Klíčový rozdíl – Nitrifikační versus denitrifikační bakterie
Dusík je nezbytnou živinou pro živé organismy a je velmi důležité, aby byl dostupný dusík dobře vyvážený a recyklovaný, aby mohl být využit živými organismy. Dusík existuje ve své přirozené dvouatomové formě (N2), kterou rostliny pro své biologické funkce nemohou absorbovat. Proces oxidace fixovaného dvouatomového dusíku na dusičnany a dusitany se nazývá nitrifikace; nejčastěji to dělají bakteriální druhy, které mohou využívat dusík v jeho fixní formě. Aby se udržela dusíková bilance v atmosféře, měl by být dvouatomový dusík produkován prostřednictvím recyklačního mechanismu, kde jsou dusičnany a dusitany redukovány zpět na dvouatomový dusík bakteriálními druhy. Tento proces se nazývá denitrifikace. Bakterie zapojené do těchto dvou procesů jsou tedy charakterizovány jako nitrifikační bakterie a denitrifikační bakterie. Klíčový rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi je v tom, že nitrifikační bakterie jsou schopny oxidovat dostupný amoniak na dusičnany a dusitany, zatímco denitrifikační bakterie jsou schopny redukovat dusičnany a dusitany na přirozeně se vyskytující dvouatomovou formu plynného dusíku.
Co jsou nitrifikační bakterie?
Nitrifikační bakterie jsou chemolitotrofní aerobní bakterie, které jsou schopny oxidovat NH3 v půdě na dusičnany nebo dusitany. NH3 v půdě existuje ve své iontové formě NH4+ Úplná nitrifikace probíhá ve dvou procesech, kde NH3 je nejprve oxidován na dusitany (NO2–) následovaný dusičnany (NO 3–), který využívají rostliny.
- NH4+ + O2 NO2 – + H+ + H2O
-
NE2–+ O2 NE3 –
Rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi Obrázek 01: Cyklus dusíku
Příklady nitrifikačních bakterií, které provádějí první reakci nitrifikace, zahrnují Nitrosomonas a Nitrospira, které patří do β podtřídy Proteobakterií. Mezi bakterie, které jsou schopny provést druhou reakci nitrifikace a produkovat dusičnany, patří Nitrobacter, který patří do α podtřídy Proteobakterií.
Co jsou denitrifikační bakterie?
Denitrifikační bakterie jsou typem chemolitotrofních anaerobních nebo aerobních bakterií, které jsou schopné redukovat dusičnany a dusitany na plynné formy dusíku. Dvě hlavní formy jsou dvouatomový dusík (N2) a oxid dusný (N2O). Prostřednictvím tohoto procesu se hladiny atmosférického dusíku regenerují na normální koncentraci. Denitrifikační reakce je znázorněna níže.
NE3– → NE2–→ NE + N2O → N2 (g)
Obrázek 02: Denitrifikace
Fakultativní anaeroby zapojené do denitrifikace jsou Thiobacillus denitrificans a Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans je aerobní denitrifikační bakterie.
Jaké jsou podobnosti mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi?
- Nitrifikační a denitrifikační bakterie jsou chemolitoautotrofní.
- Většina z nich jsou půdní bakterie.
- Obě skupiny se podílejí na udržování rovnováhy dusíku v biosféře
- Nitrifikační i denitrifikační bakterie obsahují enzymy, které katalyzují reakce nitrifikace a denitrifikace
- Nitrifikační i denitrifikační bakterie se používají v průmyslu.
Jaký je rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi?
Nitrifikace vs denitrifikační bakterie |
|
| Nitrifikační bakterie jsou bakteriální druhy, které jsou schopny oxidovat amonium v půdě na dusičnany, které by mohly být využity rostlinami. | Denitrifikační bakterie jsou bakteriální druhy, které jsou schopny redukovat dusičnany nebo dusitany na plynné formy, jako je oxid dusný nebo dvouatomový dusík. |
| Typ reakce | |
| Nitrifikace je oxidační reakce. | Denitrifikace je redukční reakce. |
| Vytvořené produkty | |
| Nitrifikační bakterie produkují dusičnany nebo dusitany. | Denitrifikační bakterie produkují oxid dusný nebo dvouatomový dusík. |
| Prekurzory pro reakci | |
| Nitrifikační bakterie využívají čpavek nebo amonné ionty. | Denitrifikační bakterie používají jako prekurzory dusičnany nebo dusitany. |
| Požadavek na kyslík | |
| Většina nitrifikačních bakterií je aerobních. | Denitrifikační bakterie mohou být aerobní nebo fakultativně anaerobní. |
| Průmyslové použití | |
| Nitrifikační bakterie se používají jako dusíkatá hnojiva. | Denitrifikační bakterie se používají v systémech nakládání s odpadními vodami k degradaci dusíkatých odpadů. |
Shrnutí – Nitrifikační vs denitrifikační bakterie
Cyklus dusíku je jedním z nejdůležitějších biogeochemických cyklů v přírodě, kde se atmosférický dusík přeměňuje na různé chemické formy, které ho zpřístupňují živým organismům k využití. Proces nitrifikace je oxidační proces, při kterém se dusík přítomný v půdě jako amonium přeměňuje na dusičnany a dusitany, čímž se zvyšuje biologická dostupnost dusíku pro organismy. Při denitrifikaci se dusitany a dusičnany redukují na plynné formy (dvouatomový dusík a oxid dusný). To je rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi. Oba tyto procesy jsou biologicky zvýhodněny zapojením mikrobů, zejména chemolitotrofních bakterií. V současné době jsou tyto bakterie považovány za průmyslově důležité v oblasti zemědělské a environmentální biotechnologie. Proto se staly potenciálním výzkumným tématem v oblasti biotechnologií.
Stáhnout PDF verzi Nitrifikační vs denitrifikační bakterie
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi.
