Ključna razlika – nitrifikacija proti denitrifikaciji
Cikel dušika je pomemben biogeokemični cikel, v katerem se dušik pretvori v različne kemične oblike, kot so NH3, NH4 +, NE2–, NE3 – itd. V krogu dušika obstajajo štirje glavni procesi. So fiksacija, amonifikacija, nitrifikacija in denitrifikacija. Veliko teh procesov izvajajo mikroorganizmi, zlasti bakterije, prisotne v tleh. Nitrifikacija in denitrifikacija sta dve glavni stopnji, ki pretvarjata atmosferski dušik v nitrat in nitrat nazaj v atmosferski dušik. Nitrifikacija je biološka pretvorba amonija (NH4+) v nitrat (NO3 –) z oksidacijo, medtem ko je denitrifikacija biološka transformacija nitrata v dušikove pline (N2) z redukcijo. To je ključna razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo.
Kaj je nitrifikacija?
Nitrifikacija je proces, ki z oksidacijo pretvori amoniak ali amonijeve ione v nitrate. Je sestavni del dušikovega cikla. Olajšata jo dve vrsti kemoavtotrofnih aerobnih bakterij, kot sta Nitrosomonas in Nitrobacter. Delujejo v aerobnih pogojih. Nitrifikacijo sproži Nitrosomonas. Bakterije Nitrosomonas pretvarjajo amoniak in amonijeve ione v nitrit. Drugič, Nitrobacter pretvori nitrit v nitrat. Ta dva koraka je mogoče predstaviti na naslednji način.
Nitrifikacija je izrednega pomena za nadaljevanje ekosistema in razgradnjo organskih snovi. Nitrifikacija je tudi bistven proces za rastline. Rastline pridobivajo dušik kot nitrate. Nitrat je najbolj dostopna oblika dušika v rastlinah. Zato je nitrifikacija izjemno pomembna za poljedelstvo in rastline.
Slika 01: Kroženje dušika
Kaj je denitrifikacija?
Denitrifikacija je proces redukcije nitratov v tleh v atmosferski dušik z denitrifikacijskimi bakterijami. To je nasprotje nitrifikacije, ki je opisana v zgornjem razdelku. Denitrifikacija je bistveni korak v dušikovem ciklu, ki sprošča fiksirani dušik nazaj v ozračje. Denitrifikacijo olajšajo denitrifikacijske bakterije, kot sta Pseudomonas in Clostridium. Te bakterije so fakultativne anaerobne in heterotrofne bakterije. Delujejo v anaerobnih ali anoksičnih pogojih, kot so prepojena tla. Kot dihalni substrat uporabljajo nitrat, zaradi česar se nitrat sprošča v ozračje v obliki plinastega dušika.
Slika 02: Denitrifikacija
Kakšne so podobnosti med nitrifikacijo in denitrifikacijo?
- Nitrifikacija in denitrifikacija sta dva glavna procesa dušikovega cikla.
- Oba procesa poganjajo bakterije.
Kakšna je razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo?
Nitrifikacija proti denitrifikaciji |
|
| Nitrifikacija je oksidacija amoniaka ali amonijevih ionov v nitratne ione z nitrifikacijskimi bakterijami. | Denitrifikacija je redukcija nitrata v plinasti dušik z denitrifikacijskimi bakterijami. |
| Reakcijska zaporedja | |
| Nitrifikacija poteka kot NH3→NH4+ → NO 2– → NE3– | Denitrifikacija poteka kot NE3–→NE2– →NE→N2O→N2 |
| V kmetijstvu | |
| Nitrifikacija je pomemben proces za kmetijstvo, saj proizvaja rastlinam dostopno obliko dušika (nitratne ione) | Denitrifikacija je škodljiva za rastlinsko pridelavo, saj se rastlinam dostopen vir dušika (nitrat) pretvori v plinast dušik (N2). |
| Reakcije | |
| Nitrifikacija poteka z oksidacijo. | Denitrifikacija poteka z redukcijo |
| Vpletene bakterije | |
| Nitrifikacijo olajšajo kemoavtotrofne aerobne bakterije. | Denitrifikacijo olajšajo fakultativne bakterije ali heterotropne denitrifikacijske bakterije. |
| Prednosti | |
| Nitrifikacija je koristna za kmetijstvo, saj rastlinam zagotavlja nitrat. | Denitrifikacija je koristna za vodne habitate in čiščenje industrijske ali kanalizacijske odpadne vode. |
| Občutljivost na okoljske obremenitve | |
| Nitrifikatorji so bolj občutljivi na okoljske obremenitve. | Denitrifikatorji so manj občutljivi na okoljske obremenitve. |
| razpon pH | |
| Nitrifikacija poteka pri pH med 6,5 in 8,5. | Denitrifikacija poteka pri pH med 7,0 in 8,5. |
| Temperatura | |
| Temperatura nitrifikacije se giblje med 16 in 35 0 | Denitrifikacijska temperatura se giblje med 26 in 38 0 |
| Pogoji | |
| Nitrifikacija daje prednost aerobnim razmeram. | Denitrifikacija daje prednost anoksičnim pogojem. |
| Inhibicija | |
| Nitrifikacija poteka zaradi poplav, visoke slanosti, visoke kislosti, visoke alkalnosti, čezmernega oranja in strupenih spojin. | Denitrifikacijo zavirajo zmanjšana nitrifikacija, nižje ravni nitratov, gnojilo in drenaža tal. |
Povzetek – nitrifikacija proti denitrifikaciji
Plin dušik predstavlja približno 78 % prostornine ozračja. Atmosferski dušik vstopa v živi svet s postopkom, imenovanim biološka fiksacija dušika. Izvajajo ga bakterije, ki vežejo dušik. Bakterije, ki vežejo dušik, pretvorijo dušik v amoniak. Nato ta amoniak kroži skozi dušikov cikel in oskrbuje vse žive organizme z dušikom. amoniak in amonijevi ioni se z oksidacijo pretvorijo v nitrat. Ta proces je znan kot nitrifikacija. Nitrifikacija je glavna stopnja v kroženju dušika. Izvajajo ga aerobne bakterije, kot sta Nitrosomonas in Nitrobacter. Talni nitrat zaužijejo rastline in drugi organizmi. Nitrat v tleh se uporablja kot vir energije z denitrifikacijskimi bakterijami v anaerobnih pogojih. Med tem procesom se nitrat z redukcijo pretvori nazaj v atmosferski N2. Ta proces je znan kot denitrifikacija. To je razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo.
Prenesite PDF različico nitrifikacije proti denitrifikaciji
Lahko prenesete različico PDF tega članka in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombami o citatih. Prenesite različico PDF tukaj. Razlika med nitrifikacijo in denitrifikacijo.
