Разлика између нитрификације и денитрификације

РАЗЛИКА НИТРИФИКАЦИЈЕ И ДЕНИТРИФИКАЦИЈЕ

Нитрификација

Нитрификација је биолошка трансформација амонијума (НХ4+) до нитрата (НЕ3-) оксидацијом . Оксидација се дефинише као губитак електрона атомом или једињењем или повећање његовог оксидационог стања. Процес олакшавају две врсте нитрификујућих аеробних бактерија којима је за преживљавање потребно присуство молекула кисеоника растворених у њиховој околини. [и]



Прво, хемоаутрофне бактерије (углавном оне из рода Нитросомонас ) претворити амонијак (НХ3) и амонијума до нитрита (НО2-). „Хемоаутрофни“ се односи на способност бактерија да креира сопствене хранљиве материје из неорганског извора, односно ЦО2. Процес је представљен хемијском једначином:

2НХ4+ + 3О2→ 2НО2-+ 2Х2О + 4Х++ енергија

Затим бактерије првенствено из Нитробацтер група претвара нитрит у нитрат у следећој реакцији:



2НО2-+ О.2→ 2НО3-+ енергија

Ове реакције се одвијају истовремено и прилично брзо - обично у року од неколико дана или недеља. Важно је да се нитрит у земљи у потпуности претвори у нитрат, јер је нитрит токсичан за биљни свет.

Нитрати присутни у земљи су главни извор азота који биљке користе. [Ии] Стога је прелазак азота из једног облика у други, познат као циклус азота, важан део пољопривредне индустрије. [иии]



Пре него што се ови кораци одрже, хетеротрофне бактерије хидролизом разграђују органски азот да би створили амонијум и амонијак у процесу познатом као амонификација.иАмонијак се може наћи у уреи из животињског отпада, компоста и покровних усева који се распадају или остатака усева. Амонијум се налази у већини ђубрива.

Нитрификујуће бактерије су осетљивије на стрес у окружењу од других врста бактерија у тлу. Када је земљиште дуже времена засићено влагом, поре тла се напуне водом, ограничавајући довод кисеоника. Нитрификујуће бактерије захтевају аеробне услове да би функционисале, па поплаве ограничавају нитрификацију.

Сува тла имају високу концентрацију соли и резултирајући салинитет негативно утиче на нитрификациону активност бактерија. То је зато што повећана осмоларност повећава количину енергије која је потребна микроорганизмима за кретање воде кроз њихове ћелијске мембране. Вода је такође неопходна за кретање растворених супстанци, попут нитрата, кроз земљу.ил



Нитрификујуће бактерије имају најбољи учинак при пХ између 6,5 и 8,5 и температурама између 16 и 35 степени Ц.иСтопе нитрификације су спорије у веома киселим земљиштима, док се висока алкалност смањује Нитробацтер активност, узрокујући неповољно накупљање нитрита у земљишту.

На пХ тла може утицати и одређени извор амонијум нитрификованог. На пример, раствор моноамонијевог фосфата (МАП) је много киселији од диамонијевог фосфата (ДАП); тако употреба ДАП резултира већим стопама нитрификације од МАП.

Већина бактерија се налази у горњем површинском слоју, па нитрификација опада када се не обрађује на одговарајући начин.

Земљишта са високим садржајем глине имају веће честице и више простора за микропоре за раст бактерија, као и веће задржавање амонијума због већег капацитета размене катјона.илОдноси са водом и физичка својства тла могу се побољшати култивацијом смањеним током.

Нитрификација може бити инхибирана присуством тешких метала и токсичних једињења или прекомерно високим концентрацијама амонијака.

Понекад може бити корисно задржавање азота у земљишту у облику амонијума. Ово спречава губитак азота (испирањем нитрата) и излазак азотних гасова (денитрификацијом). Инхибитори нитрификације који се комерцијално користе укључују дикиндиамид и нитрапирин.

Денитрификација

Денитрификација је биолошка трансформација нитрата у азотне гасове редукцијом. Увек следи нитрификацијуиа реакциона секвенца може бити представљена на следећи начин:

НЕ3-→ НЕ2-→ НЕ → Н.2О → Н.2 [ив]

Процес олакшавају факултативне бактерије; то су бактерије којима није потребно присуство слободног кисеоника за дисање. Денитрификационе бактерије су хетеротрофни организми јер им је за опстанак потребан органски извор хране, у облику угљеника. Денитрификација може започети брзо након неколико минута након стимулације процеса.

Денитрификација може бити штетна за биљну производњу, јер се азот, хранљива материја неопходна за раст биљака, током процеса губи у атмосфери. Међутим, то је корисно за водена станишта и за пречишћавање отпадних вода из индустријских и канализационих вода, јер је концентрација нитрата у води смањена.и

Излуживање или отицање усева услед третмана ђубривом може довести до тога да прекомерне количине овог хранљивог састојка заврше у воденим телима, где азотна једињења имају различите штетне ефекте на људски и водени живот.ив

Амонијак је токсичан за врсте риба и подстиче раст алги, смањујући ниво кисеоника у води и резултирајући еутрофикацијом. Нитрати узрокују оштећење јетре, карциноме и метхемоглобинемију (недостатак кисеоника код новорођенчади), док нитрити реагују са органским једињењима званим амини, формирајући канцерогене нитросамине.ил

Када се ниво кисеоника у земљишту или води исцрпи (аноксични услови), денитрификујуће бактерије разграђују нитрате за употребу као извор кисеоника. То се обично дешава на преплављеним земљиштима где је ниво кисеоника низак. Нитрат се редукује у азот-оксид (Н2О) и још једном до азотног гаса. Ови мехурићи гаса излазе у атмосферу.и

Гас који формирају денитрификатори зависи од услова у земљишту или води и врсте микробиолошке заједнице која је присутна. Мање кисеоника доводи до стварања више азотних гасова, најчешћих производа денитрификације. Азотни гас чини главну компоненту ваздуха. Други најчешћи настали производ је азот-оксид, стакленички гас који такође нагриза озонски омотач Земље.ив

Денитрификационе бактерије су мање осетљиве на токсичне хемикалије од нитрификатора и оптимално функционишу при пХ између 7,0 и 8,5 и топлијим температурама између 26 и 38 степени Ц. Денитрификација се јавља углавном у површинском слоју тла, где је активност микроба највећа.

Денитрификатори захтевају довољну концентрацију нитрата и растворљиви извор угљеника; највеће стопе се јављају када се користи метанол или сирћетна киселина. Органски угљеник се може наћи у стајњаку, компосту, покривачима и остацима усева.и

Минимизирање денитрификације у усевима се постиже одржавањем минималне концентрације нитрата неопходне за раст биљака, као што је употреба ђубрива са контролисаним ослобађањем. Друга метода је инхибиција нитрификације, што смањује нивое нитрата доступних за денитрификацију.

Нивои денитрификације се широко крећу у једном пољу због многих фактора као што су својства тла (укључујући агрегацију, макропоре и влажност) и разлике у расподели ђубрива, органске материје и остатака усева.

Извештено је да врсте азотног ђубрива, као и методе примене, утичу на денитрификацију. На пример, обложена ђубрива са контролисаним ослобађањем, као и примена за ђубрење и ширење, узрокују ниже емисије азотног оксида од суве зрнасте урее и концентроване траке. Дубље постављање азота такође смањује ове емисије.

Сушни периоди праћени изненадном кишном олујом често су окидач за денитрификацију, којом се може управљати помоћу дренажних система и наводњавања подземним кап по кап.ив

Резиме

Нитрификација

  • Прати процес амонификације
  • Трансформација амонијума у ​​нитрат
  • Реакција оксидације
  • Олакшане две главне врсте хемоаутрофних аеробних бактерија: Нитросомонас и Нитробацтер
  • Двостепени поступак: конверзија амонијума у ​​нитрит, затим конверзија нитрита у нитрат
  • Ствара хранљиви облик азота доступан за апсорпцију коренима биљака
  • Реактант (амонијум) пронађен у уреи из животињског отпада и ђубрива, компоста и распадајућих покровних усева или усева
  • Нитрификатори осетљивији на стресове у животној средини
  • Инхибирају поплаве, висока сланост, висока киселост, висока алкалност, прекомерна обрада и токсична једињења
  • Фаворизован аеробним условима, пХ између 6,5 и 8,5, температурама између 16 и 35 степени Ц и високим садржајем глине

Денитрификација

  • Прати поступак нитрификације
  • Трансформација нитрата у азотне гасове, углавном азот и азот-оксид
  • Реакција редукције
  • Олакшане хетеротрофним факултативним бактеријама
  • Редослед корака: конверзија нитрата у нитрит, у азотни оксид, у азот-оксид и на крају у азот
  • Деконтаминира отпадне воде и водене системе снижавањем нивоа нитрата
  • Реактант (нитрат) настао нитрификацијом, док се извори угљеника за денитрификаторе налазе у стајњаку, покривају усеве и остатке усева или их обезбеђује метанол или сирћетна киселина
  • Денитрификатори мање осетљиви на стресове у окружењу
  • Инхибирано смањеном нитрификацијом, смањеним нивоом нитрата, дубоким постављањем обложених ђубрива са контролисаним ослобађањем и дренажом тла

Фаворизовано поплавама, аноксичним условима, пХ између 7,0 и 8,5, температурама између 26 и 38 степени Ц, довољном количином нитрата и растворљивог угљеника и концентрованом применом суве зрнасте урее.

Свеже Мисли

Категорија

  • Здравље И Фитнес
  • Културе
  • Лепоте
  • Рецоммендед