Бүл қүбылысты нитрофикация процесі деп, оны жүзеге асыратын микроорганизмдерді — нитрификаторлар деп атайды. Аммиактың азот қышқылына айналуы екі сатыда жүреді. Бірінші сатысында азотты
Қышқыл (НМОг) пайда болады, ал екінші сатысында ол азот қышқылына (НМОз)дейін тотығады. Бүл процеоке себепші болатын бактерияларды ең алғаш рет С. Н. Виноградский 1890 жылы анықтап берді. Олар негізінен төрт туысқа жатады: нитрозомонас, нитрозоцистис, нитрозоспира және нитробактер (21-сурет).
Нитрозомонас туысындағы бактериялар пішіні сопақша, мөлшері 1,5 микрондай, спора түзбейтін, қозғалғыш, топырақ-та кең таралған организмдер.
Нитрозоцистис туысына жа-татындардың пішіні шар тәрізді. Бірнеше клеткалары бір жерге шоғырланыи, сыртын шырыш қабықтары — капсуласы қаптап тұрады.
Нитрозоспира туысы — спи-раль тәрізді бактериялардан тұрады. Дене ұзындығы кейде 20 микронға дейін жетеді. Бұлар көбінесе өңделмеген топы-рақтарда ікездеседі.
Нитробактер туысына өте үсақ,үзындығы бір микрондай таяқша бактериялар жатады. Спора түзбейді. Олар анаэробты жағдайда жақсы өсіп дами-ды. Осы бактериялардың қатысуымен нитрификация процесінің екінші сатысы, яғни азотты қышқыл азот қышқылына айналу процесі жүреді. Оны төменде келтірілген химиялық теңдеу арқылы көрсетуге болады Бұл процесс жүру үшін оттегі керек екендігі кәрініп түр. Топырақ реакциясы (рН) 5,0—8,5 болғанда нитрификацияға ете қолайлы жағдай туады. Шымды-күлгін топырақтарда бүл көрсеткіш тө-мен болғандықтан нитрификациялаушы бактериялардың тіршілігі де баяу жүреді.
Нитрификациялаушы бактериялар органикалық заттарды қажет етпейді. Көміртегін олар ауадағы көмір қышқыл газынан алады. Бүл бактериялар кейде тастарда тіршілік етеді де оларды өздерінен бәлетін азот қышқылыміен бүлдіреді.
Өңделген топырақтарда бактериялар әсерінен пайда болатын азот қышқылы өсімдіктерге сіңімсіз бірқатар қосылыстарды ерітіп, топырақ қүнарлылығының арта түсуіне көмектесга отырады.
Солтүстіктегі температураның салқын болуы, оның топырағында тіршілік ететін нитрификациялаушы бактерияларға әсерін тигізген. Өйткені олардың тіршілік әрекеттері ете баяу жүреді. итрификатор бактериялар — аэробты организмдер. Сондықтан опырақтың ауа режимін жақсартуға бағытталған шаралар бұл бактериялардың тіршілігін күшейтіп, топырақта азоттың минерал-ды косылыстарының жиналуына көмектеседі.
Тың жерлерді өңдегенде топыраіқтың су, ауа режимі жаксарады. Оның қопсытылған беткі қабатында нитраттар көп болатынын жүргізілген түрлі тәжірибелер дәлелдеп отыр.
Қара топырақты жерліердің тек беткі қабатында ғана нитрифи-кация процесі жақсы жүреді. Ал төменгі қабаттарда бүл қүбылыс өте баяу болады. Сор және оортаң жердің топырақтарында нитри-фикация процесі нашар болғанымен оны белгілі мақсатқа сай өңдегенде онда бактериялардың -көмегімен әжептәуір мөлшерде азот қышқылы түздары жиналады. Шөлейт жерлердің топырағында нитрификацияны тежейтін жағдай — ылғалдың аз болуы. Сондық-тан бұл процесті тездетудің тиімді жолы — топырақтарды сулан-дыру.
Топырақта нитрификация процесі қарқыңды жүргенде ондағы фосфор қосылысының сіңімді түрі артады.
Сонымен катар топыраіқта жиналған аммоний және азот қыш-қылының түздарымен тек өсімдіктер ғана емес, басқа бактериялар да, зең саңырауқұлақтар да, актиномицеттер де қоректенеді.
Қара топырақты, азоты мол жерлерді өңдеу нитрификацияның қарқынын арттырады, оөйтіп өсімдіктердің азотпен қоректенуі жақ-сарады. Нитрификация процесі топырақта күшейгенде органикалық тыңайтқыштар мол болса, нитраттар шығыны қауырт кемиді.
Белгілі бір жағдайларда, мәселен, көміртегіне бай органикалық заттар шамадан тыс мол болғанда, толырақта азот кышқылы түздарының азайып кететіні аныіқталған. Мүны денитрификация деп атайды. Денитрификация кезінде азот кышқылы тұздары ыды-рап, ондағы азот молеікула күйінде атмосфераға кетеді. Бұл процесс тұздардың қүрамындағы оттегін өз тіршілігіне пайдалана алатын кейбір бактериялардың әсерінен болады.
Денитрификация процесі бактериялардың анаэробты жағдайда тіршілік етуін қамтамасыз ете алады. Ол мына төмендегі теңдеу бойынша жүреді::
Денитрификация қүбылысы тоіпырақта кәбінесе оттегі жеткілік-сіз болғанда және азот қышқылы түздары — нитраттар жеткілікті болғанда жүреді. Бактериялар қалыпты тіршілік ету үшін топырақ-тың реакциясы (рН) 5,0—9,0 болу керек.
Нитраттардың молекулалық азотқа тотықсыздануынан топырақ-тағы азот азаяды. Топырақ шамадан тыс ылғал болғанда бүл процесс өте тез жүреді. Ал топырақтың ылғалы қалыпты болғанда және оған агрономиялык шаралар қолданғанда, денитрификация-лаушы бактериялардың әсері де баяулайды. Сөйтіп бүл іқүбылыс ауыл шаруашылығына айтарлықтай зиянын тигізе алмайды онымен катар денитрификация табиғатта жанама жолмен де жүретіні анықталған. Бүл кезде азотты қышқыл мен аммиактың және амин қосылыстарының арасында химиялық реакциялар жүре-ді. Микроорганизмдер нитраттардан нитриттерді түзуге және белок заттарын ыдыратып, соның нәтижесінде ортада амин кышқылдары-ның түзілуіне қатысады. Мүндай микроорганизмдер топырақта өте көп. Негізінен мүндай реакциялар бактериялар денесінен тыс жүре-ді. Жалпы белоктық заттардың топырақта үнемі ыдырау іпроцесі жүріп жатады, ал топырақта белоктан басқа азотты қышқылда болады. Осы заттардың бір-біріне әсер етуінен топырақтағы азот едәуір ысырагща ұшырайды. Жоғарыда айтылған химиялық реак-ция тек іқышкыл ортада жүреді, ал өңделген топырақтардың реак-циясы, әдетте нейтралды болады. Сондықтан азот айта қаларлық-тай ысырапқа үшырамайды.