Η βασική διαφορά μεταξύ των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο και των βακτηρίων απονιτροποίησης είναι ότι τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο μετατρέπουν το ατμοσφαιρικό άζωτο σε αμμώνιο ή αμμωνία στο έδαφος, ενώ τα απονιτροποιητικά βακτήρια μετατρέπουν τα νιτρικά άλατα στο έδαφος σε ατμοσφαιρικό άζωτο.
Ο κύκλος του αζώτου είναι ένας από τους κύριους βιογεωχημικούς κύκλους. Υπάρχουν πολλά στάδια στον κύκλο του αζώτου. Μεταξύ αυτών, η δέσμευση αζώτου και η απονιτροποίηση είναι δύο στάδια. Στη δέσμευση του αζώτου, τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο μετατρέπουν το ατμοσφαιρικό άζωτο σε αμμωνία ή ιόντα αμμωνίου στο έδαφος. Στην απονιτροποίηση, τα απονιτροποιητικά βακτήρια μετατρέπουν τα νιτρικά άλατα στο έδαφος σε ατμοσφαιρικό άζωτο. Τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο αυξάνουν τη γονιμότητα του εδάφους. Αντίθετα, τα απονιτροποιητικά βακτήρια μειώνουν τη γονιμότητα του εδάφους.
Τι είναι τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο;
Τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο είναι μια ομάδα βακτηρίων που μετατρέπουν το ατμοσφαιρικό άζωτο ή αέριο άζωτο σε αμμωνία ή ιόντα αμμωνίου στο έδαφος. Τα Azotobacter, Bacillus, Clostridium και Klebsiella είναι αρκετά παραδείγματα βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο. Το N2 αντιπροσωπεύει περίπου το 78% της ατμόσφαιρας κατ' όγκο. Το άζωτο της ατμόσφαιρας εισέρχεται στον ζωντανό κόσμο με τη δράση αυτών των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο. Επομένως, μετατρέπουν αέριο N2 σε ιόντα NH3 και NH4+. Στη συνέχεια, αυτά τα ιόντα NH3 και NH4+ κυκλοφορούν μέσω του κύκλου του αζώτου, παρέχοντας άζωτο σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο χρησιμοποιούν ένα ένζυμο που ονομάζεται νιτρογενάση για να μετατρέψουν το αέριο άζωτο σε αμμωνία. Το ένζυμο νιτρογενάση καταλύει τη μετατροπή του ατμοσφαιρικού αζώτου σε αμμωνία με τη διάσπαση ενός τριπλού ομοιοπολικού δεσμού και την προσθήκη τριών ατόμων υδρογόνου σε κάθε άτομο αζώτου. Τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο λειτουργούν πιο αποτελεσματικά σε αναερόβιο περιβάλλον.
Εικόνα 01: Βακτήρια που καθορίζουν το άζωτο σε όζους ρίζας
Μερικά βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο είναι ελεύθερα βακτήρια του εδάφους (Azotobacter) και κυανοβακτήρια που ζουν ελεύθερα, ενώ ορισμένα βακτήρια όπως το Rhizobium και το Bradyrhizobium κ.λπ. ζουν σε συμβιωτικές σχέσεις με τα ψυχανθή φυτά. Η δέσμευση αζώτου είναι κρίσιμη για την ανάπτυξη, την ανάπτυξη και την παραγωγικότητα των φυτών. Επομένως, τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο αυξάνουν τη γονιμότητα του εδάφους και τη γεωργική παραγωγικότητα.
Τι είναι τα απονιτροποιητικά βακτήρια;
Τα απονιτροποιητικά βακτήρια είναι μια ομάδα βακτηρίων που μετατρέπουν τα νιτρικά άλατα στο έδαφος σε αέριο άζωτο της ατμόσφαιρας. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται απονιτροποίηση και είναι ένα από τα κύρια στάδια του κύκλου του αζώτου. Τα απονιτροποιητικά βακτήρια συμμετέχουν στην απελευθέρωση σταθερού αερίου αζώτου πίσω στην ατμόσφαιρα και στην ολοκλήρωση του κύκλου του αζώτου. Αυτά τα βακτήρια χρησιμοποιούν διάφορα ένζυμα, συμπεριλαμβανομένης της νιτρικής αναγωγάσης, της αναγωγάσης των νιτρωδών, της αναγωγάσης του μονοξειδίου του αζώτου και της αναγωγάσης του υποξειδίου του αζώτου. Βακτήρια όπως Pseudomonas, Alkaligenes, Bacillus και Clostridium, κ.λπ. είναι αρκετά παραδείγματα βακτηρίων απονιτροποίησης. Είναι κυρίως προαιρετικά αναερόβια ετερότροφα βακτήρια. Λειτουργούν κάτω από αναερόβιες ή ανοξικές συνθήκες όπως τα υδάτινα εδάφη. Επιπλέον, αυτά τα βακτήρια ζουν σε ένα ευρύ φάσμα οικοτόπων, συμπεριλαμβανομένων των ακραίων περιβαλλόντων που είναι εξαιρετικά αλατούχα και σε υψηλή θερμοκρασία.
Εικόνα 02: Απονιτροποιητικό βακτήριο
Τα απονιτροποιητικά βακτήρια χρησιμοποιούν νιτρικό άλας ή οξειδωμένο άζωτο ως αναπνευστικό υπόστρωμα απουσία οξυγόνου ως τερματικό δέκτη ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, τα νιτρικά άλατα απελευθερώνονται ως αέριο άζωτο στην ατμόσφαιρα. Το νιτρικό άλας είναι η προσιτή στα φυτά μορφή αζώτου στο έδαφος. Δεδομένου ότι τα απονιτροποιητικά βακτήρια απομακρύνουν τα νιτρικά από το έδαφος, είναι υπεύθυνα για τη μείωση της γονιμότητας του εδάφους και της γεωργικής παραγωγικότητας.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο και των βακτηρίων απονιτροποίησης;
- Τόσο τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο όσο και τα βακτήρια απονιτροποίησης αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του κύκλου του αζώτου.
- Είναι κυρίως μικροοργανισμοί του εδάφους.
- Χρησιμοποιούν ένζυμα για να μετατρέψουν μορφές αζώτου.
- Τόσο τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο όσο και τα απονιτροποιητικά βακτήρια προτιμούν αναερόβια περιβάλλοντα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο και των βακτηρίων που απονιτροποιούν;
Τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο είναι βακτήρια που μετατρέπουν το ελεύθερο ατμοσφαιρικό άζωτο σε αμμωνία ή αμμώνιο στο έδαφος. Τα απονιτροποιητικά βακτήρια είναι βακτήρια που μετατρέπουν τα νιτρικά άλατα στο έδαφος σε ελεύθερο ατμοσφαιρικό άζωτο. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο και των βακτηρίων απονιτροποίησης. Το Azotobacter, ο Bacillus, το Clostridium και η Klebsiella είναι διάφοροι τύποι βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο, ενώ τα Pseudomonas, Alkaligenes, Bacillus, κ.λπ., είναι διάφοροι τύποι βακτηρίων απονιτροποίησης.
Το παρακάτω infographic παραθέτει περισσότερες διαφορές μεταξύ των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο και των βακτηρίων απονιτροποίησης σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο έναντι βακτηρίων απονιτροποίησης
Βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο μετατρέπουν το ατμοσφαιρικό άζωτο σε αμμωνία στο έδαφος. Τα απονιτροποιητικά βακτήρια μετατρέπουν τα νιτρικά άλατα στο έδαφος σε ελεύθερο ατμοσφαιρικό άζωτο. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο και των βακτηρίων απονιτροποίησης. Δεδομένου ότι τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο προσθέτουν άζωτο στο έδαφος, βοηθούν στην αύξηση της γονιμότητας του εδάφους και της γεωργικής παραγωγικότητας. Αντίθετα, τα απονιτροποιητικά βακτήρια βοηθούν στη μείωση της γονιμότητας του εδάφους και της γεωργικής παραγωγικότητας.
