BAKTERIE NITRYFIKACYJNE - to aerobowe bakterie tlenowe, które uczestniczą w cyklu azotowym utleniając amoniak do kwasu azotawego i azotowego zawarty np. w wodzie akwariowej, deszczówce, kurzu, piasku, glebie, odchodach. Bakterie to organizmy jednokomórkowe, kolonijne autotroficzne ......
czyli samożywne, mające zdolność wytwarzania energii i syntetyzowania niezbędnych do życia i wzrostu substancji pokarmowych poprzez utlenianie amoniaku do azotynów, a następnie do azotanów. których sole są wykorzystywane przez rośliny w procesie asymilacji.
czyli samożywne, mające zdolność wytwarzania energii i syntetyzowania niezbędnych do życia i wzrostu substancji pokarmowych poprzez utlenianie amoniaku do azotynów, a następnie do azotanów. których sole są wykorzystywane przez rośliny w procesie asymilacji.
Nazwa „nitryfikatory” pochodzi od łacińskich słów „nitrum”, czyli soda i „facio”, czyli czynię. Nitryfikacja jest procesem realizowanym głównie przez bakterie Nitrosomonas i Nitrobacter. Są to mikroorganizmy, które jako budulec własnego ciała wykorzystują podobnie jak rośliny proste związki nieorganiczne: wodę i dwutlenek węgla. Niezbędną do życia energię uzyskują natomiast w wyniku chemicznej reakcji utleniania azotu amonowego do azotynów, a następnie azotynów do azotanów.
Z dwutlenku węgla bakterie nitryfikacyjne wykorzystują węgiel do budowy węglowodanów i szkieletu białkowego w komórkach (obecność węglanów i innych związków mineralnych wpływa dodatnio na szybkość procesu nitryfikacjii. Utleniają amoniak i sole amonowe zawarte w akwarium na azotyny, dokonują tego gatunki z rodzaju nitrosomonas i następnie te związki na azotany. Bakterie nitryfikayjne to niewidzialni i bardzo pożyteczni mieszkańcy naszych akwariów.
Bakterie nitryfikacyjne prowadzą osiadły tryb życia. W akwarium żyja przez cały czas jeśli nie dojdzie do procesów zaburzających ich egzystencję. Bakteria te są wrażliwe na światło szczególnie w pierwszych kilku dniach rozwoju oraz na promienie UV. Ulegają zniszczeniu pod wpływem działania niektórych substancji czynnych, które są składnikami większości leków używanych w akwarystyce np. chlortetracycliny, oxytetracycliny, formaliny czy błękitu metylenowego. Są również czułe na związki metali ciężkich, giną także pod wpływem chlorowanej wody. Do obumarcia bakterii może doprowadzić dłuższa przerwa w zasilaniu prądem lub awaria filtra trwająca ponad kilkanaście godzin. Wtedy zmniejsza się ilości tlenu w wodzie, a niedotlenienie znacznie ogranicza liczebność bakterii. Proces spowalniania ich funkcji życiowych można zaobserwować już po kilku godzinach.
Aby zmniejszyć ryzyko straty pożytecznych bakterii nitryfikacyjnych podczas awarii filtra można w jednej porcji wody pobranej z akwarium przepłukać materiał filtracyjny, a następnie umieścić go czasowo, w innym pojemniku zalanym drugą częścią wody.
Dla rozwoju bakterii w akwarium, ważnym elementem jest odpowiednie podłoże, które mogą one zasiedlić. Najlepszym i najpewniejszym miejscem jest filtr biologiczny, gdzie mają zapewniony stały przepływ wody. Bakterie nitryfikacyjne żyją na powierzchni materiału filtracyjnego, dlatego im większa jest przestrzeń, im bardziej jest materiał porowaty, tym więcej bakterii może się rozwinąć.Do najczęściej używanych materiałów, z których wykonane są biologiczne złoża filtracyjne należą:
wkłady z tworzywa sztucznego: gąbki, biokulki, wkłady ceramiczne, wkłady naturalne - mineralne jak zeolity, z wypalanej glinki - keramzyt, pumeksy, lawa.
Wyróżniamy bakterie I i II etapu nitryfikacji:
bakterie I etapu nitryfikacji - nitrozobakterie (utlenianie jonu amonowego), np. Nitrosococcus oceanus, Nitrosolbus multiformis, Nitrosomonas europaea. Produkowany przez nie kwas azotowy silnie hamuje reakcję utleniania, w której powstaje, jest wydzielany poza komórkę, co wymaga zużycia 30% produkowanej energii.
bakterie II etapu nitryfikacji nitrobakterie (utlenianie jonów azotynowych), np. Nitrococcus mobilis, Nitrobacter winogradskyi, Nitrospira marinus. Utlenianie NO2- hamowane przez jon amonowy, tak więc bakterie obu etapów w glebie są od siebie zależne.
Bakterie nitryfikacyjne zwiększają stosunek jonów azotanowych do jonu amonowego w glebie, wpływa to korzystnie na wzrost roślin, gdyż jony azotanowe są łatwiej pobierane przez rośliny. Produkowane kwasy przyspieszają rozpuszczanie minerałów glebowych. Negatywnym skutkiem są straty azotu spowodowane wymywaniem jonów azotanowych z gleby - nie są one w przeciwieństwie do jonu amonowego sorbowane przez kompleks sorpcyjny.
Przebieg procesu nitryfikacji zależy od:
- temperatury – w warunkach naturalnych jej optimum jest bardzo szerokie i mieści się w granicach 28 - 360 oC, próg przy którym proces ulega całkowitemu zahamowaniu wynosi około 5 oC
- tlenu rozpuszczonego w wodzie – optymalne stężenie tlenu dla rozwoju bakterii to około 2,0 mg O2/dm3, zaś stężenie krytyczne, poniżej którego proces nitryfikacji ustaje, wynosi dla czystych kultur bakterii 0,08 mg O2/dm3
- odczynu wody - pH dla procesu nitryfikacji kształtuje się w granicach 7,6 – 8,0
- obecności różnych substancji, które mogą być rozpuszczone w wodzie – są m.in. wrażliwe na związki metali ciężkich oraz chlor i jego pochodne
czynników zakłócających równowagę biologiczną, które prokurują sami akwaryści np. przerybienie, nieodpowiedni, złej jakości pokarm, dopuszczanie do zalegania na dnie zbiornika dużej ilości zanieczyszczeń
- rodzaju powierzchni, na której się rozwijają
Bakterie nitryfikacyjne utleniają amoniak wytwarzany podczas procesów gnilnych (w rozkładzie białek). Są bardzo ważnym czynnikiem obiegu związków azotowych w przyrodzie. Azotany stanowią źródło pokarmu azotowego dla roślin wyższych. Azotany mogą być bezpośrednio wykorzystywane jako źródło azotu przez rośliny, mogą gromadzić się w glebie (np. złoża saletry chilijskiej) lub ulegać rozkładowi przez bakterie denitryfikacyjne.
W natlenionych środowiskach, takich jak rzeki jeziora i oceany azotany są stabilną i najliczniejszą formą związanego azotu, kumulują się również w środowiskach bez dostępu światła gdzie rośliny i glony nie są zdolne do prowadzenia fotosyntezy. W środowiskach gdzie dostęp do tlenu jest ograniczony, takich jak podmokłe gleby, osady podpowierzchniowe i ścieki dominującą formą azotu jest amoniak
Znaczenie nitryfikacji
Proces ten zachodzi wszędzie tam, gdzie powstaje wolny amoniak (głównie z rozkładu materii organicznej) lub jest on sztucznie wprowadzany do środowiska (np. nawożenie pól uprawnych). Obejmuje środowiska takie jak: gleba, ścieki, osady oraz wody powierzchniowe, w tym morza i oceany. Jest to bardzo ważny proces w obiegu azotu w środowisku naturalnym. Zaburzenia w procesie nitryfikacji zakłócają prawidłowy cykl biochemiczny azotu. Gospodarka człowieka często powoduje, że proces nitryfikacji przeważa nad procesem denitryfikacji, co prowadzi do nagromadzenia się azotanów. Przyczynia się to do zanieczyszczenia wód gruntowych oraz eutrofizacji jezior. Jest to również niebezpieczne dla zwierząt oraz człowieka.
Jeżeli przekraczany jest dopuszczalny poziom azotanów. Równie niebezpieczne jest nagromadzenie się azotanów w zbiornikach wodnych, ponieważ prowadzi m. in. do zatrucia ryb. Do charakterystycznych objawów należą: rozległe uszkodzenia tkanek, w tym skrzeli i nerek, zaburzenia wzrostu oraz odporności. Jednakże szybki proces nitryfikacji jest niezbędny w rekultywacji ścieków, gdzie usuwanie amoniaku jest pożądane.
Bez nitryfikacji niemożliwy byłby prawidłowy obieg azotu w przyrodzie. Spowodowałoby to zaburzenie cykli biogeochemicznych i równocześnie nastąpiłoby całkowite zachwianie równowagi w środowisku naturalnym.
Źródło:
Encyklopedia PWN
Mała encyklopedia przyrodnicza
http://www.e-biotechnologia.pl
http://www.nitrification.org/
Walstad D. 2007 – Rośliny w akwarium – Wyd. ORIOL, Kórnik
Nowoczesna hodowla ryb akwariowych – Wyd. IRŚ, Olsztyn
Bakterie nitryfikacyjne zwiększają stosunek jonów azotanowych do jonu amonowego w glebie, wpływa to korzystnie na wzrost roślin, gdyż jony azotanowe są łatwiej pobierane przez rośliny. Produkowane kwasy przyspieszają rozpuszczanie minerałów glebowych. Negatywnym skutkiem są straty azotu spowodowane wymywaniem jonów azotanowych z gleby - nie są one w przeciwieństwie do jonu amonowego sorbowane przez kompleks sorpcyjny.
Przebieg procesu nitryfikacji zależy od:
- temperatury – w warunkach naturalnych jej optimum jest bardzo szerokie i mieści się w granicach 28 - 360 oC, próg przy którym proces ulega całkowitemu zahamowaniu wynosi około 5 oC
- tlenu rozpuszczonego w wodzie – optymalne stężenie tlenu dla rozwoju bakterii to około 2,0 mg O2/dm3, zaś stężenie krytyczne, poniżej którego proces nitryfikacji ustaje, wynosi dla czystych kultur bakterii 0,08 mg O2/dm3
- odczynu wody - pH dla procesu nitryfikacji kształtuje się w granicach 7,6 – 8,0
- obecności różnych substancji, które mogą być rozpuszczone w wodzie – są m.in. wrażliwe na związki metali ciężkich oraz chlor i jego pochodne
czynników zakłócających równowagę biologiczną, które prokurują sami akwaryści np. przerybienie, nieodpowiedni, złej jakości pokarm, dopuszczanie do zalegania na dnie zbiornika dużej ilości zanieczyszczeń
- rodzaju powierzchni, na której się rozwijają
Bakterie nitryfikacyjne utleniają amoniak wytwarzany podczas procesów gnilnych (w rozkładzie białek). Są bardzo ważnym czynnikiem obiegu związków azotowych w przyrodzie. Azotany stanowią źródło pokarmu azotowego dla roślin wyższych. Azotany mogą być bezpośrednio wykorzystywane jako źródło azotu przez rośliny, mogą gromadzić się w glebie (np. złoża saletry chilijskiej) lub ulegać rozkładowi przez bakterie denitryfikacyjne.
W natlenionych środowiskach, takich jak rzeki jeziora i oceany azotany są stabilną i najliczniejszą formą związanego azotu, kumulują się również w środowiskach bez dostępu światła gdzie rośliny i glony nie są zdolne do prowadzenia fotosyntezy. W środowiskach gdzie dostęp do tlenu jest ograniczony, takich jak podmokłe gleby, osady podpowierzchniowe i ścieki dominującą formą azotu jest amoniak
Znaczenie nitryfikacji
Proces ten zachodzi wszędzie tam, gdzie powstaje wolny amoniak (głównie z rozkładu materii organicznej) lub jest on sztucznie wprowadzany do środowiska (np. nawożenie pól uprawnych). Obejmuje środowiska takie jak: gleba, ścieki, osady oraz wody powierzchniowe, w tym morza i oceany. Jest to bardzo ważny proces w obiegu azotu w środowisku naturalnym. Zaburzenia w procesie nitryfikacji zakłócają prawidłowy cykl biochemiczny azotu. Gospodarka człowieka często powoduje, że proces nitryfikacji przeważa nad procesem denitryfikacji, co prowadzi do nagromadzenia się azotanów. Przyczynia się to do zanieczyszczenia wód gruntowych oraz eutrofizacji jezior. Jest to również niebezpieczne dla zwierząt oraz człowieka.
Jeżeli przekraczany jest dopuszczalny poziom azotanów. Równie niebezpieczne jest nagromadzenie się azotanów w zbiornikach wodnych, ponieważ prowadzi m. in. do zatrucia ryb. Do charakterystycznych objawów należą: rozległe uszkodzenia tkanek, w tym skrzeli i nerek, zaburzenia wzrostu oraz odporności. Jednakże szybki proces nitryfikacji jest niezbędny w rekultywacji ścieków, gdzie usuwanie amoniaku jest pożądane.
Bez nitryfikacji niemożliwy byłby prawidłowy obieg azotu w przyrodzie. Spowodowałoby to zaburzenie cykli biogeochemicznych i równocześnie nastąpiłoby całkowite zachwianie równowagi w środowisku naturalnym.
Źródło:
Encyklopedia PWN
Mała encyklopedia przyrodnicza
http://www.e-biotechnologia.pl
http://www.nitrification.org/
Walstad D. 2007 – Rośliny w akwarium – Wyd. ORIOL, Kórnik
Nowoczesna hodowla ryb akwariowych – Wyd. IRŚ, Olsztyn
© Lady BonaFide
www.AkwaPasja.opole.pl
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz