nyckelskillnad – nitrifierande vs denitrifierande bakterier
Kväve är ett viktigt näringsämne för levande organismer, och det är av stor vikt att det tillgängliga kvävet är välbalanserat och återvinns för att kunna användas av levande organismer. Kväve finns i sin naturliga diatomiska form (N2), som inte kan absorberas av växter för sina biologiska funktioner. Processen att oxidera fast diatomiskt kväve till nitrater och nitriter kallas nitrifikation; detta görs oftast av bakteriearter som kan utnyttja kväve i sin fasta form. För att upprätthålla kvävebalansen i atmosfären bör diatomiskt kväve produceras genom en återvinningsmekanism, där nitrater och nitriter reduceras tillbaka till diatomiskt kväve av bakteriearter. Denna process kallas denitrifiering. Sålunda karakteriseras bakterier involverade i dessa två processer som nitrifierande bakterier och denitrifierande bakterier. Den viktigaste skillnaden mellan nitrifierande och denitrifierande bakterier är att nitrifierande bakterier kan oxidera tillgänglig ammoniak till nitrat och nitrit medan denitrifierande bakterier kan reducera nitrater och nitriter till sin naturligt förekommande diatomiska form kvävgas.
Vad är nitrifierande bakterier?
Nitrifierande bakterier är kemolitotrofa aeroba bakterier som kan oxidera NH3 i jorden till nitrat eller nitrit. NH3 i jord finns i sin joniska form av NH4+ Fullständig nitrifikation sker i två processer, där NH3 först oxideras till nitrit (NO2–) följt av nitrat (NO) 3–), som används av växter.
- NH4+ + O2 NO2 – + H+ + H2O
-
NO2–+ O2 NO3 –
Skillnaden mellan nitrifierande och denitrifierande bakterier Figur 01: Kvävecykel
Exempel på nitrifierande bakterier som utför den första reaktionen av nitrifikation inkluderar Nitrosomonas och Nitrospira som tillhör β-underklassen av Proteobacteria. Bakterier som kan utföra den andra reaktionen i nitrifikationsprocessen och producera nitrat inkluderar Nitrobacter, som tillhör en underklass av Proteobacteria.
Vad är denitrifierande bakterier?
Denitrifierande bakterier är en typ av kemolitotrofa anaeroba eller aeroba bakterier som kan reducera nitrater och nitriter till gasformiga kväveformer. De två huvudformerna är diatomiskt kväve (N2) och lustgas (N2O). Genom denna process regenereras atmosfäriska kvävenivåer till normal koncentration. Denitrifieringsreaktionen illustreras nedan.
NO3– → NO2–→ NO + N2O → N2 (g)
Figur 02: Denitrifikation
Fakultativa anaerober involverade i denitrifiering är Thiobacillus denitrificans och Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans är en aerob denitrifierande bakterie.
Vilka är likheterna mellan nitrifierande och denitrifierande bakterier?
- Nitrifierande och denitrifierande bakterier är kemolitoautotrofa.
- De flesta av dem är jordburna bakterier.
- Båda grupperna deltar i upprätthållandet av kvävebalansen i biosfären
- Både nitrifierande och denitrifierande bakterier innehåller enzymer som katalyserar reaktionerna av nitrifikation och denitrifikation
- Både nitrifierande och denitrifierande bakterier är begagnade industrier.
Vad är skillnaden mellan nitrifierande och denitrifierande bakterier?
Nitrifierande vs denitrifierande bakterier |
|
| Nitrifierande bakterier är bakteriearter som kan oxidera ammonium i jorden till nitrater, som kan användas av växter. | Denitrifierande bakterier är bakteriearter som kan reducera nitrater eller nitriter till gasform som dikväveoxid eller diatomiskt kväve. |
| Typ av reaktion | |
| Nitrifikation är en oxidationsreaktion. | Denitrifiering är en reduktionsreaktion. |
| Products Formed | |
| Nitrifierande bakterier producerar nitrat eller nitrit. | Denitrifierande bakterier producerar dikväveoxid eller diatomiskt kväve. |
| Föregångare till reaktionen | |
| Nitrifierande bakterier använder ammoniak eller ammoniumjoner. | Denitrifierande bakterier använder nitrat eller nitrit som sina prekursorer. |
| Oxygen Requirement | |
| De flesta av de nitrifierande bakterierna är aeroba. | Denitrifierande bakterier kan vara aeroba eller fakultativa anaeroba. |
| Industriell användning | |
| Nitrifierande bakterier används som kvävegödselmedel. | Denitrifierande bakterier används i avloppsvattenhanteringssystem för att bryta ned kväveh altigt avfall. |
Sammanfattning – nitrifierande vs denitrifierande bakterier
Kvävets kretslopp är en av de viktigaste biogeokemiska kretsloppen i naturen där atmosfäriskt kväve omvandlas till olika kemiska former, vilket gör det tillgängligt för levande organismer att använda. Nitrifikationsprocessen är en oxidativ process där kväve som finns som ammonium i marken omvandlas till nitrater och nitriter, vilket ökar biotillgängligheten av kväve för organismer. Under denitrifikationen reduceras nitriter och nitrater till gasform (diatomiskt kväve och dikväveoxid). Detta är skillnaden mellan nitrifierande och denitrifierande bakterier. Båda dessa processer görs biologiskt gynnsamma genom inblandning av mikrober, särskilt kemolitotrofa bakterier. För närvarande anses dessa bakterier vara industriellt viktiga inom jordbruks- och miljöbioteknik. Därför har de blivit ett potentiellt forskningsämne inom området bioteknik.
Ladda ner PDF-version av Nitrifying vs Denitrifying Bacteria
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan nitrifierande och denitrifierande bakterier.
