u.AquaFans.ru

Особливості нитрифицирующих бактерій (нитрификаторов)

Живі організми за типом харчування підрозділяються на автотрофи і гетеротрофи. Останні самостійно будують нові елементи з вуглекислоти та інших неорганічних речовин. Нитрифицирующие бактерії є відомою формою життя, часто використовується в побуті і господарстві. Ці види входять до складу очищувальних пристроїв для акваріумів.

бактерія
Нитрифицирующие бактерії використовуються для очищення акваріума

Основна характеристика

Призначення і класифікація

На початку XIX століття вчені довели, що нітрифікація відноситься до біології. Для цього до стічних вод вони додавали хлороформ.

Серед автотрофов, які виробляють складну органіку з простих неорганічних молекул, відомі організми, які застосовують енергію. Це водорості, бактерії, що виробляють органічні речовини з вуглекислого газу і води. Присутність автотрофов обумовлено наявністю кисню і невисокою вологістю.

мікроб
Нитрифицирующие бактерії мають велике значення в сільському господарстві

Організми, які беруть енергію від окислення і відновлення (хемоавтотрофи), виявлені серед бактерій. За фізіологічним, біологічним і хімічним властивостям і значенням ці мікроскопічні організми становлять інтерес для окремих сфер сільського господарства.

Під час дослідження завершувався процес окислення аміаку. Виноградський розділив нітріфікатори на бактерії, які виконують перший етап цього процесу (окислення амонію до азотистої кислоти), і другий - перехід цієї кислоти в азотну. Грамнегативнібактерії відносяться до нітробактерій.

Представники першої фази Nitro:

  • Somonas (Сомонас);
  • Socystis (Сосайстіс);
  • Solobus (Солобус);
  • Sospira (Соспірі).

Більше вивчений вид Сомонас, хоча створення справжніх культур буде складно. Клітини овальної форми, розмножуються освітою дочірніх прокариотов з материнської клітини. В результаті розвитку мікроорганізмів в рідкому середовищі є рухомі форми з декількома джгутиками і нерухомої зооглея.

Нітрососайстіс характеризуються круглою формою, розміром до 2 мкм. Деякі представники досягають 10 мкм. Пересуваються завдяки одному жгутику, утворюють зооглею і цисти. Нітросолобус дорівнює 1-1,5 * 1-2,5 мкм. Клітини діляться на частини, і тому зовнішня форма неправильна.

Клітини Nitrosospira паличкоподібні або звиваються, розміром 0,9-1 * 1,5-2,60 мкм, мають до 5 джгутиків.

бактерії
Бактерії мають розмір 0,9-1 * 1,5-2,60 мкм

Бактерії другої фази Nitro:

  • Bacter (бактерії);
  • Spina (Спина);
  • Coccus (Кокус).

Згубний вплив органічних речовин на хемоавтотрофні організми відзначено і в дослідженнях вчених. Вони не застосовують екзогенні органічні елементи і називаються облігатними автотрофами. Застосовувати окремі сполуки бактерії можуть з обмеженими можливостями.

Поліпшується зростання нітробактерій при наявності нітриту дріжджового автолизата, піридоксину, глутамату і серину, якщо вони в слабкої концентрації вносяться в середу.

Основну будівлю нитрификаторов:

  • Сформована система мембран у вигляді стопки в центрі клітини, посередині.
  • Чашеподобная структура, що складається з декількох листочків.

Клітини Nitrobacter за виглядом нагадують грушу. Розмножуються шляхом брунькування. Інформація про бактеріях Нітроспіна і Нітрококус обмежена.

За будовою клітин вивчені бактерії аналогічні іншим грамнегативних мікроорганізмів. У деяких є сформовані системи внутрішніх мембран, що створюють стопку в середині клітини (Нітрососайстіс), розміщуються паралельно мембрані цитоплазмі (Нітросомонас) або формують чашеподобную структуру з шарів (нітробактерій Виноградський). Кисень важливий для окислення амонію в азотну кислоту:

бактерія бакутіс
За будовою клітин вивчені бактерії аналогічні іншим грамнегативних мікроорганізмів


Нітробактерій і Нітросомонас відтворюють нітрити з амонієм. Поряд з нітріфіцірующімі хемотрофов існують гетеротрофи, що мають схожі процеси. До них відносяться гриби з роду Фусамм і бактерії Алкалігенес, Сорінебактеріум, Ахромоба-ктер, Псеудомонас, Арфробактер. Нокардии окисляє амоній зі створенням гидроксиламина, нітритів і нітратів. В результаті утворюється гідроксамової кислота.

Азот є важливим елементом, що входять до складу нуклеїнової кислоти і білка. Величини гетеротрофною нітрифікації величезні. Створюються продукти з токсичним, отруйним, канцерогенним, мутагенну дію і з хіміотерапевтичних ефектом. З цієї причини вивчення процесу і з`ясування його значення для гетеротрофних культур приділено велику увагу.

Освіта хімічних сполук для створення енергії є хемосинтезом, завдяки якому ростуть і розвиваються клітини. Хемоавтотрофні типи поширені в природі і спостерігаються в грунті і водоймах. Продукція, що ними процеси відбуваються у величезних масштабах і мають найважливіший сенс в кругообігу азоту.

Вчені минулого століття вважали, що продуктивність нитрификаторов збагачує грунт, оскільки вони трансформують амоній в нітрати, які легко всмоктуються рослинами, а також збільшують засвоєння мінералів. Рослини, засвоюючи амонійний азот і іони амонію, краще зберігаються в грунті, ніж нітрати. Утворилися нітрати підкисляють середовище проживання, збіднюють склад грунту за кількістю азоту.

харчування мікроорганізмів

Бактерії нітріфікатори є автотрофами, так як не використовують екзогенні органічні речовини. Основа з дріжджовим аутолізатом, серином і глутамат в низькій концентрації впливає на ріст бактерій. Це відбувається через нітриту, що знаходиться в живильному середовищі. Окислення ацетату скорочується, але зростає додавання його вуглецю в білок, амінокислоти та інші компоненти.

В результаті проведених досліджень отримана інформація про те, що бактерії переходять на гетеротрофное харчування.

Навколишнє середовище і небезпеку

Нитрифицирующие бактерії поширені в навколишньому середовищі. Вони присутні в грунті, різних субстратах і водоймах. Процес їх функціонування вносить істотний внесок в загальний етап руху азоту в природі.

Нітріфікатори мешкають в простій мінеральному середовищі, що містить окислюється субстрат у вигляді амонію, нітритів і вуглекислоти.

бактерія
Нитрифицирующие бактерії досить поширені в навколишньому середовищі

У навколишньому світі мікроорганізми обробляють неорганічні речовини і створюють умови для живлення рослин в грунті. Джерелом енергії для тварин є флора. Людина харчується рослинами і тваринами. Залишки життєдіяльності флори і фауни служить їжею для бактерій. кругообіг замикається.

Такий мікроорганізм, як Нітрососайстіс, виділений з вод Атлантики. Він відноситься до облігатним галлофілам і мешкає в солоному середовищі. Рівень pH (реакція водню) для зростання бактерій дорівнює 8,7, а оптимальне значення становить 7,5.

Серед виду Сомонас поширені типи, що мають температурний режим при 26 або близько 40 ° C, і штами, швидкорослі при 4 ° C. Сприятливим кліматом є середовище проживання (вода) 24-27 градусів. Повинен бути стійкий доступ кисню і наявність водної рослинності.

Найпростіші бактерії відносять до облігатних аеробів. Для окислення амонію в азотної кислоти, а азотної кислоти в азотну їм необхідний кисень. Місце проживання не повинно містити органічних сполук. У дослідженнях підтверджено згубну дію глюкози, гербіцидів, сечовини, пептона, гліцерину та іншої органіки на бактерії.

Ентамеби циста
Найпростіші бактерії відносять до облігатних аеробів, тк їм потрібен кисень для переробки амонію

Деякі штами нітробактерій при наявності органічного становить окислюють амоній, створюючи гидроксиламин, нітрити та нітрати. Внаслідок таких реакцій з`являються гідроксамові кислоти. Бактерії виконують процес нітрифікації різних з`єднань, до складу яких входить азот.

Обсяги гетеротрофною нітрифікації при особливих обставинах можуть бути згубними. Небезпека полягає в тому, що утворюються токсини, мутагени і канцерогени.

Застосування в різних сферах

Використання в різних областях нитрифицирующих бактерій вносить свої достоїнства і недоліки. Мікроорганізми створюють сприятливі умови для проживання риб в акваріумі, збагачення грунту, а також сільськогосподарських процесів.

Біологічний фільтр для акваріума

Нітробактерій грають важливу роль у перетворенні токсичного аміаку в нітрати. Це важливо при запуску нового акваріума. Ці мікроорганізми становлять невелику частку бактерій і є біофільтром. Вони розмножуються на будь-якій поверхні (наповнювач фільтра, грунт або рослини). Якщо водоростей в акваріумі знаходиться велика кількість, тоді акваріум повністю вважається біофільтром. Важливо створити сприятливу обстановку для розмноження корисних бактерій.

бактерії для акваріума
Нітробактерій перетворюють токсичний аміак в нітрати

Скоротити популяцію бактерій в акваріумі можуть дефіцит кисню, надлишок вуглекислоти, зниження pH і використання дезінфекторів. Нитрифицирующие бактерії рослин позбавляють харчування водоростей. Живі бактерії для акваріума застосовуються під час підготовки резервуара до використання.

Важливість мікроорганізмів велика, адже вони очищають воду від забруднень, біологічних і органічних залишків, відкладень і випорожнень. Тому мікрофлора в резервуарах, де вони мешкають, ідеальна.

Нитрифицирующие бактерії - головні очисники жилих приміщень з рибками і молюсками. Вони активно розмножуються в середовищі, насиченою амонієм, нітритами, азотом і аміаком.

Для запуску акваріума використовуються препарати марки «Сірка», що містять у складі живі нітріфікатори і вулканічний пил - бездоганну середовище для якнайшвидшого розмноження і росту. Цей субстрат осідає на дно і стає частиною грунту. В акваріум заселяються відразу кілька бактерій.

Велика частина продукції, що поставляється в спеціалізовані зоомагазини, містить культури гетеротрофних бактерій.

Значення для сільського господарства

З метою підвищення врожайності аграрії застосовують всілякі добрива, що містять нитрифицирующие бактерії.

Грунт є ідеальним субстратом для процесів росту, розмноження рослин і живих організмів, тому важливо підтримувати її правильне утримання та комплексний склад.

Біологічну обробку грунту проводять природні чистильники - нитрифицирующие бактерії. Для них не обов`язковий доступ речовин із зовнішнього середовища - вони можуть виробляти їх автономно. Наприклад, автотрофним зеленим рослинам потрібне сонячне світло, а для нітробактерій байдужий.

Присутня в грунті, перегної або водному середовищі, вони перетворюють виділяється аміак в нітрати (сіль азотної кислоти). Кожен етап проводиться за допомогою різних бактерій.

земля
Біологічну обробку грунту проводять природні чистильники - нитрифицирующие бактерії.

Процес переходу аміаку в нітрати:

  • Окислення аміаку до нітриту. Цей процес відбувається не одним типом бактерій, а різними. Одні види мікроорганізмів перетворюють в нітрит, а інші - в нітрат. Важливою умовою повинна бути температура від 4 градусів, вологість і велика кількість кисню.
  • Окислення нітриту в нітрат.

Нітріфікатори позитивно впливають на грунт, підвищуючи її родючість за рахунок розщеплення амонію. Однак вченими виявлено також негативний вплив. Бактерії подкисляют грунт, що не є сприятливим моментом, а також насичують грунт іонами амонію. Згодом грунт виснажується за кількістю корисних речовин.

Енергетичним джерелом для хемотрофов є різноманітні мінеральні речовини. Екосистема створюється штучно, але для успішного розвитку запускають встановлені процеси, регулюванням яких займаються жителі резервуара, наприклад, акваріума.

Незважаючи на крихітні розміри, ці живі організми впливають на навколишній світ. Нітробактерій поширені в грунтах, морській і прісній воді, грають важливу роль в переробці стічних вод.

Поділитися в соц мережах:

Схожі
» » Особливості нитрифицирующих бактерій (нитрификаторов)