Pagrindinis skirtumas tarp azotą fiksuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų yra tas, kad azotą fiksuojančios bakterijos atmosferos azotą paverčia amoniu arba amoniaku dirvožemyje, o denitrifikuojančios bakterijos dirvožemyje esančius nitratus paverčia atmosferos azotu.
Azoto ciklas yra vienas iš pagrindinių biogeocheminių ciklų. Azoto cikle yra keli etapai. Tarp jų azoto fiksavimas ir denitrifikacija yra du etapai. Fiksuojant azotą, azotą fiksuojančios bakterijos atmosferos azotą paverčia amoniako arba amonio jonais dirvožemyje. Denitrifikacijos metu denitrifikuojančios bakterijos dirvožemyje esančius nitratus paverčia atmosferos azotu. Azotą fiksuojančios bakterijos didina dirvožemio derlingumą. Priešingai, denitrifikuojančios bakterijos mažina dirvožemio derlingumą.
Kas yra azotą fiksuojančios bakterijos?
Azotą fiksuojančios bakterijos – tai grupė bakterijų, kurios atmosferos azotą arba azoto dujas paverčia amoniako arba amonio jonais dirvožemyje. Azotobacter, Bacillus, Clostridium ir Klebsiella yra keli azotą fiksuojančių bakterijų pavyzdžiai. N2 dujos sudaro apie 78 % atmosferos tūrio. Atmosferos azotas į gyvąjį pasaulį patenka veikiant šioms azotą fiksuojančioms bakterijoms. Todėl jie paverčia N2 dujas į NH3 ir NH4+ jonus. Tada šie NH3 ir NH4+ jonai cirkuliuoja per azoto ciklą, tiekdami azotą visiems gyviems organizmams. Azotą fiksuojančios bakterijos naudoja fermentą, vadinamą azotogenaze, kad azoto dujas paverstų amoniaku. Azoto fermentas katalizuoja atmosferos azoto pavertimą amoniaku, nutraukdamas trigubą kovalentinę jungtį ir prie kiekvieno azoto atomo pridedant po tris vandenilio atomus. Azotą fiksuojančios bakterijos efektyviau veikia anaerobinėje aplinkoje.
01 pav.: Azotą fiksuojančios bakterijos šaknų mazgeliuose
Kai kurios azotą fiksuojančios bakterijos yra laisvai gyvenančios dirvožemio bakterijos (Azotobacter) ir laisvai gyvenančios melsvabakterijos, o kai kurios bakterijos, tokios kaip Rhizobium ir Bradyrhizobium ir kt., gyvena simbiotiniuose santykiuose su ankštiniais augalais. Azoto fiksavimas yra labai svarbus augalų augimui, vystymuisi ir produktyvumui. Todėl azotą fiksuojančios bakterijos didina dirvožemio derlingumą ir žemės ūkio produktyvumą.
Kas yra denitrifikuojančios bakterijos?
Denitrifikuojančios bakterijos yra bakterijų grupė, kuri dirvožemyje esančius nitratus paverčia atmosferos azoto dujomis. Šis procesas vadinamas denitrifikacija ir yra vienas iš pagrindinių azoto ciklo etapų. Denitrifikuojančios bakterijos dalyvauja išleidžiant fiksuotas azoto dujas atgal į atmosferą ir užbaigiant azoto ciklą. Šios bakterijos naudoja keletą fermentų, įskaitant nitratų reduktazę, nitrito reduktazę, azoto oksido reduktazę ir azoto oksido reduktazę. Bakterijos, tokios kaip Pseudomonas, Alkaligenes, Bacillus ir Clostridium ir kt., yra keli denitrifikuojančių bakterijų pavyzdžiai. Tai daugiausia fakultatyvinės anaerobinės heterotrofinės bakterijos. Jie dirba anaerobinėmis arba anoksinėmis sąlygomis, pavyzdžiui, užmirkusiame dirvožemyje. Be to, šios bakterijos gyvena įvairiose buveinėse, įskaitant ekstremalią aplinką, kuri yra labai druskinga ir aukštos temperatūros.
02 pav.: Denitrifikuojanti bakterija
Denitrifikuojančios bakterijos kaip galinį elektronų akceptorių naudoja nitratą arba oksiduotą azotą kaip kvėpavimo substratą, nes nėra deguonies. Dėl to nitratas į atmosferą išsiskiria kaip dujinis azotas. Nitratas yra augalams prieinama azoto forma dirvožemyje. Kadangi denitrifikuojančios bakterijos pašalina nitratus iš dirvožemio, jos yra atsakingos už dirvožemio derlingumo ir žemės ūkio produktyvumo mažinimą.
Kokie yra azotą fiksuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų panašumai?
- Ir azotą fiksuojančios, ir denitrifikuojančios bakterijos yra neatskiriama azoto ciklo dalis.
- Jie daugiausia yra dirvožemio mikroorganizmai.
- Jie naudoja fermentus azoto formoms paversti.
- Tiek azotą fiksuojančios, tiek denitrifikuojančios bakterijos teikia pirmenybę anaerobinei aplinkai.
Kuo skiriasi azotą fiksuojančios ir denitrifikuojančios bakterijos?
Azotą fiksuojančios bakterijos yra bakterijos, kurios laisvą atmosferos azotą paverčia amoniaku arba amoniu dirvožemyje. Denitrifikuojančios bakterijos yra bakterijos, kurios dirvožemyje esančius nitratus paverčia laisvu atmosferos azotu. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp azotą fiksuojančių bakterijų ir denitrifikuojančių bakterijų. Azotobacter, Bacillus, Clostridium ir Klebsiella yra kelių tipų azotą fiksuojančios bakterijos, o Pseudomonas, Alkaligenes, Bacillus ir kt. yra kelių tipų denitrifikuojančios bakterijos.
Toliau pateiktoje infografijoje lentelės forma pateikiama daugiau skirtumų tarp azotą fiksuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų.
Santrauka – azotą fiksuojančios bakterijos ir denitrifikuojančios bakterijos
Azotą fiksuojančios bakterijos atmosferos azotą paverčia dirvožemyje amoniaku. Denitrifikuojančios bakterijos dirvožemyje esančius nitratus paverčia laisvuoju atmosferos azotu. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp azotą fiksuojančių bakterijų ir denitrifikuojančių bakterijų. Kadangi azotą fiksuojančios bakterijos į dirvą prideda azoto, jos padeda didinti dirvožemio derlingumą ir žemės ūkio produktyvumą. Priešingai, denitrifikuojančios bakterijos padeda sumažinti dirvožemio derlingumą ir žemės ūkio produktyvumą.
