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微生物学的考察

2組の酵素反応は、窒素系肥料の効率に非常に密接に関連している。

ウレアーゼ

1つ目は、尿素（CO(NH₂)₂）の加水分解（水との反応）である。多くの土壌細菌はウレアーゼという酵素を持っており、これは尿素をアンモニウムイオン（NH₄⁺）と炭酸水素イオン（HCO₃⁻）に変換する触媒作用をする。

アンモニア酸化

ニトロソモナス属のようなアンモニア酸化細菌（AOB）は、アンモニア（NH₃）を亜硝酸塩（NO₂⁻）に酸化する。このプロセスは硝化と呼ばれる。亜硝酸酸化細菌、特にニトロバクターは、亜硝酸塩（NO₂⁻）を硝酸塩（NO₃⁻）に酸化する。硝酸塩は極めて溶解度が高く移動性があり、富栄養化やアオコの主要な原因となる。