Pagrindinis skirtumas – nitrifikuojančios ir denitrifikuojančios bakterijos
Azotas yra esminė maistinė medžiaga gyviems organizmams, todėl labai svarbu, kad turimas azotas būtų gerai subalansuotas ir perdirbtas, kad jį galėtų panaudoti gyvi organizmai. Azotas yra natūralios dviatomės formos (N2), kurio augalai negali pasisavinti dėl savo biologinių funkcijų. Fiksuoto dviatominio azoto oksidavimo į nitratus ir nitritus procesas vadinamas nitrifikacija; tai dažniausiai daro bakterijų rūšys, kurios gali panaudoti azotą fiksuota forma. Siekiant išlaikyti azoto balansą atmosferoje, dviatominis azotas turėtų būti gaminamas naudojant perdirbimo mechanizmą, kai bakterijų rūšys nitratus ir nitritus redukuoja į dviatomį azotą. Šis procesas vadinamas denitrifikacija. Taigi, šiuose dviejuose procesuose dalyvaujančios bakterijos apibūdinamos kaip nitrifikuojančios ir denitrifikuojančios bakterijos. Pagrindinis skirtumas tarp nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų yra tas, kad nitrifikuojančios bakterijos gali oksiduoti turimą amoniaką į nitratus ir nitritus, o denitrifikuojančios bakterijos gali redukuoti nitratus ir nitritus iki natūraliai susidarančios dviatomės formos azoto dujose.
Kas yra nitrifikuojančios bakterijos?
Nitrifikuojančios bakterijos yra chemolitotrofinės aerobinės bakterijos, kurios dirvožemyje gali oksiduoti NH3 iki nitratų arba nitritų. NH3 dirvožemyje yra joninės formos NH4+ Visiška nitrifikacija vyksta dviem procesais, kur NH3 pirmiausia oksiduojamas į nitritą (NO2–), po to nitratą (NO) 3–), kurį naudoja augalai.
- NH4+ + O2 NO2 – + H+ + H2O
-
NO2–+ O2 NO3 –
Skirtumas tarp nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų 01 pav.: Azoto ciklas
Nitrifikuojančių bakterijų, kurios atlieka pirmąją nitrifikacijos reakciją, pavyzdžiai yra Nitrosomonas ir Nitrospira, kurios priklauso proteobakterijų β poklasiui. Bakterijos, galinčios atlikti antrąją nitrifikacijos proceso reakciją ir gaminti nitratus, yra Nitrobacter, kurios priklauso proteobakterijų α poklasiui.
Kas yra denitrifikuojančios bakterijos?
Denitrifikuojančios bakterijos yra chemolitotrofinės anaerobinės arba aerobinės bakterijos, galinčios redukuoti nitratus ir nitritus į dujines azoto formas. Dvi pagrindinės formos yra dviatominis azotas (N2) ir azoto oksidas (N2O). Šio proceso metu atmosferos azoto lygis atkuriamas iki normalios koncentracijos. Denitrifikacijos reakcija parodyta žemiau.
NO3– → NE2–→ NO + N2O → N2 (g)
02 pav.: Denitrifikacija
Fakultatyvūs anaerobai, dalyvaujantys denitrifikacijoje, yra Thiobacillus denitrificans ir Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans yra aerobinė denitrifikuojanti bakterija.
Kokie yra nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų panašumai?
- Nitrifikuojančios ir denitrifikuojančios bakterijos yra chemolitoautotrofinės.
- Dauguma jų yra dirvožemyje plintančios bakterijos.
- Abi grupės dalyvauja palaikant azoto balansą biosferoje
- Tiek nitrifikuojančiose, tiek denitrifikuojančiose bakterijose yra fermentų, kurie katalizuoja nitrifikacijos ir denitrifikacijos reakcijas
- Tiek nitrifikuojančios, tiek denitrifikuojančios bakterijos naudojamos pramonės šakose.
Kuo skiriasi nitrifikuojančios ir denitrifikuojančios bakterijos?
Nitrifikuojančios vs denitrifikuojančios bakterijos |
|
| Nitrifikuojančios bakterijos yra bakterijų rūšys, galinčios oksiduoti dirvožemyje esantį amonį iki nitratų, kuriuos galėtų panaudoti augalai. | Denitrifikuojančios bakterijos yra bakterijų rūšys, kurios gali redukuoti nitratus arba nitritus į dujines formas, tokias kaip azoto oksidas arba dviatominis azotas. |
| Reakcijos tipas | |
| Nitrifikacija yra oksidacijos reakcija. | Denitrifikacija yra redukcijos reakcija. |
| Sukurti produktai | |
| Nitrifikuojančios bakterijos gamina nitratus arba nitritus. | Denitrifikuojančios bakterijos gamina azoto oksidą arba dviatomį azotą. |
| Reakcijos pirmtakai | |
| Nitrifikuojančios bakterijos naudoja amoniaką arba amonio jonus. | Denitrifikuojančios bakterijos kaip pirmtakus naudoja nitratus arba nitritus. |
| Deguonies poreikis | |
| Dauguma nitrifikuojančių bakterijų yra aerobinės. | Denitrifikuojančios bakterijos gali būti aerobinės arba fakultatyvinės anaerobinės. |
| Pramoniniam naudojimui | |
| Nitrifikuojančios bakterijos naudojamos kaip azoto trąšos. | Denitrifikuojančios bakterijos nuotekų tvarkymo sistemose naudojamos azoto turinčioms atliekoms skaidyti. |
Santrauka – nitrifikuojančios ir denitrifikuojančios bakterijos
Azoto ciklas yra vienas iš svarbiausių biogeocheminių ciklų gamtoje, kurio metu atmosferos azotas paverčiamas įvairiomis cheminėmis formomis, todėl gyvi organizmai gali jį panaudoti. Nitrifikacijos procesas yra oksidacinis procesas, kurio metu azotas, esantis kaip amonis dirvožemyje, paverčiamas nitratais ir nitritais, padidindamas azoto biologinį prieinamumą organizmams. Denitrifikacijos metu nitritai ir nitratai redukuojami į dujines formas (diatominį azotą ir azoto oksidą). Tai yra skirtumas tarp nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų. Abu šie procesai yra biologiškai palankūs, nes dalyvauja mikrobai, ypač chemolitotrofinės bakterijos. Šiuo metu šios bakterijos laikomos pramoniniu požiūriu svarbiomis žemės ūkio ir aplinkosaugos biotechnologijų srityse. Todėl jie tapo potencialia tyrimų tema biotechnologijų srityje.
Atsisiųskite nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų PDF versiją
Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatos pastaboje. Atsisiųskite PDF versiją čia. Skirtumas tarp nitrifikuojančių ir denitrifikuojančių bakterijų.
