Vlastnosti nitrifikačních bakterií (nitrifikace)
Živé organismy podle typu výživy se dělí na autotrofy a heterotrofy. Ten nezávisle staví nové prvky z oxidu uhličitého a dalších anorganických látek. Nitrifikační bakterie jsou známou formou života, často používanou v každodenním životě a v domácnosti. Tyto druhy jsou součástí čisticích zařízení pro akvária..
Obsah
Hlavní charakteristika
Účel a klasifikace
Na začátku XIX století vědci dokázali, že nitrifikace odkazuje na biologii. Za tímto účelem přidali do odpadní vody chloroform.
Mezi autotrofy, které produkují komplexní organické látky z jednoduchých anorganických molekul, jsou známy organismy, které využívají energii. Jsou to řasy, bakterie, které produkují organickou hmotu z oxidu uhličitého a vody. Přítomnost autotrofů je způsobena přítomností kyslíku a nízkou vlhkostí.
Mezi bakteriemi jsou identifikovány organismy, které berou energii z oxidace a redukce (chemoautotrofy). Podle fyziologických, biologických a chemických vlastností a hodnoty jsou tyto mikroskopické organismy zajímavé pro určité oblasti zemědělství.
Během studie byl dokončen proces oxidace amoniaku. Vinogradsky rozdělil nitrifikační látky na bakterie, provedl první fázi tohoto procesu (oxidace amonia na kyselinu dusitou) a druhou - přechod této kyseliny na dusičnou. Gramnegativní bakterie jsou nitrobakterie.
Zástupci první fáze Nitro:
- Somonas (Somonas);
- Socystis (Soseystis);
- Solobus (Solobus);
- Sospira.
Druh Somonas byl více studován, ačkoli vytvoření skutečných kultur se zdá obtížné. Oválné buňky se množí tvorbou dceřiných prokaryot z mateřské buňky. V důsledku vývoje mikroorganismů v kapalném médiu existují mobilní formy s několika bičíky a nepohyblivým zoogley..
Nitrososistis se vyznačují kulatým tvarem až do velikosti 2 mikronů. Někteří zástupci dosáhnou 10 mikronů. Pohybují se díky jednomu bičíku, formě zoogley a cystám. Nitrosolobus je roven 1 - 1,5 * 1 - 2,5 mikronu. Buňky jsou rozděleny na části, a proto je vnější tvar nepravidelný.
Nitrosospira buňky jsou ve tvaru tyčinky nebo se kroutily, mají velikost 0,9–1 * 1,5–2,60 μm, mají až 5 bičíků.
Bakterie Nitro Fáze 2:
- Bacter
- Spina (zpět);
- Coccus (Focus).
Vědci také zaznamenali škodlivý účinek organických látek na chemoautotrofní organismy. Nepoužívají exogenní organické prvky a nazývají se povinnými autotrofy. Bakterie mohou používat určité sloučeniny se zdravotním postižením.
Růst Nitrobacter se zlepšuje v přítomnosti dusitanu kvasničného autolyzátu, pyridoxinu, glutamátu a serinu, pokud jsou zavedeny do média v nízké koncentraci.
Hlavní struktura nitrifikace:
- Vytvořený membránový systém ve formě stohu uprostřed buňky, uprostřed.
- Šálek ve tvaru struktury sestávající z několika listů.
Buňky Nitrobacter se podobají hrušce. Propagujte pučením. Informace o bakteriích Nitrospin a Nitrococcus jsou omezené..
Struktura buněk je studovaná bakterie podobná jiným gram-negativním mikroorganismům. Některé z nich vytvořily systémy vnitřních membrán, které vytvářejí komín uprostřed buňky (Nitrososistis), jsou umístěny rovnoběžně s membránou cytoplazmy (Nitrosomonas), nebo tvoří miskovitou strukturu vrstev (Nitrobacter Vinogradsky). Kyslík je důležitý pro oxidaci amonia na kyselinu dusičnou:
Nitrobacter a Nitrosomonas znovu tvoří dusitany amonným. Spolu s nitrifikačními chemotrofy existují i heterotrofy, které mají podobné procesy. Patří sem houby rodu Fusamm a bakterie Alcaligenes, Sorinebacterium, Achromoba-kdo, Pseudomonas, Arfrobakter. Nocardia oxiduje amoniak za vzniku hydroxylaminu, dusitanů a dusičnanů. Výsledkem je tvorba kyseliny hydroxamové.
Dusík je důležitým prvkem v nukleové kyselině a proteinu. Heterotropní nitrifikace je obrovská. Vznikají produkty s toxickými, jedovatými, karcinogenními, mutagenními a chemoterapeutickými účinky. Z tohoto důvodu byla velká pozornost věnována studiu procesu a jeho významu pro heterotrofní kultury..
Tvorba chemických sloučenin k vytvoření energie je chemosyntéza, díky které buňky rostou a vyvíjejí se. Chemoautotrofní typy jsou v přírodě běžné a jsou pozorovány v půdních a vodních útvarech. Procesy, které vyrábějí, jsou prováděny ve velkém měřítku a mají nejdůležitější význam v cyklu dusíku..
Vědci z minulého století věřili, že účinnost nitrifikačních činidel obohacuje půdu, protože přeměňují amonium na dusičnany, které jsou rostlinami snadno absorbovány, a také zvyšují absorpci minerálů. Rostliny, které asimulují amoniakový dusík a amonné ionty, se v půdě lépe ukládají než dusičnany. Výsledné dusičnany okyselují lokalitu a vyčerpávají půdní složení množstvím dusíku.
Výživa mikroorganismů
Nitrifikátory bakterií jsou autotrofy, protože nepoužívají exogenní organické látky. Báza s autolyzátem kvasinek, serinem a glutamátem v nízké koncentraci ovlivňuje růst bakterií. Důvodem je dusitan přítomný v živném médiu. Oxidace acetátu je snížena, ale přidávání jeho uhlíku k proteinu, aminokyselinám a dalším složkám se zvyšuje.
Na základě těchto studií byly získány informace, že bakterie přecházejí na heterotrofní výživu.
Habitat a nebezpečí
Nitrifikační bakterie jsou v prostředí běžné. Jsou přítomny v půdě, v různých substrátech a ve vodních útvarech. Proces jejich fungování významně přispívá k obecné fázi pohybu dusíku v přírodě..
Nitrifikátory žijí v jednoduchém minerálním médiu obsahujícím oxidovatelný substrát ve formě amonia, dusitanů a oxidu uhličitého.
V okolním světě mikroorganismy zpracovávají anorganické látky a vytvářejí podmínky pro výživu rostlin v půdě. Zdrojem energie pro zvířata je flóra. Člověk jí rostliny a zvířata. Zbytky vitální flóry a fauny slouží jako potrava pro bakterie. Cyklus se uzavře.
Mikroorganismus, jako je Nitrososistis, je izolován z vod Atlantiku. Patří k povinným cvalům a žije ve slaném prostředí. PH (vodíková reakce) pro bakteriální růst je 8,7 a optimální hodnota je 7,5.
Mezi druhy Somonas jsou rozšířeny typy mající teplotní režim při 26 nebo asi 40 ° C a kmeny rychle rostoucí při 4 ° C. Příznivým klimatem je stanoviště (voda) 24–27 stupňů. Měl by být zajištěn stálý přísun kyslíku a přítomnost vodní vegetace.
Nejjednodušší bakterie jsou klasifikovány jako obligátní aerobes. K oxidaci amonia na kyselinu dusitou a kyselinu dusitou na kyselinu dusičnou potřebují kyslík. Prostředí by nemělo obsahovat organické sloučeniny. Studie potvrdily destruktivní účinek glukózy, herbicidů, močoviny, peptonu, glycerinu a dalších organických látek na bakterie.
Některé kmeny nitrobakterií v přítomnosti organické složky oxidují amonium a vytvářejí hydroxylamin, dusitany a dusičnany. V důsledku takových reakcí se objevují hydroxamové kyseliny. Bakterie provádějí proces nitrifikace různých sloučenin, které zahrnují dusík.
Objemy heterotrofní nitrifikace za zvláštních okolností mohou být fatální. Nebezpečí spočívá v tvorbě toxinů, mutagenů a karcinogenů..
Aplikace v různých oborech
Použití nitrifikačních bakterií v různých oborech přináší výhody a nevýhody. Mikroorganismy vytvářejí příznivé podmínky pro ryby žijící v akváriu, obohacují půdu i zemědělské procesy.
Biologický filtr pro akvárium
Nitrobakterie hrají důležitou roli při přeměně toxického amoniaku na dusičnany. To je důležité při spouštění nového akvária. Tyto mikroorganismy tvoří malou frakci bakterií a jsou biofiltry. Množí se na jakémkoli povrchu (filtrační média, půda nebo rostliny). Pokud je v akváriu velké množství řas, je akvárium považováno za biofiltr. Je důležité vytvořit příznivé prostředí pro růst prospěšných bakterií.
Nedostatek kyslíku, nadbytek oxidu uhličitého, nižší pH a použití dezinfekčních prostředků mohou snížit bakteriální populaci v akváriu. Nitrifikační bakterie rostlin poškozují řasy. Živé bakterie pro akvárium se používají při přípravě nádrže k použití.
Význam mikroorganismů je velký, Nakonec čistí vodu před znečištěním, biologickými a organickými zbytky, sedimenty a výkaly. Proto je mikroflóra v nádržích, kde žijí, ideální.
Nitrifikační bakterie jsou hlavní čističe obydlených prostor s rybami a měkkýši. Aktivně se rozmnožují v prostředí nasyceném amoniakem, dusitany, dusíkem a amoniakem..
Ke spuštění akvária se používají přípravky značky „Sulphur“, které obsahují živé nitrifikační látky a sopečný prach - ideální prostředí pro včasnou reprodukci a růst. Tento substrát se usazuje na dno a stává se součástí půdy. Několik bakterií vstupuje do akvária najednou..
Většina produktů dodávaných do specializovaných prodejen pro domácí zvířata obsahuje kultury heterotrofních bakterií.
Význam pro zemědělství
Za účelem zvýšení produktivity používají zemědělci všechny druhy hnojiv obsahujících nitrifikační bakterie..
Půda je ideálním substrátem pro procesy růstu, reprodukce rostlin a živých organismů, proto je důležité udržovat její správný obsah a komplexní složení.
Biologické ošetření půdy se provádí pomocí přírodních čisticích prostředků - nitrifikačních bakterií. Přístup k látkám z vnějšího prostředí pro ně není nutný - mohou je vyrábět samostatně. Například autotrofní zelené rostliny potřebují sluneční světlo, ale nejsou lhostejné k nitrobakteriím.
Když jsou přítomny v půdě, humusu nebo ve vodním prostředí, přeměňují uvolněný amoniak na dusičnany (sůl kyseliny dusičné). Každá fáze se provádí pomocí různých bakterií..
Proces přeměny amoniaku na dusičnany:
- Oxidace amoniaku na dusitan. Tento proces nenastává u jednoho typu bakterií, ale u různých bakterií. Některé typy mikroorganismů se převádějí na dusitany, zatímco jiné na dusičnany. Důležitou podmínkou by měla být teplota od 4 stupňů, vlhkost a dostatek kyslíku.
- Oxidace dusitanů na dusičnany.
Nitrifikátory pozitivně ovlivňují půdu a zvyšují její úrodnost v důsledku rozkladu amoniaku. Vědci však také odhalili negativní dopad. Bakterie okyselují půdu, což není příznivý okamžik, a také nasycují půdu amonnými ionty. Následně je půda vyčerpána množstvím živin.
Zdrojem energie pro chemotrofy jsou různé minerály. Ekosystém je vytvořen uměle, ale pro úspěšný rozvoj se zavádějí zavedené procesy, které regulují obyvatelé nádrže, například akvárium.
Navzdory své malé velikosti tyto živé organismy ovlivňují svět kolem nich. Nitrobakterie jsou běžné v půdě, moři a sladké vodě, hrají důležitou roli při čištění odpadních vod.
