Ключевая разница – нитрификация и денитрификация
Круговорот азота является важным биогеохимическим циклом, в котором азот превращается в различные химические формы, такие как NH3, NH4 +, НЕТ2–, НЕТ3 – и т. д. В круговороте азота протекают четыре основных процесса. Это фиксация, аммонификация, нитрификация и денитрификация. Многие из этих процессов осуществляются микроорганизмами, особенно бактериями, присутствующими в почве. Нитрификация и денитрификация являются двумя основными стадиями преобразования атмосферного азота в нитраты и нитратов обратно в атмосферный азот. Нитрификация – это биологическое превращение аммония (NH4+) в нитраты (NO3 –) путем окисления, в то время как денитрификация представляет собой биологическое превращение нитратов в азотсодержащие газы (N2) путем восстановления. В этом ключевое различие между нитрификацией и денитрификацией.
Что такое нитрификация?
Нитрификация – это процесс превращения аммиака или ионов аммония в нитраты путем окисления. Это неотъемлемая часть азотного цикла. Этому способствуют два типа хемоавтотрофных аэробных бактерий, таких как Nitrosomonas и Nitrobacter. Они работают в аэробных условиях. Нитрификация инициируется Nitrosomonas. Бактерии Nitrosomonas превращают аммиак и ионы аммония в нитриты. Во-вторых, нитриты превращаются в нитраты с помощью Nitrobacter. Эти два шага можно представить следующим образом.
Нитрификация имеет первостепенное значение для сохранения экосистемы и разложения органических веществ. Нитрификация также является важным процессом для растений. Растения получают азот в виде нитратов. Нитраты являются наиболее доступной формой азота в растениях. Следовательно, нитрификация чрезвычайно важна для сельского хозяйства и растений.
Рисунок 01: Цикл азота
Что такое денитрификация?
Денитрификация – это процесс превращения нитратов в почве в атмосферный азот с помощью денитрифицирующих бактерий. Это противоположно нитрификации, которая описана в предыдущем разделе. Денитрификация является важным этапом азотного цикла, при котором связанный газообразный азот высвобождается обратно в атмосферу. Денитрификации способствуют денитрифицирующие бактерии, такие как Pseudomonas и Clostridium. Эти бактерии относятся к факультативным анаэробам и гетеротрофам. Они работают в анаэробных или бескислородных условиях, таких как заболоченные почвы. В качестве субстрата для дыхания они используют нитраты, в результате чего нитраты выбрасываются в виде газообразного азота в атмосферу.
Рисунок 02: Денитрификация
Каковы сходства между нитрификацией и денитрификацией?
- Нитрификация и денитрификация – два основных процесса азотного цикла.
- Оба процесса управляются бактериями.
В чем разница между нитрификацией и денитрификацией?
Нитрификация и денитрификация |
|
| Нитрификация – это окисление аммиака или ионов аммония в нитрат-ионы нитрифицирующими бактериями. | Денитрификация – это восстановление нитратов до газообразного азота с помощью денитрифицирующих бактерий. |
| Последовательности реакций | |
| Нитрификация происходит как NH3→NH4+ → NO 2– → NO3– | Денитрификация происходит как NO3–→NO2– →НЕТ→N2O→N2 |
| В сельском хозяйстве | |
| Нитрификация является важным процессом для сельского хозяйства, поскольку она производит доступную для растений форму азота (нитрат-ионы) | Денитрификация наносит ущерб растениеводству, поскольку доступный для растений источник азота (нитрат) превращается в газообразный азот (N2). |
| Реакции | |
| Нитрификация происходит путем окисления. | Денитрификация происходит путем редукции |
| Вовлеченные бактерии | |
| Нитрификации способствуют хемоавтотрофные аэробные бактерии. | Денитрификации способствуют факультативные бактерии или гетеротропные денитрифицирующие бактерии. |
| Преимущества | |
| Нитрификация полезна для сельского хозяйства, поскольку она обеспечивает растения нитратами. | Денитрификация полезна для водной среды обитания и очистки промышленных или сточных вод. |
| Чувствительность к стрессам окружающей среды | |
| Нитрификаторы более чувствительны к стрессам окружающей среды. | Денитрификаторы менее чувствительны к стрессам окружающей среды. |
| Диапазон pH | |
| Нитрификация происходит при pH от 6,5 до 8,5. | Денитрификация происходит при pH от 7,0 до 8,5. |
| Температура | |
| Температура нитрификации находится в диапазоне от 16 до 35 0С | Температура денитрификации находится в диапазоне от 26 до 38 0°C |
| Условия | |
| Нитрификация способствует аэробным условиям. | Денитрификация благоприятствует бескислородным условиям. |
| Запрет | |
| Нитрификация происходит из-за затопления, высокой солености, высокой кислотности, высокой щелочности, чрезмерной пашни и токсичных соединений. | Денитрификация подавляется снижением нитрификации, более низким уровнем нитратов, удобрениями и дренажом почвы. |
Резюме – нитрификация против денитрификации
Газообразный азот составляет около 78% атмосферы по объему. Атмосферный азот поступает в живой мир в результате процесса, называемого биологической азотфиксацией. Осуществляется азотфиксирующими бактериями. Азотфиксирующие бактерии превращают азот в аммиак. Затем этот аммиак циркулирует по круговороту азота, снабжая азотом все живые организмы. аммиак и ионы аммония превращаются в нитраты путем окисления. Этот процесс известен как нитрификация. Нитрификация является основной стадией круговорота азота. Его выполняют аэробные бактерии, такие как Nitrosomonas и Nitrobacter. Почвенные нитраты потребляются растениями и другими организмами. Нитраты в почве используются в качестве источника энергии денитрифицирующими бактериями в анаэробных условиях. Во время этого процесса нитрат снова превращается в атмосферный N2 путем восстановления. Этот процесс известен как денитрификация. В этом разница между нитрификацией и денитрификацией.
Загрузить PDF-версию нитрификации и денитрификации
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечаниями к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между нитрификацией и денитрификацией.
