Характеристики на нитрифициращите бактерии (нитрификация)
Живите организми по вид хранене се делят на автотрофи и хетеротрофи. Последните независимо изграждат нови елементи от въглероден диоксид и други неорганични вещества. Нитрифициращите бактерии са известна форма на живот, често се използват в ежедневието и домакинството. Тези видове са част от устройствата за почистване на аквариуми..
Съдържание
Основната характеристика
Цел и класификация
В началото на XIX век учените доказаха, че нитрификацията се отнася до биологията. За да направите това, те добавиха хлороформ в отпадните води.
Сред автотрофите, които произвеждат сложни органични вещества от прости неорганични молекули, са известни организмите, които използват енергия. Това са водорасли, бактерии, които произвеждат органична материя от въглероден диоксид и вода. Наличието на автотрофи се дължи на наличието на кислород и ниска влажност.
Организмите, които отнемат енергия от окисляване и редукция (хемоавтотрофи), се идентифицират сред бактериите. Според физиологичните, биологичните и химичните свойства и стойността тези микроскопични организми представляват интерес за определени области на селското стопанство.
По време на изследването процесът на окисляване на амоняк е завършен. Виноградски раздели нитрифициращите агенти на бактерии, осъществявайки първия етап на този процес (окисляване на амония до азотна киселина), а вторият - прехода на тази киселина към азотна. Грам-отрицателните бактерии са нитробактериите.
Представители на първата фаза на Nitro:
- Somonas (Somonas);
- Socystis (Soseystis);
- Солобус (Solobus);
- Sospira (Sospiri).
Видът Somonas е по-проучен, въпреки че създаването на истински култури изглежда трудно. Овалните клетки се размножават чрез образуването на дъщерни прокариоти от майчината клетка. В резултат на развитието на микроорганизми в течна среда се появяват подвижни форми с няколко джобни и неподвижни зоогли.
Nitrososistis се характеризират с кръгла форма, с размер до 2 микрона. Някои представители достигат до 10 микрона. Те се движат поради един жълтеник, образуват зоогли и кисти. Нитрозолобусът е равен на 1–1,5 * 1–2,5 микрона. Клетките са разделени на части и следователно външната форма е неправилна.
Клетките на нитрозоспира са пръчковидни или извити, с размери 0,9–1 * 1,5–2,60 мкм, имат до 5 жлеза.
Бактерии от нитрофаза 2:
- Bacter (бактерии);
- Спина (отзад);
- Кокус (фокус).
Вредният ефект на органичните вещества върху хемоавтотрофните организми също е отбелязан в изследванията на учените. Те не използват екзогенни органични елементи и се наричат облигатни автотрофи. Бактериите могат да използват определени съединения с увреждания.
Растежът на нитробактери се подобрява в присъствието на нитрит от автолизат на дрожди, пиридоксин, глутамат и серин, ако те се въвеждат в средата в ниска концентрация.
Основната структура на нитрификация:
- Образуваната мембранна система под формата на стек в центъра на клетката, в средата.
- Чашевидна структура, състояща се от няколко листа.
Клетките на нитробактер наподобяват круша на външен вид. Размножава се чрез пъпкуване. Информацията за бактериите Nitrospin и Nitrococcus е ограничена..
По структура на клетките изследваните бактерии са подобни на други грам-отрицателни микроорганизми. Някои от тях са образували системи от вътрешни мембрани, които създават стек в средата на клетката (Nitrososistis), поставят се успоредно на цитоплазмената мембрана (Nitrosomonas) или образуват чашеподобна структура от слоеве (Nitrobacter Vinogradsky). Кислородът е важен за окисляването на амония до азотна киселина:
Nitrobacter и Nitrosomonas пресъздават нитритите с амоний. Наред с нитрифициращите хемотрофи, има хетеротрофи, които имат подобни процеси. Те включват гъбички от рода Fusamm и бактерии Alcaligenes, Sorinebacterium, Achromoba-kter, Pseudomonas, Arfrobakter. Нокардия окислява амоняка до получаване на хидроксиламин, нитрити и нитрати. В резултат на това се образува хидроксамова киселина.
Азотът е важен елемент в нуклеиновата киселина и протеина. Хетеротрофната нитрификация е огромна. Създават се продукти с токсични, отровни, канцерогенни, мутагенни ефекти и химиотерапевтични ефекти. Поради тази причина се обръща много внимание на изучаването на процеса и неговото значение за хетеротрофните култури..
Образуването на химични съединения за създаване на енергия е хемосинтеза, чрез който клетките растат и се развиват. Хемоавтотрофните типове са често срещани в природата и се наблюдават в почвени и водни тела. Процесите, които произвеждат, се извършват в мащабен мащаб и имат най-важното значение в азотния цикъл..
Учените от миналия век смятат, че работата на нитрифициращите агенти обогатява почвата, тъй като те превръщат амония в нитрати, които лесно се абсорбират от растенията, а също така увеличават усвояването на минералите. Растенията, асимилиращи амонячен азот и амониеви йони, се съхраняват по-добре в почвата от нитратите. Получените нитрати подкисляват местообитанието, изчерпват състава на почвата с количеството азот.
Хранене с микроорганизми
Нитрификаторите на бактерии са автотрофи, тъй като те не използват екзогенни органични вещества. База с автолизат на дрожди, серин и глутамат в ниска концентрация влияе върху растежа на бактериите. Това се дължи на нитритите, присъстващи в хранителната среда. Окисляването на ацетата се намалява, но добавянето на неговия въглерод към протеин, аминокиселини и други компоненти се увеличава.
В резултат на проучванията е получена информация, че бактериите преминават към хетеротрофно хранене.
Хабитат и опасност
Нитрифициращите бактерии са често срещани в околната среда. Те присъстват в почвата, в различни субстрати и във водни обекти. Процесът на тяхното функциониране допринася значително за общия етап на движение на азот в природата..
Нитрификаторите живеят в обикновена минерална среда, съдържаща окисляващ субстрат под формата на амоний, нитрити и въглероден диоксид.
В околния свят микроорганизмите обработват неорганични вещества и създават условия за хранене на растенията в почвата. Източникът на енергия за животните е флората. Човекът яде растения и животни. Останките от жизненоважната флора и фауна служат като храна за бактерии. Цикълът се затваря.
Микроорганизъм като Nitrososistis е изолиран от водите на Атлантическия океан. Той принадлежи към облигационните галофили и живее в солена среда. PH (водородна реакция) за бактериален растеж е 8,7, а оптималната стойност е 7,5.
Сред видовете Somonas са широко разпространени типове с температурен режим при 26 или около 40 ° C и щамове, които бързо растат при 4 ° C. Благоприятен климат е местообитанието (вода) 24-27 градуса. Трябва да има постоянно снабдяване с кислород и наличието на водна растителност.
Най-простите бактерии се класифицират като облигационни аероби. За окисляването на амония до азотна киселина и азотна киселина до азотна киселина им е необходим кислород. Местообитанието не трябва да съдържа органични съединения. Проучванията потвърждават разрушителния ефект на глюкозата, хербицидите, уреята, пептона, глицерина и други органични вещества върху бактериите.
Някои щамове на нитробактерии в присъствието на органичен компонент окисляват амония, създавайки хидроксиламин, нитрити и нитрати. В резултат на такива реакции се появяват хидроксаминови киселини. Бактериите извършват процеса на нитрификация на различни съединения, които включват азот.
Обемите на хетеротрофна нитрификация при специални обстоятелства могат да бъдат фатални. Опасността е, че се образуват токсини, мутагени и канцерогени..
Приложение в различни области
Използването на нитрифициращи бактерии в различни области носи предимства и недостатъци. Микроорганизмите създават благоприятни условия за рибите, живеещи в аквариума, обогатявайки почвата, както и селскостопанските процеси.
Биологичен филтър за аквариума
Нитробактериите играят важна роля за превръщането на токсичния амоняк в нитрати. Това е важно при стартирането на нов аквариум. Тези микроорганизми съставляват малка част от бактериите и са биофилтър. Те се размножават на всяка повърхност (филтърна среда, почва или растения). Ако в аквариума има голямо количество водорасли, тогава аквариумът се счита изцяло за биофилтър. Важно е да се създаде благоприятна среда за растежа на полезните бактерии.
Недостигът на кислород, излишъкът на въглероден диоксид, по-ниското pH и използването на дезинфектанти могат да намалят бактериалната популация в аквариума. Нитрифициращите растителни бактерии изчерпват водораслите. Живите бактерии за аквариума се използват по време на подготовката на резервоара за употреба.
Значението на микроорганизмите е голямо, В крайна сметка те пречистват водата от замърсяване, биологични и органични остатъци, утайки и изпражнения. Следователно микрофлората в резервоарите, където живеят, е идеална.
Нитрифициращите бактерии са основните почистващи препарати в обитаеми помещения с риба и миди. Те се размножават активно в среда, наситена с амоняк, нитрити, азот и амоняк..
За пускането на аквариума се използват препарати с марка „Sulphur“, които съдържат живи нитрифициращи агенти и вулканичен прах - перфектна среда за ранно възпроизвеждане и растеж. Този субстрат се установява на дъното и става част от почвата. Няколко бактерии влизат в аквариума наведнъж..
Повечето от продуктите, доставяни в специализирани магазини за домашни любимци, съдържат култури от хетеротрофни бактерии.
Значение за селското стопанство
За да увеличат производителността, фермерите използват всички видове торове, съдържащи нитрифициращи бактерии..
Почвата е идеален субстрат за процесите на растеж, размножаване на растения и живи организми, така че е важно да се поддържа правилното му съдържание и сложен състав.
Биологичната обработка на почвата се извършва от естествени почистващи препарати - нитрифициращи бактерии. Достъпът до вещества от външната среда не е необходим за тях - те могат да ги произвеждат автономно. Например, автотрофните зелени растения се нуждаят от слънчева светлина, но те са безразлични към нитробактериите.
Когато присъстват в почва, хумус или във водна среда, те превръщат амоняка, освободен в нитрати (сол на азотна киселина). Всеки етап се провежда с помощта на различни бактерии..
Процесът на превръщане на амоняка в нитрати:
- Окисляване на амоняка до нитрит. Този процес не протича с един вид бактерии, а с различни. Някои видове микроорганизми се превръщат в нитрити, а други - в нитрати. Важно условие трябва да бъде температура от 4 градуса, влажност и много кислород.
- Окисляване на нитрит до нитрат.
Нитрификаторите влияят положително на почвата, повишавайки нейната плодородие поради разграждането на амоняка. Учените обаче разкриха и отрицателно въздействие. Бактериите подкисляват почвата, което не е благоприятен момент, а също така насищат почвата с амониеви йони. Впоследствие почвата се изчерпва в количеството на хранителните вещества.
Източникът на енергия за хемотрофи са различни минерали. Екосистемата е създадена изкуствено, но за успешното развитие стартират установени процеси, които се регулират от обитателите на резервоара, например аквариум.
Въпреки малките си размери, тези живи организми влияят на света около тях. Нитробактериите са често срещани в почвите, морската и сладката вода, играят важна роля при пречистването на отпадните води.
