Belangrijk verschil - Nitrificatie versus denitrificatie
De stikstofcyclus is een belangrijke biogeochemische cyclus waarin stikstof wordt omgezet in verschillende chemische vormen zoals NH3, NH4 +, NO2–, NO3 – enz. Er zijn vier belangrijke processen in de stikstofcyclus. Dit zijn fixatie, ammonificatie, nitrificatie en denitrificatie. Veel van deze processen worden uitgevoerd door micro-organismen, met name bacteriën die in de bodem aanwezig zijn. Nitrificatie en denitrificatie zijn de twee belangrijkste stadia die atmosferische stikstof omzetten in nitraat en nitraat terug in atmosferische stikstof. Nitrificatie is de biologische omzetting van ammonium (NH4+) in nitraat (NO3 –) door oxidatie, terwijl denitrificatie de biologische omzetting is van nitraat in stikstofhoudende gassen (N2) door reductie. Dit is het belangrijkste verschil tussen nitrificatie en denitrificatie.
Wat is nitrificatie?
Nitrificatie is het proces waarbij ammoniak- of ammoniumionen door oxidatie worden omgezet in nitraten. Het is een integraal onderdeel van de stikstofkringloop. Het wordt mogelijk gemaakt door twee soorten chemoautotrofe aerobe bacteriën zoals Nitrosomonas en Nitrobacter. Ze werken onder aerobe omstandigheden. Nitrificatie wordt geïnitieerd door Nitrosomonas. Nitrosomonas-bacteriën zetten ammoniak- en ammoniumionen om in nitriet. Ten tweede wordt nitriet door Nitrobacter omgezet in nitraat. Deze twee stappen kunnen als volgt worden weergegeven.
Nitrificatie is van het grootste belang voor het voortbestaan van het ecosysteem en de afbraak van organische stof. Nitrificatie is ook een essentieel proces voor planten. Planten krijgen stikstof als nitraat. Nitraat is de meest toegankelijke vorm van stikstof in planten. Daarom is nitrificatie uiterst belangrijk voor landbouw en planten.
Figuur 01: Stikstofcyclus
Wat is denitrificatie?
Denitrificatie is het proces waarbij nitraten in de bodem worden gereduceerd tot atmosferisch stikstofgas door bacteriën te denitrificeren. Dit is het tegenovergestelde van nitrificatie, dat in de bovenstaande paragraaf is beschreven. Denitrificatie is een essentiële stap in de stikstofcyclus, waarbij vast stikstofgas terug in de atmosfeer vrijkomt. Denitrificatie wordt vergemakkelijkt door denitrificerende bacteriën zoals Pseudomonas en Clostridium. Deze bacteriën zijn facultatief anaërobe en heterotrofe bacteriën. Ze werken onder anaërobe of anoxische omstandigheden zoals drassige bodems. Ze gebruiken nitraat als hun ademhalingssubstraat en als gevolg daarvan komt nitraat als gasvormige stikstof vrij in de atmosfeer.
Figuur 02: Denitrificatie
Wat zijn de overeenkomsten tussen nitrificatie en denitrificatie?
- Nitrificatie en denitrificatie zijn twee belangrijke processen van de stikstofcyclus.
- Beide processen worden aangestuurd door bacteriën.
Wat is het verschil tussen nitrificatie en denitrificatie?
Nitrificatie versus denitrificatie |
|
| Nitrificatie is de oxidatie van ammoniak- of ammoniumionen tot nitraationen door nitrificerende bacteriën. | Denitrificatie is de reductie van nitraat tot gasvormige stikstof door bacteriën te denitrificeren. |
| Reactiesequenties | |
| Nitrificatie vindt plaats als NH3→NH4+ → NO 2– → NEE3– | Denitrificatie vindt plaats als NEE3–→NO2– →NEE→N2O→N2 |
| In de landbouw | |
| Nitrificatie is een belangrijk proces voor de landbouw omdat het een voor planten toegankelijke vorm van stikstof (nitraat-ionen) produceert | Denitrificatie is schadelijk voor de gewasproductie, aangezien voor planten toegankelijke stikstofbron (nitraat) wordt omgezet in gasvormige stikstof (N2). |
| Reacties | |
| Nitrificatie vindt plaats door oxidatie. | Ontkenning vindt plaats door reductie |
| Betrokken bacteriën | |
| Nitrificatie wordt mogelijk gemaakt door chemoautotrofe aerobe bacteriën. | Denitrificatie wordt mogelijk gemaakt door facultatieve bacteriën of heterotrope denitrificerende bacteriën. |
| Voordelen | |
| Nitrificatie is gunstig voor de landbouw omdat het nitraat levert aan planten. | Denitrificatie is gunstig voor aquatische habitats en industriële of rioolwaterzuivering. |
| Gevoeligheid voor omgevingsstress | |
| Nitifiers zijn gevoeliger voor omgevingsstress. | Denitrificeerders zijn minder gevoelig voor omgevingsinvloeden. |
| pH-bereik | |
| Nitrificatie vindt plaats bij pH tussen 6,5 en 8,5. | Denitrificatie vindt plaats bij pH tussen 7,0 en 8,5. |
| Temperatuur | |
| Nitrificatietemperatuur varieert tussen 16 en 35 0 | Denytrificatietemperatuur varieert tussen 26 en 38 0 |
| Voorwaarden | |
| Nitrificatie bevordert aërobe omstandigheden. | Denitrificatie is gunstig voor zuurstofloze omstandigheden. |
| Remming | |
| Nitrificatie vindt plaats door overstromingen, hoog zoutgeh alte, hoge zuurgraad, hoge alkaliteit, overmatige grondbewerking en giftige stoffen. | Denitrificatie wordt geremd door verminderde nitrificatie, lagere nitraatgeh alten, kunstmest en bodemdrainage. |
Samenvatting – Nitrificatie versus denitrificatie
Stikstofgas is goed voor ongeveer 78% van de atmosfeer in volume. Atmosferische stikstof komt de levende wereld binnen via een proces dat biologische stikstofbinding wordt genoemd. Het wordt gedaan door stikstofbindende bacteriën. Stikstofbindende bacteriën zetten stikstof om in ammoniak. Deze ammoniak circuleert vervolgens via de stikstofkringloop en levert stikstof aan alle levende organismen. ammoniak- en ammoniumionen worden door oxidatie omgezet in nitraat. Dit proces staat bekend als nitrificatie. Nitrificatie is een belangrijke fase in de stikstofcyclus. Het wordt uitgevoerd door aerobe bacteriën zoals Nitrosomonas en Nitrobacter. Bodemnitraat wordt geconsumeerd door planten en andere organismen. Nitraat in de bodem wordt gebruikt als energiebron door bacteriën te denitrificeren onder anaërobe omstandigheden. Tijdens dat proces wordt nitraat door reductie weer omgezet in atmosferisch N2. Dit proces staat bekend als denitrificatie. Dit is het verschil tussen nitrificatie en denitrificatie.
Download PDF-versie van nitrificatie versus denitrificatie
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienotities. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen nitrificatie en denitrificatie.
