广泛分布于
自然界,在有氧(O2)或无氧条件下,均有不同的
微生物分解蛋白质和各种含氮有机物,
分解作用较强的主要是细菌,如某些
芽孢杆菌、
梭状芽孢杆菌和
假单孢菌等。
微生物分解
有机含氮化合物释放出氨的过程。土壤中的有机含氮化合物主要为蛋白质、多肽、
核酸、
肽聚糖、几丁质等,也有少量水溶性有机含氮化合物,如氨基酸、
氨基糖和
尿素等。蛋白质及多肽通常占有机含氮化合物总量的20%~50%,氨基糖占5%~10%。除可溶性氨基酸外,这些物质都不能被植物直接吸收,必须经过微生物分解,将氨释放出来,才能供植物利用。 大部分
土壤细菌、真菌和
放线菌能分解
有机含氮化合物。
微生物分解
有机含氮化合物是由分泌在体外的
水解酶将大分子
水解成小分子。例如蛋白质被分解时,先由分泌至胞外的蛋白酶将
蛋白质水解成氨基酸。
核酸被分解时,由核酸水解酶降解为氨基酸、
磷酸、尿素和氨,尿素再由
脲酶分解为氨和
二氧化碳。氨基酸可进入微生物细胞,作为微生物的
氮源及
碳源。它在微生物体内或体外被分解时,以
脱氨基的方式产生氨。如
在脱氨的同时,产生有机酸、醇或碳氢化合物以及二氧化碳等。具体途径和产物随作用的
底物、微生物种类以及环境条件而异。
氨作为微生物的代谢产物释放出来,一部分被植物吸收,一部分被
土壤颗粒吸附,另一部分被其他微生物吸收利用。如果土壤中的
碳氮比(C:N)大于25:1,
碳源和能源充足,微生物将迅速生长,充分利用
氨合成细胞物质,把氨固定起来。在这种情况下,微生物常与植物争夺
无机氮。如果土壤中的碳氮比小于25:1,微生物的生长和细胞物质的合成,因受可利用碳源的限制,使氨能有剩余,可供植物利用。微生物死亡后,其所吸收固定的氮,经细胞的分解再被释放出来。
土壤中氨化作用的强弱除与
有机含氮化合物的数量有关外,还受土壤环境条件的影响。在水分适宜、通气良好的中性土壤中,氨化作用能正常进行,作用的速度随温度的升高而加强。另外,土壤中的通气状况不同,参与氨化作用的微生物种类就不同,最终产物也不一样。通气良好时,主要由好气微生物作用,最终产物为氨;在通气不良的条件下,由厌气微生物作用,最终产物为氨和胺。
细菌中氨化作用较强的有
假单胞菌属、
芽孢杆菌属、
梭菌属、
沙雷氏菌属及
微球菌属中的一些种。这些能分解
有机含氮化合物产生氨的细菌统称
氨化细菌,一般每克土壤中含10~10个(平板法)。真菌中分解有机含氮化合物能力强的有
毛霉属、
根霉属、
曲霉属、
青霉属及交
链孢霉等属中的许多种。有不少
放线菌能参与较难分解的有机含氮化合物的分解。