A nitrifikáló baktériumok (nitrifikátorok) jellemzői

Az élő szervezeteket a táplálkozás típusa szerint autotrófokra és heterotrófokra osztják. Ez utóbbiak önállóan építenek új elemeket szén-dioxidból és más szervetlen anyagokból. A nitrifikáló baktériumok jól ismert életforma, gyakran használják a mindennapi életben és a háztartásokban. Ezek a fajok szerepelnek az akváriumtisztító eszközökben.

Fő jellemző

Az élőlények életkörülményeit támogató energiaforrások meghatározzák a fotoautotrófokra és kemoautotrófokra való felosztásukat, amelyek a napenergiától és ásványi összetevőktől függenek. A kemoautotróf oxidálószerétől függően hidrogén és nitrifikáló baktériumok, kén és vas baktériumok szabadulnak fel.

Cél és osztályozás

A 19. század elején a tudósok bebizonyították, hogy a nitrifikáció a biológiához tartozik. Ennek érdekében kloroformot adtak a szennyvízhez.

Az egyszerű szervetlen molekulákból összetett szerves anyagokat előállító autotrófok között ismertek olyan organizmusok, amelyek energiát használnak. Ezek algák, baktériumok, amelyek szén-dioxidból és vízből szerves anyagokat termelnek. Az autotrófok jelenléte az oxigén jelenlétének és az alacsony páratartalomnak köszönhető.

A baktériumok között azonosítottak olyan organizmusokat, amelyek oxidációból és redukcióból kapnak energiát (kemoautotrófok). Élettani, biológiai és kémiai tulajdonságaik és jelentőségük szempontjából ezek a mikroszkopikus élőlények a mezőgazdaság egyes területei számára érdekesek.

A vizsgálat során az ammónia oxidációs folyamata befejeződött. Vinogradskiy a nitrifikátorokat baktériumokra osztotta, amelyek ennek a folyamatnak az első szakaszát (az ammónium salétromsavvá történő oxidációját), a másodikat pedig ennek a savnak a salétromsavvá történő átalakítását végzik. A Gram-negatív baktériumokat a nitrobaktériumok közé sorolják.

A Nitro első fázisának képviselői:

• Somonas (Somonas);
• Socystis (Sosystis);
• Solobus (Solobus);
• Sospira.

A Somonas fajt többen tanulmányozták, bár a valódi termény létrehozása nehézkesnek tűnik. A sejtek ovális alakúak, az anyasejtből leányprokarióták képződésével szaporodnak. A mikroorganizmusok folyékony közegben történő kifejlődésének eredményeként több flagellával és mozdíthatatlan zoogleával rendelkező mozgékony formák vannak.

A nitrosostiszokat kerek forma jellemzi, legfeljebb 2 mikron méretű. Egyes képviselők elérik a 10 mikront. Mozogjon az egyik flagellumnak köszönhetően, alakuljon ki zooglea és ciszták. A Nitrosolobus 1-1,5 * 1-2,5 mikron. A sejtek részekre oszlanak, ezért a külső alakjuk szabálytalan.

A nitrosospira sejtek rúd alakúak vagy csavarodóak, 0,9-1 * 1,5-2,60 mikron méretűek, legfeljebb 5 flagellával rendelkeznek.

fázisú nitro baktériumok:

• baktérium
• Spina (Hátsó);
• Coccus.

A szerves anyagok kemoautotróf szervezetekre gyakorolt ​​káros hatását a tudósok kutatásai is feljegyezték. Nem használnak exogén szerves elemeket, és kötelező autotrófoknak nevezik őket. Az egyes vegyületeket korlátozott képességű baktériumok használhatják.

A Nitrobacter növekedése javul élesztő autolizátum nitrit, piridoxin, glutamát és szerin jelenlétében, ha gyenge koncentrációban kerülnek a táptalajba.

A nitrifikátorok fő szerkezete:

• A sejt közepén, közepén halom formájában kialakult membránrendszer.
• Csészeszerű szerkezet, több levélből áll.

A nitrobaktériumok úgy néznek ki, mint egy körte. Rügyezéssel szaporodik. A Nitrospina és Nitrokokus baktériumokról korlátozott információ áll rendelkezésre.

A sejtszerkezetet tekintve a vizsgált baktériumok hasonlóak más Gram-negatív mikroorganizmusokhoz. Egyesek belső membránrendszereket hoztak létre, amelyek a sejt közepén halmot alkotnak (Nitrosocystis), párhuzamosan helyezkednek el a citoplazmatikus membránnal (Nitrosomonas) vagy csészeszerű rétegeket alkotnak (Nitrobacter Vinogradsky). Az oxigén nélkülözhetetlen az ammónium salétromsavvá történő oxidációjához:

A Nitrobacter és a Nitrosomonas a nitriteket ammóniummal helyreállítja. A nitrifikáló kemotrófok mellett vannak olyan heterotrófok is, amelyek hasonló folyamatokkal rendelkeznek. Ide tartoznak a Fusamm nemzetséghez tartozó gombák és az Alcaligenes, Sorinebacterium, Achromoba-kter, Pseudomonas, Arfrobakter baktériumok. A Nocardia az ammóniumot oxidálja, így hidroxil-amin, nitritek és nitrátok keletkeznek. Ennek eredményeként hidroxámsav képződik.

A nitrogén a nukleinsavak és a fehérjék nélkülözhetetlen alkotóeleme. A heterotróf nitrifikáció mértéke óriási. Mérgező, mérgező, rákkeltő, mutagén és kemoterápiás hatású termékek készülnek. Emiatt nagy figyelmet fordítottak a folyamat tanulmányozására és jelentőségének tisztázására a heterotróf kultúrákban.

Az energia létrehozására szolgáló kémiai vegyületek képződése kemoszintézis, amelyen keresztül a sejtek növekednek és fejlődnek. A kemoautotróf típusok gyakoriak a természetben, és megfigyelhetők a talajban és a víztestekben. Az általuk előállított folyamatok hatalmas léptékben zajlanak, és a legfontosabb jelentésük a nitrogénkörforgásban.

A múlt század tudósai úgy vélték, hogy a nitrifikátorok teljesítménye gazdagítja a talajt, mivel az ammóniumot nitrátokká alakítják, amelyeket a növények könnyen felszívnak, és növelik az ásványi anyagok felszívódását is. Az ammónium-nitrogént és az ammónium-ionokat asszimiláló növények jobban raktározódnak a talajban, mint a nitrátok. A képződött nitrátok savanyítják az élőhelyet, kimerítik a talaj összetételét a nitrogén mennyiségét tekintve.

Mikroorganizmus táplálkozás

A nitrifikáló baktériumok autotrófok, mivel nem használnak külső szerves anyagokat. Az élesztő autolizátumot, szerint és glutamátot tartalmazó bázis alacsony koncentrációban befolyásolja a baktériumok növekedését. Ez a tápközegben lévő nitritnek köszönhető. Az acetát oxidációja csökken, de a szénnek a fehérjéhez, aminosavakhoz és egyéb komponensekhez való hozzáadása megnövekszik.

Az elvégzett vizsgálatok eredményeként információt kaptak arról, hogy a baktériumok átállnak a heterotróf táplálkozásra.

Élőhely és veszély

A nitrifikáló baktériumok gyakoriak a környezetben. Jelen vannak a talajban, különféle szubsztrátumokban és víztestekben. Működésük folyamata jelentősen hozzájárul a nitrogén természetben való mozgásának általános szakaszához.

A nitrifikátorok egyszerű ásványi környezetben élnek, amely oxidálható szubsztrátumot tartalmaz ammónium, nitritek és szén-dioxid formájában.

A környező világban a mikroorganizmusok szervetlen anyagokat dolgoznak fel, és feltételeket teremtenek a növények táplálkozásához a talajban. A növényvilág energiaforrás az állatok számára. Az ember növényeket és állatokat eszik. A növény- és állatvilág létfontosságú tevékenységének maradványai táplálékul szolgálnak a baktériumok számára. A ciklus lezárult.

Egy mikroorganizmust, például a Nitrosocystist izolálják az Atlanti-óceán vizeiből. Az obligát galofilokhoz tartozik, sós környezetben él. A pH (hidrogénreakció) a baktériumok szaporodásához 8,7, az optimum pedig 7,5.

A Somonas fajok között vannak olyan típusok, amelyek hőmérséklete 26 vagy 40 ° C körül van, és olyan törzsek, amelyek gyorsan nőnek 4 ° C-on. Kedvező klíma az élőhely (víz) 24-27 fok. Biztosítani kell az állandó oxigénellátást és a vízi növényzet jelenlétét.

A legegyszerűbb baktériumok az obligát aerobok közé tartoznak. Ahhoz, hogy az ammóniumot salétromsavvá, a salétromsavat salétromsavvá oxidálják, oxigénre van szükségük. Az élőhely nem tartalmazhat szerves vegyületeket. A vizsgálatok megerősítették a glükóz, a gyomirtó szerek, a karbamid, a pepton, a glicerin és más szerves anyagok baktériumokra gyakorolt ​​pusztító hatását.

A nitrobaktériumok egyes törzsei szerves komponens jelenlétében oxidálják az ammóniumot, így hidroxil-amint, nitriteket és nitrátokat hoznak létre. Az ilyen reakciók eredményeként hidroxámsavak jelennek meg. A baktériumok különféle, nitrogént tartalmazó vegyületek nitrifikálását végzik.

Különleges körülmények között a heterotróf nitrifikáció mennyisége katasztrofális lehet. A veszély az, hogy toxinok, mutagének és rákkeltő anyagok képződnek.

Alkalmazás különböző területeken

A nitrifikáló baktériumok különféle területeken történő alkalmazása meghozza előnyeit és hátrányait. A mikroorganizmusok kedvező feltételeket teremtenek az akváriumban élő halak számára, a talaj gazdagodásához, valamint a mezőgazdasági folyamatokhoz.

Biológiai szűrő akváriumba

A nitrobaktériumok fontos szerepet játszanak a mérgező ammónia nitráttá alakításában. Ez új akvárium indításakor fontos. Ezek a mikroorganizmusok a baktériumok kis részét alkotják, és bioszűrők. Bármilyen felületen jól boldogulnak (szűrőközeg, talaj vagy növények). Ha algák nagy mennyiség van az akváriumban, akkor az akvárium teljesen bioszűrőnek minősül. Fontos, hogy kedvező környezetet teremtsünk a hasznos baktériumok szaporodásához.

Az oxigénhiány, a túlzott szén-dioxid, a pH csökkenése és a fertőtlenítőszerek használata csökkentheti a baktériumok számát az akváriumban. A növényi nitrifikáló baktériumok megfosztják az algákat a táplálkozástól. Az akváriumban élő baktériumokat a tartály felhasználásra való előkészítése során alkalmazzák.

A mikroorganizmusok jelentősége nagy, mert megtisztítják a vizet a szennyeződésektől, biológiai és szerves maradványoktól, üledékektől és ürüléktől. Ezért ideális a mikroflóra azokban a tározókban, ahol élnek.

A nitrifikáló baktériumok a halak és kagylók élőhelyének fő tisztítószerei. Aktívan szaporodnak ammóniummal, nitritekkel, nitrogénnel és ammóniával telített környezetben.

Az akvárium elindításához a "Sera" márka készítményeit használják, amelyek élő nitrifikátorokat és vulkáni port tartalmaznak - kifogástalan környezet a gyors szaporodáshoz és növekedéshez. Ez az aljzat leülepszik az aljára, és a talaj részévé válik. Egyszerre több baktérium is megtelepszik az akváriumban.

A szakosodott állatkereskedésekbe szállított termékek többsége heterotróf baktériumtenyészeteket tartalmaz.

Jelentősége a mezőgazdaság számára

A terméshozam növelése érdekében a gazdálkodók mindenféle nitrifikáló baktériumot tartalmazó műtrágyát használnak.

A talaj ideális szubsztrát a növények és élő szervezetek növekedési, szaporodási folyamataihoz, ezért fontos a megfelelő tartalom és komplex összetétel megőrzése.

A biológiai talajkezelést természetes tisztítószerek - nitrifikáló baktériumok - végzik. Nincs szükségük a külső környezetből származó anyagok hozzáférésére – önállóan is elő tudják állítani őket. Például az autotróf zöld növényeknek napfényre van szükségük, de a nitrobaktériumok közömbösek.

Ha jelen vannak a talajban, humuszban vagy vízi környezetben, a felszabaduló ammóniát nitrátokká (salétromsav sóvá) alakítják. Minden szakaszt különböző baktériumok segítségével hajtanak végre.

Az ammónia nitráttá alakításának folyamata:

• Az ammónia oxidációja nitritté. Ez a folyamat nem egyfajta baktérium által megy végbe, hanem különböző. A mikroorganizmusok egy része nitritté, míg mások nitráttá alakulnak. Fontos feltétel legyen a 4 fokos hőmérséklet, a páratartalom és a bőséges oxigén.
• A nitrit oxidációja nitráttá.

A nitrifikátorok pozitív hatással vannak a talajra, növelik annak termékenységét az ammónium lebomlása miatt. A tudósok azonban negatív hatást is azonosítottak. A baktériumok savanyítják a talajt, ami nem kedvező pillanat, és ammóniumionokkal is telítik a talajt. Ezt követően a talaj kimerül a tápanyagok mennyiségében.

Számos ásványi anyag energiaforrás a kemotrófok számára. Az ökoszisztéma mesterségesen jön létre, de a sikeres fejlődés érdekében kialakult folyamatok indulnak el, amelyeket a tározó lakói szabályoznak, például egy akvárium.

Apró méretük ellenére ezek az élő szervezetek hatással vannak az őket körülvevő világra. A nitrobaktériumok talajban, tengerben és édesvízben találhatók, fontos szerepet játszanak a szennyvíztisztításban.