Ключова разлика – нитрифициращи срещу денитрифициращи бактерии
Азотът е основно хранително вещество за живите организми и е от голямо значение наличният азот да бъде добре балансиран и рециклиран, за да може да се използва от живите организми. Азотът съществува в естествената си двуатомна форма (N2), която не може да бъде усвоена от растенията за техните биологични функции. Процесът на окисляване на фиксиран двуатомен азот в нитрати и нитрити се нарича нитрификация; това най-често се прави от бактериални видове, които могат да използват азот в неговата фиксирана форма. За да се поддържа азотният баланс в атмосферата, двуатомният азот трябва да се произвежда чрез механизъм за рециклиране, при който нитратите и нитритите се редуцират обратно до двуатомен азот от бактериални видове. Този процес се нарича денитрификация. По този начин бактериите, участващи в тези два процеса, се характеризират като нитрифициращи бактерии и денитрифициращи бактерии. Ключовата разлика между нитрифициращите и денитрифициращите бактерии е, че нитрифициращите бактерии са способни да окисляват наличния амоняк до нитрати и нитрити, докато денитрифициращите бактерии са способни да редуцират нитратите и нитритите до тяхната естествено срещаща се двуатомна форма азотен газ.
Какво представляват нитрифициращите бактерии?
Нитрифициращите бактерии са хемолитотрофни аеробни бактерии, които са способни да окисляват NH3 в почвата до нитрат или нитрит. NH3 в почвата съществува в йонната си форма на NH4+ Пълната нитрификация протича в два процеса, където NH3 първо се окислява до нитрит (NO2–), последван от нитрат (NO 3–), който се използва от растенията.
- NH4+ + O2 NO2 – + H+ + H2O
-
НЕ2–+ O2 НЕ3 –
Разлика между нитрифициращи и денитрифициращи бактерии Фигура 01: Цикъл на азота
Примери за нитрифициращи бактерии, които извършват първата реакция на нитрификация, включват Nitrosomonas и Nitrospira, които принадлежат към β подклас на Proteobacteria. Бактериите, които са способни да извършват втората реакция на процеса на нитрификация и да произвеждат нитрат, включват Nitrobacter, които принадлежат към α подклас на Proteobacteria.
Какво представляват денитрифициращите бактерии?
Денитрифициращите бактерии са вид хемолитотрофни анаеробни или аеробни бактерии, които са способни да редуцират нитратите и нитритите до газообразни азотни форми. Двете основни форми са двуатомен азот (N2) и азотен оксид (N2O). Чрез този процес нивата на атмосферния азот се регенерират до нормалната концентрация. Реакцията на денитрификация е илюстрирана по-долу.
НЕ3– → НЕ2–→ НЕ + N2O → N2 (g)
Фигура 02: Денитрификация
Факултативните анаероби, участващи в денитрификацията, са Thiobacillus denitrificans и Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans е аеробна денитрифицираща бактерия.
Какви са приликите между нитрифициращите и денитрифициращите бактерии?
- Нитрифициращите и денитрифициращите бактерии са хемолитоавтотрофни.
- Повечето от тях са почвени бактерии.
- И двете групи участват в поддържането на баланса на азота в биосферата
- Както нитрифициращите, така и денитрифициращите бактерии съдържат ензими, които катализират реакциите на нитрификация и денитрификация
- Както нитрифициращите, така и денитрифициращите бактерии се използват в индустриите.
Каква е разликата между нитрифициращи и денитрифициращи бактерии?
Нитрифициращи срещу денитрифициращи бактерии |
|
| Нитрифициращите бактерии са бактериални видове, които са способни да окисляват амония в почвата до нитрати, които могат да бъдат използвани от растенията. | Денитрифициращите бактерии са бактериални видове, които са способни да редуцират нитрати или нитрити до газообразни форми като азотен оксид или двуатомен азот. |
| Тип на реакция | |
| Нитрификацията е окислителна реакция. | Денитрификацията е редукционна реакция. |
| Създадени продукти | |
| Нитрифициращите бактерии произвеждат нитрати или нитрити. | Денитрифициращите бактерии произвеждат диазотен оксид или двуатомен азот. |
| Прекурсори за реакцията | |
| Нитрифициращите бактерии използват амоняк или амониеви йони. | Денитрифициращите бактерии използват нитрати или нитрити като свои прекурсори. |
| Изискване за кислород | |
| Повечето от нитрифициращите бактерии са аеробни. | Денитрифициращите бактерии могат да бъдат аеробни или факултативно анаеробни. |
| Промишлена употреба | |
| Нитрифициращите бактерии се използват като азотни торове. | Денитрифициращите бактерии се използват в системите за управление на отпадъчни води за разграждане на азотни отпадъци. |
Обобщение – Нитрифициращи срещу денитрифициращи бактерии
Азотният цикъл е един от най-важните биогеохимични цикли в природата, където атмосферният азот се превръща в различни химични форми, което го прави достъпен за използване от живите организми. Процесът на нитрификация е окислителен процес, при който азотът, присъстващ като амоний в почвата, се превръща в нитрати и нитрити, увеличавайки бионаличността на азот за организмите. По време на денитрификацията нитритите и нитратите се редуцират до газообразни форми (двуатомен азот и азотен оксид). Това е разликата между нитрифициращите и денитрифициращите бактерии. И двата процеса са биологично благоприятни от участието на микроби, особено хемолитотрофни бактерии. Понастоящем тези бактерии се считат за промишлено важни в областта на селскостопанските и екологичните биотехнологии. Поради това те са се превърнали в потенциална изследователска тема в областта на биотехнологиите.
Изтеглете PDF версия на нитрифициращи срещу денитрифициращи бактерии
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между нитрифициращи и денитрифициращи бактерии.
