Caracteristici ale bacteriilor nitrifiante (nitrificare)
Organismele vii în funcție de tipul nutriției sunt împărțite în autotrofe și heterotrofe. Acestea din urmă construiesc în mod independent noi elemente din dioxidul de carbon și alte substanțe anorganice. Bacteriile nitrifiante sunt o formă de viață cunoscută, adesea folosite în viața de zi cu zi și în gospodărie. Aceste specii fac parte din dispozitivele de curățare a acvariilor..
conținut
Principala caracteristică
Scopul și clasificarea
La începutul secolului XIX, oamenii de știință au dovedit că nitrificarea se referă la biologie. Pentru a face acest lucru, au adăugat cloroform în apele uzate.
Printre autotrofele care produc organice complexe din molecule simple anorganice, sunt cunoscute organismele care utilizează energia. Este vorba despre alge, bacterii care produc materie organică din dioxid de carbon și apă. Prezența autotrofelor se datorează prezenței oxigenului și umidității scăzute.
Organisme care preiau energie din oxidare și reducere (chimioautotrofe) sunt identificate printre bacterii. Conform proprietăților și valorii fiziologice, biologice și chimice, aceste organisme microscopice prezintă interes pentru anumite zone ale agriculturii.
În timpul studiului, procesul de oxidare a amoniacului a fost finalizat. Vinogradsky a împărțit agenții de nitrifiere în bacterii, realizând prima etapă a acestui proces (oxidarea amoniuului la acidul azotat), iar a doua - tranziția acestui acid la nitric. Bacteriile gram-negative sunt nitrobacteria.
Reprezentanții primei faze a Nitro:
- Somonas (Somonas);
- Socystis (Soseystis);
- Solobus (Solobus);
- Sospira (Sospiri).
Specia de Somonas a fost mai studiată, deși crearea culturilor reale pare dificilă. Celulele ovale se înmulțesc prin formarea de procariote fiice din celula mamă. Ca urmare a dezvoltării microorganismelor într-un mediu lichid, există forme mobile cu mai multe flagelo și zoogley imobile.
Nitrososistis se caracterizează printr-o formă rotundă, cu dimensiunea de până la 2 microni. Unii reprezentanți ating 10 microni. Se deplasează datorită unui flagellum, formează zoogley și chisturi. Nitrosolobus este egal cu 1–1,5 * 1–2,5 microni. Celulele sunt împărțite în părți și, prin urmare, forma externă este neregulată.
Celulele nitrosospirale sunt în formă de tijă sau ridate, au dimensiuni de 0,9–1 * 1,5-2,60 μm, au până la 5 flageli.
Nitro Faza 2 Bacterii:
- Bacter (bacterii);
- Spina (spate);
- Cocus (Focus).
Efectul nociv al substanțelor organice asupra organismelor chimioautotrofe a fost remarcat și în cercetările oamenilor de știință. Nu folosesc elemente organice exogene și sunt numite autotrofe obligatorii. Bacteriile pot folosi anumiți compuși cu dizabilități.
Creșterea nitrobacterului se îmbunătățește în prezența nitritului de autolizat de drojdie, piridoxină, glutamat și serină, dacă sunt introduse în mediu în concentrație scăzută.
Structura principală a nitrificării:
- Sistemul de membrană format sub forma unei stive în centrul celulei, în mijloc.
- Structura în formă de cupă constând din mai multe frunze.
Celulele nitrobacterului seamănă cu o pere. Propagați prin înmugurire. Informațiile despre bacteriile Nitrospin și Nitrococcus sunt limitate..
După structura celulelor, bacteriile studiate sunt similare cu alte microorganisme gram-negative. Unele au format sisteme de membrane interne care creează o stivă în mijlocul celulei (Nitrososistis), sunt plasate paralel cu membrana citoplasmei (Nitrosomonas) sau formează o structură asemănătoare cupei (Nitrobacter Vinogradsky). Oxigenul este important pentru oxidarea amoniuului în acidul azotic:
Nitrobacterul și Nitrosomonas recreează nitriții cu amoniu. Alături de chimiotrofele nitrifiante, există heterotrofe care au procese similare. Acestea includ ciuperci din genul Fusamm și bacterii Alcaligenes, Sorinebacterium, Achromoba-kter, Pseudomonas, Arfrobakter. Nocardia oxidează amoniacul pentru a produce hidroxilamină, nitriți și nitrați. Ca urmare, se formează acid hidroxamic.
Azotul este un element important în acidul nucleic și în proteine. Nitrificarea heterotrofă este enormă. Sunt create produse cu efecte toxice, otrăvitoare, cancerigene, mutagene și efecte chimioterapeutice. Din acest motiv, s-a acordat multă atenție studiului procesului și semnificației acestuia pentru culturile heterotrofe..
Formarea compușilor chimici pentru a crea energie este chimiosinteza, prin care celulele cresc și se dezvoltă. Tipurile chimioautotrofe sunt obișnuite în natură și sunt observate în sol și în corpurile de apă. Procesele pe care le produc sunt realizate la scară masivă și au semnificația cea mai importantă în ciclul azotului..
Oamenii de știință din secolul trecut au crezut că performanța agenților de nitrifiere îmbogățește solul, deoarece transformă amoniul în nitrați, care sunt ușor absorbiți de plante și cresc, de asemenea, absorbția mineralelor. Plantele, care asimilează azotul de amoniac și ionii de amoniu, sunt mai bine depozitate în sol decât nitrații. Nitrații rezultați acidulează habitatul, epuizează compoziția solului cu cantitatea de azot.
Nutriția microorganismelor
Nitrificatoarele bacteriene sunt autotrofe, deoarece nu folosesc substanțe organice exogene. O bază cu un autolizat de drojdie, serină și glutamat în concentrație scăzută afectează creșterea bacteriilor. Acest lucru se datorează nitriților prezenți în mediul nutritiv. Oxidarea acetatului este redusă, dar adaosul de carbon la proteine, aminoacizi și alte componente crește.
În urma studiilor, s-au primit informații că bacteriile trec la nutriție heterotrofă.
Habitat și pericol
Bacteriile nitrifiante sunt frecvente în mediu. Sunt prezente în sol, în diferite substraturi și în corpuri de apă. Procesul funcționării lor aduce o contribuție semnificativă la stadiul general al mișcării azotului în natură..
Nitrificatorii trăiesc într-un mediu mineral simplu care conține un substrat oxidabil sub formă de amoniu, nitriți și dioxid de carbon.
În lumea înconjurătoare, microorganismele procesează substanțe anorganice și creează condiții pentru nutriția plantelor în sol. Sursa de energie pentru animale este flora. Omul mănâncă plante și animale. Resturile florei și faunei vitale servesc ca hrană pentru bacterii. Ciclul se închide.
Un microorganism precum Nitrososistis este izolat de apele Atlanticului. Aparține obligatoriu de galofile și trăiește într-un mediu sărat. PH-ul (reacția hidrogenului) pentru creșterea bacteriilor este de 8,7, iar valoarea optimă este de 7,5.
Printre speciile Somonas, tipurile care au un regim de temperatură la 26 sau aproximativ 40 ° C și tulpinile care cresc rapid la 4 ° C sunt răspândite. Un climat favorabil este habitatul (apa) 24-27 de grade. Ar trebui să existe un aport constant de oxigen și prezența vegetației acvatice.
Cele mai simple bacterii sunt clasificate ca aerobe obligatorii. Pentru oxidarea amoniului la acidul azotat și a acidului azotat la acidul azotic, au nevoie de oxigen. Habitatul nu trebuie să conțină compuși organici. Studiile au confirmat efectul distructiv al glucozei, erbicidelor, ureei, peptonei, glicerinei și altor organice asupra bacteriilor.
Unele tulpini de nitrobacterii în prezența unei componente organice oxidează amoniu, creând hidroxilamină, nitriți și nitrați. Ca urmare a unor astfel de reacții, acizii hidroxamici apar. Bacteriile efectuează procesul de nitrificare a diferiților compuși, care includ azot.
Volumele de nitrificare heterotrofă în circumstanțe speciale pot fi fatale. Pericolul este că se formează toxine, mutageni și cancerigeni..
Aplicație în diverse domenii
Utilizarea bacteriilor nitrifiante în diferite câmpuri aduce avantaje și dezavantaje. Microorganismele creează condiții favorabile pentru peștii care trăiesc în acvariu, îmbogățind solul, precum și procesele agricole.
Filtru biologic pentru acvariu
Nitrobacteriile joacă un rol important în transformarea amoniacului toxic în nitrați. Acest lucru este important atunci când porniți un nou acvariu. Aceste microorganisme alcătuiesc o mică parte din bacterii și sunt un biofiltru. Se înmulțesc pe orice suprafață (medii de filtrare, sol sau plante). Dacă există o cantitate mare de alge în acvariu, atunci acvariul este considerat complet un biofiltru. Este important să se creeze un mediu favorabil pentru creșterea bacteriilor benefice.
Deficitul de oxigen, excesul de dioxid de carbon, pH-ul mai scăzut și utilizarea dezinfectanților pot reduce populația bacteriană din acvariu. Bacteriile vegetale nitrifiante epuizează algele. Bacteriile vii pentru acvariu sunt utilizate în timpul pregătirii rezervorului pentru utilizare.
Importanța microorganismelor este mare, La urma urmei, ei purifică apa de poluare, reziduuri biologice și organice, sedimente și fecale. Prin urmare, microflora din rezervoarele în care trăiesc este ideală.
Bacteriile nitrifiante sunt principalii curățători ai spațiilor locuite cu pești și scoici. Se reproduc activ într-un mediu saturat cu amoniac, nitriți, azot și amoniac..
Pentru lansarea acvariului, se folosesc preparate ale mărcii „sulf”, care conțin agenți de nitrifiere vii și praf vulcanic - un mediu perfect pentru reproducerea și creșterea timpurie. Acest substrat se așează pe fund și devine parte a solului. Mai multe bacterii intră simultan în acvariu..
Majoritatea produselor furnizate magazinelor de animale de companie specializate conțin culturi de bacterii heterotrofe.
Importanța pentru agricultură
Pentru a crește productivitatea, fermierii folosesc tot felul de îngrășăminte care conțin bacterii nitrifiante..
Solul este un substrat ideal pentru procesele de creștere, reproducere a plantelor și organismelor vii, de aceea este important să se mențină conținutul propriu și compoziția complexă.
Tratarea biologică a solului este realizată de curățătorii naturali - bacterii nitrifiante. Accesul la substanțe din mediul extern nu este necesar pentru ele - le pot produce în mod autonom. De exemplu, plantele verzi autotrofe au nevoie de lumina soarelui, dar sunt indiferente pentru nitrobacterii.
Când sunt prezenți în sol, humus sau într-un mediu acvatic, ei transformă amoniacul degajat în nitrați (sare de acid azotic). Fiecare etapă este realizată folosind diferite bacterii..
Procesul de conversie a amoniacului în nitrați:
- Oxidarea amoniacului la nitrit. Acest proces nu are loc cu un singur tip de bacterii, ci cu altele diferite. Unele tipuri de microorganisme sunt convertite în nitriți, în timp ce altele în nitrați. O condiție importantă ar trebui să fie temperatura de la 4 grade, umiditatea și mult oxigen.
- Oxidarea nitritului la nitrați.
Nitrificatorii afectează în mod pozitiv solul, crescând fertilitatea acestuia datorită descompunerii amoniacului. Cu toate acestea, oamenii de știință au relevat și un impact negativ. Bacteriile acidifiază solul, care nu este un moment favorabil și, de asemenea, satura solul cu ioni de amoniu. Ulterior, solul este epuizat în cantitatea de nutrienți.
Sursa de energie pentru chimiotrofe sunt o varietate de minerale. Ecosistemul este creat artificial, dar pentru o dezvoltare reușită, sunt lansate procese stabilite care sunt reglementate de locuitorii rezervorului, de exemplu, un acvariu.
În ciuda mărimii lor minuscule, aceste organisme vii afectează lumea din jurul lor. Nitrobacteriile sunt frecvente în soluri, ape mării și dulci, joacă un rol important în tratarea apelor uzate.
