Нитрификация

(возбудители,химизм,значени

е в природе)

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

ГРОМОВ Д.В

ГРУППА АИА-31

Аммиак, образующийся в почве, навозе и

воде при разложении органических

веществ, довольно быстро окисляется до

азотистой, а затем азотной кислоты.

Такой процесс называют нитрификацией.

История

До середины XIX в.,

точнее, до работ Л.

Пастера явление

образования нитратов

объясняли как

химическую реакцию

окисления аммиака

атмосферным

кислородом, причем

предполагалось, что

почва в этом

процессе играет роль

катализатора. Л.

Пастер предположил,

что образование

нитратов —

микробиологический

процесс.

Первые экспериментальные

Однако выделить

доказательства его

культуры

гипотезы были получены Т.

Шлезингом и А.

возбудителей

Мюнцем в 1879 г.

нитрификации не

Исследователи пропускали

удалось ни

сточные воды через

упомянутым

длинную колонку с песком

и СаС03. При фильтрации

исследователям, ни

аммиак постепенно исчезал

микробиологам,

и появлялись нитраты.

продолжавшим

Нагревание колонки или

внесение антисептиков

изучение

прекращало окисление

нитрификации.

аммиака.

Вклад С.Н Виноградова

Лишь в 1890—1892 гг. С.

С. Н. Виноградский

Н. Виноградский,

установил, что

применив особую

существуют две группы

методику, изолировал

нитрификаторов: одна

чистые культуры

осуществляет окисление

нитрификаторов.

аммиака до азотистой

Ученый предположил,

кислоты (NH4->N02)

что нитрифицирующие

первая фаза

бактерии не растут на

нитрификации, другая

обычных питательных

окисление азотистой

средах, содержащих

кислоты до азотной

органические вещества,

(NO2-> NO3) - вторая

это объяснило неудачи

фаза нитрификации.

его предшественников.

Общая характеристика

нитрификаторов

Представителей обеих групп относят к

семейству Nitrobacteriaceae.

Это одноклеточные грамотринательные бактерии. Среди

нитрифицирующих бактерий есть палочковидные клетки,

эллиптические, сферические, извитые и дольчатые,

плеоморфные.

Размеры клеток колеблются от 0,3 до 1 мкм в ширину и

от 1 до 3 мкм в длину. Существуют подвижные и

неподвижные формы с полярным, субполярным и

перитрихальным жгутикованием.

Размножаются в основном делением, за

исключением Nitrobacter, для которого характерно

почкование.

Почти у всех нитрификаторов хорошо развита система

внутри цитоплазматических мембран, различающихся по

форме и расположению в клетках отдельных видов.

Нитрификаты

1-ой стадии

2-ой стадии

Nitrosomonas, Nitrosococcus,

Nitrobacter,

Nitrosospira, Nitrosolobus и Nitroso-

Nitrospira и Nitrococcus. Наибольш

vibrio. Наиболее детально к

ее число исследований проведено

настоящему времени

с Nitrobacter winogradskyi , однако

изучен Nitrosomonas еигораеа . Он

описаны и другие виды .Клетки

представляет собой короткие

нитробактера имеют удлиненную,

овальные палочки размером 0,8—1

клиновидную или грушевидную

х 1—2 мкм.

форму, более узкий конец часто

В жидкой культуре

загнут в клювик, размеры клеток

клетки Nitrosomonas проходят ряд

— 0,6—0,8 х 1—2 мкм.

стадий развития. Две основные из

При почковании дочерняя клетка

них представлены подвижной

обычно подвижна, так как имеет

формой и неподвижными

один полярный жгутик. Известно

зооглеями. Подвижная форма

чередование в цикле развития

обладает субполярным жгутиком

подвижной и неподвижной стадий

или пучком жгутиков.

А — Nitrosom

onas

еигораеа;

Б —

Nitrobacter

winogradskyi

Развитие

Нитрифицирующие бактерии культивируют на простых

минеральных средах, содержащих аммиак или нитриты

(окисляемые субстраты) и диоксид углерода (основной

источник углерода). Источником азота для этих

организмов служат аммиак, гидроксилам и нитриты.

Нитрифицирующие бактерии развиваются при pH 6,0—

8,6, оптимум реакции среды составляет pH 7,5—8,0. При

значениях ниже pH 6 и выше pH 9,2 бактерии не

развиваются. Оптимальная температура для развития

нитрификаторов 25—30 °С. Изучение отношения

различных штаммов Nitrosomonas еигораеа к температуре

показало, что некоторые из них имеют оптимум развития

при 26 °С или около 40 °С, другие способны довольно

быстро расти при 4 °С.

Химизм 1

стадии

Нитрификаторы —

облигатные аэробы.

Используя кислород

воздуха, они окисляют

аммиак до азотистой

кислоты (первая фаза

нитрификации).

Следовательно, аммиак

— продукт

жизнедеятельности

аммонифицирующих

бактерий — использует

для получения

энергии Nitrosomonas, а

нитриты, образующиеся

в процессе

жизнедеятельности

последних, служат

источником энергии

для Nitrobacter.