Ključna razlika – nitrificirajuće naspram denitrifikacijske bakterije
Dušik je esencijalni nutrijent za žive organizme i od velike je važnosti da se raspoloživi dušik dobro izbalansira i reciklira kako bi ga živi organizmi mogli iskoristiti. Dušik postoji u svom prirodnom dvoatomnom obliku (N2), koji biljke ne mogu apsorbirati za svoje biološke funkcije. Proces oksidacije fiksnog dvoatomnog dušika u nitrate i nitrite naziva se nitrifikacija; to najčešće čine bakterijske vrste koje mogu iskoristiti dušik u njegovom fiksnom obliku. Kako bi se održala ravnoteža dušika u atmosferi, dvoatomni dušik bi se trebao proizvoditi putem mehanizma recikliranja, gdje se nitrati i nitriti reduciraju natrag u dvoatomni dušik putem bakterijskih vrsta. Ovaj proces se naziva denitrifikacija. Stoga se bakterije uključene u ova dva procesa karakteriziraju kao nitrifikacijske bakterije i denitrifikacijske bakterije. Ključna razlika između nitrifikacijskih i denitrifikacijskih bakterija je u tome što su nitrifikacijske bakterije sposobne oksidirati dostupni amonijak u nitrat i nitrit, dok su denitrifikacijske bakterije sposobne reducirati nitrate i nitrite u njihov prirodni dvoatomni oblik plinovitog dušika.
Što su nitrifikacijske bakterije?
Nitrifikacijske bakterije su kemolitotrofne aerobne bakterije koje su sposobne oksidirati NH3 u tlu do nitrata ili nitrita. NH3 u tlu postoji u svom ionskom obliku NH4+ Potpuna nitrifikacija odvija se u dva procesa, gdje se NH3 prvo oksidira u nitrit (NO2–) nakon čega slijedi nitrat (NO 3–), koji koriste biljke.
- NH4+ + O2 NO2 – + H+ + H2O
-
NO2–+ O2 NO3 –
Razlika između nitrifikacijskih i denitrifikacijskih bakterija Slika 01: Ciklus dušika
Primjeri nitrifikacijskih bakterija koje provode prvu reakciju nitrifikacije uključuju Nitrosomonas i Nitrospira koje pripadaju β podrazredu Proteobacteria. Bakterije koje su sposobne provesti drugu reakciju procesa nitrifikacije i proizvesti nitrat uključuju Nitrobacter, koji pripadaju α potklasi Proteobacteria.
Što su denitrifikacijske bakterije?
Denitrifikacijske bakterije su vrsta kemolitotrofnih anaerobnih ili aerobnih bakterija koje su sposobne reducirati nitrate i nitrite u plinovite oblike dušika. Dva glavna oblika su dvoatomski dušik (N2) i dušikov oksid (N2O). Kroz ovaj proces, razine atmosferskog dušika se regeneriraju do normalne koncentracije. Reakcija denitrifikacije ilustrirana je u nastavku.
NE3– → NE2–→ NE + N2O → N2 (g)
Slika 02: Denitrifikacija
Fakultativni anaerobi uključeni u denitrifikaciju su Thiobacillus denitrificans i Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans je aerobna denitrifikacijska bakterija.
Koje su sličnosti između nitrifikacijskih i denitrifikacijskih bakterija?
- Nitrifikacijske i denitrifikacijske bakterije su kemolitoautotrofne.
- Većina njih su bakterije iz tla.
- Obje skupine sudjeluju u održavanju ravnoteže dušika u biosferi
- I nitrifikacijske i denitrifikacijske bakterije sadrže enzime koji kataliziraju reakcije nitrifikacije i denitrifikacije
- I nitrifikacijske i denitrifikacijske bakterije koriste se u industriji.
Koja je razlika između nitrifikacijskih i denitrifikacijskih bakterija?
Nitrifikacijske vs denitrifikacijske bakterije |
|
| Nitrifikacijske bakterije su bakterijske vrste koje su sposobne oksidirati amonij u tlu u nitrate, koje biljke mogu iskoristiti. | Denitrifikacijske bakterije su bakterijske vrste koje su sposobne reducirati nitrate ili nitrite u plinovite oblike kao što je dušikov oksid ili dvoatomni dušik. |
| Vrsta reakcije | |
| Nitrifikacija je reakcija oksidacije. | Denitrifikacija je reakcija redukcije. |
| Proizvodi formirani | |
| Nitrifikacijske bakterije proizvode nitrat ili nitrit. | Denitrifikacijske bakterije proizvode dušikov oksid ili dvoatomni dušik. |
| Prekursori za reakciju | |
| Nitrificirajuće bakterije koriste amonijak ili amonijeve ione. | Denitrifikacijske bakterije koriste nitrat ili nitrit kao svoje prekursore. |
| Potreba kisika | |
| Većina nitrificirajućih bakterija su aerobne. | Denitrifikacijske bakterije mogu biti aerobne ili fakultativno anaerobne. |
| Industrijska upotreba | |
| Nitrifikacijske bakterije koriste se kao dušična gnojiva. | Denitrifikacijske bakterije koriste se u sustavima upravljanja otpadnim vodama za razgradnju dušičnog otpada. |
Sažetak – Nitrifikacijske vs denitrifikacijske bakterije
Ciklus dušika jedan je od najvažnijih biogeokemijskih ciklusa u prirodi gdje se atmosferski dušik pretvara u različite kemijske oblike, čineći ga živim organizmima dostupnim za korištenje. Proces nitrifikacije je oksidativni proces u kojem se dušik prisutan kao amonij u tlu pretvara u nitrate i nitrite, povećavajući bioraspoloživost dušika za organizme. Tijekom denitrifikacije nitriti i nitrati reduciraju se u plinovite oblike (dvoatomni dušik i dušikov oksid). To je razlika između nitrifikacijskih i denitrifikacijskih bakterija. Oba su ova procesa biološki povoljna sudjelovanjem mikroba, posebice kemolitotrofnih bakterija. Trenutno se ove bakterije smatraju industrijski važnima u poljima poljoprivredne i ekološke biotehnologije. Stoga su postali potencijalna tema istraživanja u području biotehnologije.
Preuzmite PDF verziju Nitrificirajućih protiv denitrifikacijskih bakterija
Možete preuzeti PDF verziju ovog članka i koristiti ga za izvanmrežne svrhe prema napomeni o citatu. PDF verziju preuzmite ovdje. Razlika između nitrifikacijskih i denitrifikacijskih bakterija.
