Peamine erinevus – nitrifitseerivad ja denitrifitseerivad bakterid
Lämmastik on elusorganismide jaoks hädavajalik toitaine ning on väga oluline, et saadaolev lämmastik oleks hästi tasakaalustatud ja taaskasutatud, et elusorganismid seda saaks kasutada. Lämmastik eksisteerib oma loomulikus kaheaatomilises vormis (N2), mida taimed ei suuda oma bioloogiliste funktsioonide tõttu omastada. Fikseeritud kaheaatomilise lämmastiku oksüdeerimist nitraatideks ja nitrititeks nimetatakse nitrifikatsiooniks; seda teevad enamasti bakteriliigid, mis suudavad kasutada lämmastikku selle fikseeritud kujul. Lämmastiku tasakaalu säilitamiseks atmosfääris tuleks kaheaatomilist lämmastikku toota ringlussevõtu mehhanismi kaudu, kus bakteriliigid redutseerivad nitraadid ja nitritid tagasi kaheaatomiliseks lämmastikuks. Seda protsessi nimetatakse denitrifikatsiooniks. Seega iseloomustatakse nendes kahes protsessis osalevaid baktereid kui nitrifitseerivaid baktereid ja denitrifitseerivaid baktereid. Peamine erinevus nitrifitseerivate ja denitrifitseerivate bakterite vahel on see, et nitrifitseerivad bakterid on võimelised oksüdeerima olemasolevat ammoniaaki nitraadiks ja nitritiks, samas kui denitrifitseerivad bakterid on võimelised redutseerima nitraadid ja nitritid looduslikult esinevale kaheaatomilisele gaasilisele lämmastikvormile.
Mis on nitrifitseerivad bakterid?
Nitrifitseerivad bakterid on kemolitotroofsed aeroobsed bakterid, mis on võimelised oksüdeerima pinnases oleva NH3 nitraadiks või nitritiks. NH3 pinnases esineb ioonsel kujul NH4+ Täielik nitrifikatsioon toimub kahes protsessis, kus NH3 oksüdeeritakse esm alt nitritiks (NO2–), seejärel nitraadiks (NO) 3–), mida kasutavad taimed.
- NH4+ + O2 NO2 – + H+ + H2O
-
EI2–+ O2 EI3 –
Erinevus nitrifitseerivate ja denitrifitseerivate bakterite vahel Joonis 01: Lämmastikutsükkel
Nitrifitseerivate bakterite näited, mis viivad läbi esimese nitrifikatsioonireaktsiooni, on Nitrosomonas ja Nitrospira, mis kuuluvad proteobakterite β alamklassi. Bakterite hulka, mis on võimelised läbi viima nitrifikatsiooniprotsessi teist reaktsiooni ja tootma nitraate, kuuluvad Nitrobacter, mis kuulub proteobakterite α alamklassi.
Mis on denitrifitseerivad bakterid?
Denitrifitseerivad bakterid on teatud tüüpi kemolitotroofsed anaeroobsed või aeroobsed bakterid, mis on võimelised redutseerima nitraadid ja nitritid gaasilisteks lämmastikuvormideks. Kaks peamist vormi on kaheaatomiline lämmastik (N2) ja dilämmastikoksiid (N2O). Selle protsessi käigus taastatakse atmosfääri lämmastiku tase normaalse kontsentratsioonini. Denitrifikatsioonireaktsioon on näidatud allpool.
EI3– → EI2–→ EI + N2O → N2 (g)
Joonis 02: denitrifikatsioon
Denitrifikatsioonis osalevad fakultatiivsed anaeroobid on Thiobacillus denitrificans ja Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans on aeroobne denitrifitseeriv bakter.
Millised on sarnasused nitrifitseerivate ja denitrifitseerivate bakterite vahel?
- Nitrifitseerivad ja denitrifitseerivad bakterid on kemoliitoautotroofsed.
- Enamik neist on mullas levivad bakterid.
- Mõlemad rühmad osalevad biosfääri lämmastiku tasakaalu hoidmises
- Nii nitrifitseerivad kui ka denitrifitseerivad bakterid sisaldavad ensüüme, mis katalüüsivad nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni reaktsioone
- Nii nitrifitseerivaid kui ka denitrifitseerivaid baktereid kasutatakse tööstusharudes.
Mis vahe on nitrifitseerivatel ja denitrifitseerivatel bakteritel?
Nitrifitseerivad vs denitrifitseerivad bakterid |
|
| Nitrifitseerivad bakterid on bakteriliigid, mis on võimelised oksüdeerima mullas leiduva ammooniumi nitraatideks, mida taimed saaksid kasutada. | Denitrifitseerivad bakterid on bakteriliigid, mis on võimelised redutseerima nitraadid või nitritid gaasilisteks vormideks, nagu dilämmastikoksiid või kaheaatomiline lämmastik. |
| Reaktsiooni tüüp | |
| Nitrifikatsioon on oksüdatsioonireaktsioon. | Denitrifikatsioon on redutseerimisreaktsioon. |
| Moodustatud tooted | |
| Nitrifitseerivad bakterid toodavad nitraate või nitritit. | Denitrifitseerivad bakterid toodavad dilämmastikoksiidi või kaheaatomilist lämmastikku. |
| Reaktsiooni eelkäijad | |
| Nitrifitseerivad bakterid kasutavad ammoniaaki või ammooniumiioone. | Denitrifitseerivad bakterid kasutavad oma lähteainetena nitraati või nitritit. |
| Hapnikuvajadus | |
| Enamik nitrifitseerivatest bakteritest on aeroobsed. | Denitrifitseerivad bakterid võivad olla aeroobsed või fakultatiivsed anaeroobsed. |
| Tööstuslik kasutamine | |
| Nitrifitseerivaid baktereid kasutatakse lämmastikväetisena. | Denitrifitseerivaid baktereid kasutatakse reoveekäitlussüsteemides lämmastikujäätmete lagundamiseks. |
Kokkuvõte – nitrifitseerivad vs denitrifitseerivad bakterid
Lämmastikuringe on üks olulisemaid biogeokeemilisi tsükleid looduses, mille käigus atmosfääri lämmastik muudetakse erinevateks keemilisteks vormideks, muutes selle elusorganismidele kättesaadavaks. Nitrifikatsiooniprotsess on oksüdatiivne protsess, mille käigus mullas ammooniumina esinev lämmastik muundatakse nitraatideks ja nitrititeks, suurendades lämmastiku biosaadavust organismide jaoks. Denitrifikatsiooni käigus redutseeritakse nitritid ja nitraadid gaasilisteks vormideks (diatomiline lämmastik ja dilämmastikoksiid). See on erinevus nitrifitseerivate ja denitrifitseerivate bakterite vahel. Mõlemad protsessid on bioloogiliselt soodsad mikroobide, eriti kemolitotroofsete bakterite kaasamise tõttu. Praegu peetakse neid baktereid põllumajandus- ja keskkonnabiotehnoloogia valdkonnas tööstuslikult tähtsateks. Seetõttu on neist saanud potentsiaalne uurimisteema biotehnoloogia valdkonnas.
Nitrifitseerivate vs denitrifitseerivate bakterite PDF-versiooni allalaadimine
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Palun laadige PDF-versioon alla siit. Erinevused nitrifitseerivate ja denitrifitseerivate bakterite vahel.
