Belangrijk verschil - Nitrificerende versus denitrificerende bacteriën
Stikstof is een essentiële voedingsstof voor levende organismen en het is van groot belang dat de beschikbare stikstof goed in balans is en wordt hergebruikt om door levende organismen te worden gebruikt. Stikstof bestaat in zijn natuurlijke diatomische vorm (N2), die vanwege hun biologische functies niet door planten kan worden opgenomen. Het proces van het oxideren van vaste diatomische stikstof tot nitraten en nitrieten wordt nitrificatie genoemd; dit wordt meestal gedaan door bacteriesoorten die stikstof in zijn vaste vorm kunnen gebruiken. Om de stikstofbalans in de atmosfeer te handhaven, moet diatomische stikstof worden geproduceerd via een recyclingmechanisme, waarbij de nitraten en nitrieten door bacteriesoorten worden teruggebracht tot diatomische stikstof. Dit proces wordt denitrificatie genoemd. Bacteriën die bij deze twee processen betrokken zijn, worden dus gekarakteriseerd als nitrificerende bacteriën en denitrificerende bacteriën. Het belangrijkste verschil tussen nitrificerende en denitrificerende bacteriën is dat nitrificerende bacteriën in staat zijn om beschikbare ammoniak te oxideren tot nitraat en nitriet, terwijl denitrificerende bacteriën nitraten en nitrieten kunnen reduceren tot zijn natuurlijk voorkomende diatomische vorm stikstofgas.
Wat zijn nitrificerende bacteriën?
Nitrificerende bacteriën zijn chemolithotrofe aerobe bacteriën die NH3 in de bodem kunnen oxideren tot nitraat of nitriet. NH3 in de bodem bestaat in zijn ionische vorm van NH4+ Volledige nitrificatie vindt plaats in twee processen, waarbij NH3 eerst wordt geoxideerd tot nitriet (NO2–) gevolgd door nitraat (NO 3–), die door planten wordt gebruikt.
- NH4+ + O2 NO2 – + H+ + H2O
-
NEE2–+ O2 NO3 –
Verschil tussen nitrificerende en denitrificerende bacteriën Figuur 01: Stikstofcyclus
Voorbeelden van nitrificerende bacteriën die de eerste reactie van nitrificatie uitvoeren, zijn Nitrosomonas en Nitrospira, die behoren tot de β-subklasse van Proteobacteria. Bacteriën die in staat zijn om de tweede reactie van het nitrificatieproces uit te voeren en nitraat te produceren, zijn onder meer Nitrobacter, dat tot de α-subklasse van Proteobacteria behoort.
Wat zijn denitrificerende bacteriën?
Denitrificerende bacteriën zijn een soort chemolithotrofe anaërobe of aerobe bacteriën die in staat zijn nitraten en nitrieten te reduceren tot gasvormige stikstofvormen. De twee belangrijkste vormen zijn diatomische stikstof (N2) en lachgas (N2O). Door dit proces worden atmosferische stikstofniveaus geregenereerd tot de normale concentratie. De denitrificatiereactie wordt hieronder geïllustreerd.
NEE3– → NEE2–→ NEE + N2O → N2 (g)
Figuur 02: Denitrificatie
Facultatieve anaëroben die betrokken zijn bij denitrificatie zijn Thiobacillus denitrificans en Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans is een aerobe denitrificerende bacterie.
Wat zijn de overeenkomsten tussen nitrificerende en denitrificerende bacteriën?
- Nitrificerende en denitrificerende bacteriën zijn chemolithoautotroof.
- De meeste zijn bodembacteriën.
- Beide groepen nemen deel aan het handhaven van de stikstofbalans in de biosfeer
- Zowel nitrificerende als denitrificerende bacteriën bevatten enzymen die de reacties van nitrificatie en denitrificatie katalyseren
- Zowel nitrificerende als denitrificerende bacteriën zijn gebruikte industrieën.
Wat is het verschil tussen nitrificerende en denitrificerende bacteriën?
Nitrificerende versus denitrificerende bacteriën |
|
| Nitrificerende bacteriën zijn bacteriesoorten die ammonium in de bodem kunnen oxideren tot nitraten, die door planten kunnen worden gebruikt. | Denitrificerende bacteriën zijn bacteriesoorten die in staat zijn nitraten of nitrieten te reduceren tot gasvormige vormen zoals lachgas of diatomisch stikstof. |
| Type reactie | |
| Nitrificatie is een oxidatiereactie. | Denitrificatie is een reductiereactie. |
| Producten gevormd | |
| Nitrificerende bacteriën produceren nitraat of nitriet. | Denitrificerende bacteriën produceren lachgas of diatomisch stikstof. |
| Voorlopers van de reactie | |
| Nitrificerende bacteriën gebruiken ammoniak- of ammoniumionen. | Denitrificerende bacteriën gebruiken nitraat of nitriet als hun voorlopers. |
| Zuurstofbehoefte | |
| De meeste nitrificerende bacteriën zijn aeroob. | Denitrificerende bacteriën kunnen aëroob of facultatief anaëroob zijn. |
| Industrieel gebruik | |
| Nitrificerende bacteriën worden gebruikt als stikstofmeststof. | Denitrificerende bacteriën worden gebruikt in afvalwaterbeheersystemen om stikstofhoudend afval af te breken. |
Samenvatting – Nitrificerende versus denitrificerende bacteriën
De stikstofcyclus is een van de belangrijkste biogeochemische cycli in de natuur, waar atmosferische stikstof wordt omgezet in verschillende chemische vormen, waardoor het beschikbaar wordt voor gebruik door levende organismen. Het proces van nitrificatie is een oxidatief proces waarbij stikstof dat als ammonium in de bodem aanwezig is, wordt omgezet in nitraten en nitrieten, waardoor de biologische beschikbaarheid van stikstof voor organismen toeneemt. Tijdens denitrificatie worden nitrieten en nitraten gereduceerd tot gasvormige vormen (diatomisch stikstof en lachgas). Dit is het verschil tussen nitrificerende en denitrificerende bacteriën. Beide processen worden biologisch gunstig gemaakt door de betrokkenheid van microben, met name chemolithotrofe bacteriën. Momenteel worden deze bacteriën als industrieel belangrijk beschouwd op het gebied van landbouw- en milieubiotechnologie. Daarom zijn ze een potentieel onderzoeksonderwerp geworden op het gebied van biotechnologie.
Download PDF-versie van nitrificerende versus denitrificerende bacteriën
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen nitrificerende en denitrificerende bacteriën.
