Βασική διαφορά – Βακτήρια νιτροποίησης έναντι απονιτροποίησης
Το άζωτο είναι απαραίτητο θρεπτικό συστατικό για τους ζωντανούς οργανισμούς και είναι πολύ σημαντικό το διαθέσιμο άζωτο να είναι καλά ισορροπημένο και να ανακυκλώνεται ώστε να χρησιμοποιείται από ζωντανούς οργανισμούς. Το άζωτο υπάρχει στη φυσική του διατομική μορφή (N2), το οποίο δεν μπορεί να απορροφηθεί από τα φυτά για τις βιολογικές τους λειτουργίες. Η διαδικασία οξείδωσης σταθερού διατομικού αζώτου σε νιτρικά και νιτρώδη ονομάζεται νιτροποίηση. Αυτό γίνεται πιο συχνά από βακτηριακά είδη που μπορούν να χρησιμοποιήσουν το άζωτο στη σταθερή του μορφή. Προκειμένου να διατηρηθεί η ισορροπία αζώτου στην ατμόσφαιρα, το διατομικό άζωτο θα πρέπει να παράγεται μέσω ενός μηχανισμού ανακύκλωσης, όπου τα νιτρικά και τα νιτρώδη άλατα μειώνονται ξανά σε διατομικό άζωτο από βακτηριακά είδη. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται απονιτροποίηση. Έτσι, τα βακτήρια που εμπλέκονται σε αυτές τις δύο διαδικασίες χαρακτηρίζονται ως βακτήρια νιτροποίησης και απονιτροποιητικά βακτήρια. Η βασική διαφορά μεταξύ των βακτηρίων νιτροποίησης και απονιτροποίησης είναι ότι τα νιτροποιητικά βακτήρια είναι ικανά να οξειδώνουν τη διαθέσιμη αμμωνία σε νιτρικά και νιτρώδη ενώ τα απονιτροποιητικά βακτήρια είναι ικανά να μειώνουν τα νιτρικά και τα νιτρώδη στη φυσική τους διατομική μορφή αέριο άζωτο.
Τι είναι τα νιτροποιητικά βακτήρια;
Νιτροποιητικά βακτήρια είναι χημειολιθοτροφικά αερόβια βακτήρια που είναι ικανά να οξειδώσουν NH3 στο έδαφος σε νιτρικά ή νιτρώδη. Το NH3 στο έδαφος υπάρχει στην ιοντική του μορφή NH4+ Η πλήρης νιτροποίηση λαμβάνει χώρα σε δύο διαδικασίες, όπου το NH3 οξειδώνεται πρώτα σε νιτρώδη (NO2–) ακολουθούμενο από νιτρικά (NO 3–), το οποίο χρησιμοποιείται από τα φυτά.
- NH4+ + O2 ΟΧΙ2 – + H+ + H2O
-
ΟΧΙ2–+ O2 ΟΧΙ3 –
Διαφορά μεταξύ νιτροποιητικών και απονιτροποιητικών βακτηρίων Εικόνα 01: Κύκλος αζώτου
Παραδείγματα νιτροποιητικών βακτηρίων που πραγματοποιούν την πρώτη αντίδραση νιτροποίησης περιλαμβάνουν τα Nitrosomonas και Nitrospira που ανήκουν στη β υποκατηγορία των Proteobacteria. Τα βακτήρια που είναι ικανά να πραγματοποιήσουν τη δεύτερη αντίδραση της διαδικασίας νιτροποίησης και παράγουν νιτρικά περιλαμβάνουν τα Nitrobacter, τα οποία ανήκουν στην α υποκατηγορία των Proteobacteria.
Τι είναι τα απονιτροποιητικά βακτήρια;
Τα απονιτροποιητικά βακτήρια είναι ένας τύπος χημειολιθοτροφικών αναερόβιων ή αερόβιων βακτηρίων που είναι ικανά να μειώνουν τα νιτρικά και τα νιτρώδη σε αέριες μορφές αζώτου. Οι δύο κύριες μορφές είναι το διατομικό άζωτο (N2) και το υποξείδιο του αζώτου (N2O). Μέσω αυτής της διαδικασίας, τα επίπεδα ατμοσφαιρικού αζώτου αναγεννώνται στην κανονική συγκέντρωση. Η αντίδραση απονιτροποίησης απεικονίζεται παρακάτω.
ΟΧΙ3– → ΟΧΙ2–→ ΟΧΙ + N2O → N2 (g)
Εικόνα 02: Απονιτροποίηση
Προαιρετικά αναερόβια που εμπλέκονται στην απονιτροποίηση είναι ο Thiobacillus denitrificans και ο Micrococcus denitrificans. Το Pseudomonas denitificans είναι ένα αερόβιο απονιτροποιητικό βακτήριο.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ νιτροποιητικών και απονιτροποιητικών βακτηρίων;
- Νιτροποιητικά και απονιτροποιητικά βακτήρια είναι χημειολιθοαυτοτροφικά.
- Τα περισσότερα από αυτά είναι βακτήρια που μεταδίδονται στο έδαφος.
- Και οι δύο ομάδες συμμετέχουν στη διατήρηση της ισορροπίας του αζώτου στη βιόσφαιρα
- Τόσο τα νιτροποιητικά όσο και τα απονιτροποιητικά βακτήρια περιέχουν ένζυμα που καταλύουν τις αντιδράσεις νιτροποίησης και απονιτροποίησης
- Τόσο τα νιτροποιητικά όσο και τα απονιτροποιητικά βακτήρια χρησιμοποιούνται βιομηχανίες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ νιτροποιητικών και απονιτροποιητικών βακτηρίων;
Nitrifying vs Denitrifying Bacteria |
|
| Νιτροποιητικά βακτήρια είναι είδη βακτηρίων που είναι ικανά να οξειδώσουν το αμμώνιο στο έδαφος σε νιτρικά άλατα, τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν από τα φυτά. | Απονιτροποιητικά βακτήρια είναι είδη βακτηρίων που είναι ικανά να μειώνουν τα νιτρικά ή τα νιτρώδη σε αέριες μορφές όπως το υποξείδιο του αζώτου ή το διατομικό άζωτο. |
| Τύπος αντίδρασης | |
| Η νιτροποίηση είναι μια αντίδραση οξείδωσης. | Η απονιτροποίηση είναι μια αντίδραση μείωσης. |
| Σχηματίστηκαν προϊόντα | |
| Νιτροποιητικά βακτήρια παράγουν νιτρικά ή νιτρώδη. | Απονιτροποιητικά βακτήρια παράγουν οξείδιο του αζώτου ή διατομικό άζωτο. |
| Πρόδρομοι για την αντίδραση | |
| Νιτωτικά βακτήρια χρησιμοποιούν αμμωνία ή ιόντα αμμωνίου. | Απονιτροποιητικά βακτήρια χρησιμοποιούν νιτρικά ή νιτρώδη ως πρόδρομά τους. |
| Απαίτηση οξυγόνου | |
| Τα περισσότερα από τα νιτροποιητικά βακτήρια είναι αερόβια. | Τα απονιτροποιητικά βακτήρια μπορεί να είναι αερόβια ή προαιρετικά αναερόβια. |
| Βιομηχανική χρήση | |
| Νιτροποιητικά βακτήρια χρησιμοποιούνται ως αζωτούχα λιπάσματα. | Απονιτροποιητικά βακτήρια χρησιμοποιούνται σε συστήματα διαχείρισης λυμάτων για την αποδόμηση των αζωτούχων αποβλήτων. |
Σύνοψη – Νιτροποιητικά έναντι Βακτηριδίων Απονιτροποίησης
Ο κύκλος του αζώτου είναι ένας από τους σημαντικότερους βιογεωχημικούς κύκλους στη φύση όπου το ατμοσφαιρικό άζωτο μετατρέπεται σε διάφορες χημικές μορφές, καθιστώντας το διαθέσιμο για χρήση από τους ζωντανούς οργανισμούς. Η διαδικασία της νιτροποίησης είναι μια οξειδωτική διαδικασία όπου το άζωτο που υπάρχει ως αμμώνιο στο έδαφος μετατρέπεται σε νιτρικά και νιτρώδη, αυξάνοντας τη βιοδιαθεσιμότητα του αζώτου για τους οργανισμούς. Κατά την απονιτροποίηση, τα νιτρώδη και τα νιτρικά μειώνονται σε αέριες μορφές (διατομικό άζωτο και οξείδιο του αζώτου). Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ νιτροποιητικών και απονιτροποιητικών βακτηρίων. Και οι δύο αυτές διαδικασίες γίνονται βιολογικά ευνοϊκές με τη συμμετοχή μικροβίων, ιδιαίτερα χημειολιθοτροφικών βακτηρίων. Επί του παρόντος, αυτά τα βακτήρια θεωρούνται βιομηχανικά σημαντικά στους τομείς της γεωργικής και περιβαλλοντικής βιοτεχνολογίας. Ως εκ τούτου, έχουν γίνει ένα πιθανό ερευνητικό θέμα στον τομέα της Βιοτεχνολογίας.
Λήψη έκδοσης PDF του Nitrifying vs Denitrifying Bacteria
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ νιτροποιητικών και απονιτροποιητικών βακτηρίων.
