Ključna razlika med bakterijami, ki vežejo dušik, in bakterijami, ki vežejo dušik, je v tem, da bakterije, ki vežejo dušik, pretvorijo atmosferski dušik v amonij ali amoniak v tleh, medtem ko denitrifikacijske bakterije pretvorijo nitrate v tleh v atmosferski dušik.
Cikel dušika je eden glavnih biogeokemičnih ciklov. V dušikovem ciklu je več korakov. Med njimi sta fiksacija dušika in denitrifikacija dve stopnji. Pri fiksaciji dušika bakterije, ki vežejo dušik, pretvorijo atmosferski dušik v amoniak ali amonijeve ione v tleh. Pri denitrifikaciji denitrifikacijske bakterije pretvorijo nitrate v tleh v atmosferski dušik. Bakterije, ki vežejo dušik, povečajo rodovitnost tal. Nasprotno pa denitrifikacijske bakterije zmanjšajo rodovitnost tal.
Kaj so bakterije, ki vežejo dušik?
Bakterije, ki vežejo dušik, so skupina bakterij, ki pretvarjajo atmosferski dušik ali dušikov plin v amoniak ali amonijeve ione v tleh. Azotobacter, Bacillus, Clostridium in Klebsiella so številni primeri bakterij, ki vežejo dušik. Plin N2 predstavlja približno 78 % prostornine ozračja. Atmosferski dušik pride v živi svet z delovanjem teh bakterij, ki vežejo dušik. Zato pretvorijo plin N2 v ione NH3 in NH4+. Nato ti ioni NH3 in NH4+ krožijo po dušikovem ciklu in oskrbujejo vse žive organizme z dušikom. Bakterije, ki vežejo dušik, uporabljajo encim, imenovan nitrogenaza, za pretvorbo dušikovega plina v amoniak. Encim nitrogenaza katalizira pretvorbo atmosferskega dušika v amoniak s prekinitvijo trojne kovalentne vezi in dodajanjem treh atomov vodika vsakemu atomu dušika. Bakterije, ki vežejo dušik, delujejo učinkoviteje v anaerobnem okolju.
Slika 01: Bakterije, ki vežejo dušik v koreninskih gomoljih
Nekatere bakterije, ki vežejo dušik, so prostoživeče talne bakterije (Azotobacter) in prostoživeče cianobakterije, medtem ko nekatere bakterije, kot sta Rhizobium in Bradyrhizobium itd., živijo v simbioznih odnosih s stročnicami. Fiksacija dušika je ključnega pomena za rast, razvoj in produktivnost rastlin. Zato bakterije, ki vežejo dušik, povečajo rodovitnost tal in kmetijsko produktivnost.
Kaj so denitrifikacijske bakterije?
Denitrifikacijske bakterije so skupina bakterij, ki pretvarjajo nitrate v tleh v atmosferski dušik. Ta proces se imenuje denitrifikacija in je eden glavnih korakov dušikovega cikla. Denitrifikacijske bakterije sodelujejo pri sproščanju vezanega dušikovega plina nazaj v ozračje in dokončanju dušikovega cikla. Te bakterije uporabljajo več encimov, vključno z nitrat reduktazo, nitrit reduktazo, reduktazo dušikovega oksida in reduktazo dušikovega oksida. Bakterije, kot so Pseudomonas, Alkaligenes, Bacillus in Clostridium itd., so številni primeri denitrifikacijskih bakterij. Večinoma so fakultativne anaerobne heterotrofne bakterije. Delujejo v anaerobnih ali anoksičnih pogojih, kot so prepojena tla. Poleg tega te bakterije živijo v številnih habitatih, vključno z ekstremnimi okolji, ki so zelo slani in imajo visoke temperature.
Slika 02: Denitrifikacijska bakterija
Denitrifikacijske bakterije uporabljajo nitrat ali oksidiran dušik kot svoj dihalni substrat v odsotnosti kisika kot končnega akceptorja elektronov. Posledično se nitrat sprosti v ozračje kot plinasti dušik. Nitrat je rastlinam dostopna oblika dušika v tleh. Ker denitrifikacijske bakterije odstranijo nitrat iz tal, so odgovorne za zmanjšanje rodovitnosti tal in kmetijske produktivnosti.
Kakšne so podobnosti med bakterijami, ki vežejo dušik, in denitrifikacijskimi bakterijami?
- Tako bakterije, ki vežejo dušik, kot bakterije, ki vežejo dušik, so sestavni del dušikovega cikla.
- So predvsem talni mikroorganizmi.
- Uporabljajo encime za pretvorbo dušikovih oblik.
- Tako bakterije, ki vežejo dušik, kot bakterije, ki denitrifikirajo, imajo raje anaerobna okolja.
Kakšna je razlika med bakterijami, ki vežejo dušik, in denitrifikacijskimi bakterijami?
Bakterije, ki vežejo dušik, so bakterije, ki pretvorijo prosti atmosferski dušik v amoniak ali amonij v tleh. Denitrifikacijske bakterije so bakterije, ki pretvarjajo nitrate v tleh v prosti atmosferski dušik. Torej, to je ključna razlika med bakterijami, ki vežejo dušik, in denitrifikacijskimi bakterijami. Azotobacter, Bacillus, Clostridium in Klebsiella je več vrst bakterij, ki vežejo dušik, medtem ko je Pseudomonas, Alkaligenes, Bacillus itd. več vrst denitrifikacijskih bakterij.
Spodnja infografika navaja več razlik med bakterijami, ki vežejo dušik, in denitrifikacijskimi bakterijami v obliki tabele.
Povzetek – bakterije, ki vežejo dušik proti denitrifikacijskim bakterijam
Bakterije, ki vežejo dušik, pretvorijo atmosferski dušik v amoniak v tleh. Denitrifikacijske bakterije pretvorijo nitrate v tleh v prosti atmosferski dušik. To je torej ključna razlika med bakterijami, ki vežejo dušik, in denitrifikacijskimi bakterijami. Ker bakterije, ki vežejo dušik, dodajajo dušik v tla, pomagajo povečati rodovitnost tal in kmetijsko produktivnost. Nasprotno pa denitrifikacijske bakterije pomagajo zmanjšati rodovitnost tal in kmetijsko produktivnost.
