ההבדל בין ניטריפיקציה לדטרניפיקציה ההבדל בין

ניטריפיקציה ניטריפיקציה היא הטרנספורמציה הביולוגית של אמוניום (NH

4 ₊ ^{) לניטראט (NO} 3 _- ^{) על ידי חמצון. חמצון מוגדר כאובדן אלקטרונים על ידי אטום או תרכובת, או עלייה במצב החמצון שלה. התהליך הוא הקל על ידי שני סוגים של חיידקים אירוביים מזיקים המחייבים נוכחות של מולקולות חמצן מומס בסביבתם, כדי לשרוד. [i]} ->

ראשית, חיידקים chemoautrophic (בעיקר אלה של הסוג

Nitrosomonas) להמיר אמוניה (NH 3 _{) ואמוניום לניטריט (NO} 2 < - _{). "Chemoautrophic" מתייחס היכולת של חיידקים ליצור חומרים מזינים משלו ממקור אנאורגני, כלומר CO} ² . התהליך מיוצג על ידי המשוואה הכימית: _2NH 4

+ 3O ₂ → 2NO ₂ - _{+ 2H} ^{2 < O + 4H} + _{+ אנרגיה} - <-> ^{לאחר מכן חיידקים בעיקר מ} Nitrobacter

קבוצה להמיר ניטריט ל חנקה בתגובה הבאה:

2NO 2 -

+ O > 2 _{→ 2NO} ³ - _{+ energy} תגובות אלו מתרחשות בו זמנית ובמהירות רבה - בדרך כלל תוך ימים או שבועות. חשוב כי ניטריט הוא מומרים לחלוטין חנקה בקרקעות, שכן ניטריט הוא רעיל לחיים הצמח.

^{חנקות נוכח בקרקע הם המקור העיקרי של חנקן המשמשים צמחים. [ii] כך המעבר של חנקן מצורה אחת לאחרת, המכונה מחזור החנקן, הוא חלק חשוב של התעשייה החקלאית. [3] לפני ביצוע הפעולות האלה, חנקן אורגני מתפרק על ידי חיידקים הטרוטרופיים על ידי הידרוליזה ליצירת אמוניום ואמוניה בתהליך הנקרא אממוניפיקציה.} i

אמוניה נמצאה באוריה מפסולת של בעלי חיים, קומפוסטים וגידולי כיסוי מתפוררים או שאריות של יבולים. אמוניום נמצא ברוב הדשנים.

חיידקים Nitrifying רגישים יותר ללחצים סביבתיים מאשר סוגים אחרים של חיידקי קרקע. כאשר הקרקע כבר רווי לחות לתקופות ממושכות, נקבוביות הקרקע למלא במים, הגבלת אספקת החמצן. חיידקים Nitrifying דורשים תנאים אירוביים לתפקד, ובכך הצפה מגביל ניטריפיקציה.

קרקעות יבשות נוטות להיות ריכוז מלח גבוה מליחות וכתוצאה מכך משפיעה לרעה על פעילות חיידקים של חיידקים. הסיבה לכך היא כי osmolarity מוגברת מעלה את כמות האנרגיה הנדרשת על ידי מיקרואורגניזמים להעביר מים על פני קרום התא שלהם. מים הוא גם חיוני לתנועה של solutes, כגון חנקות, דרך האדמה.

ii ^{חיידקים Nitrifying לבצע הטוב ביותר ב pH בין 6. 5 ו - 8 וטמפרטורות בין 16 ל 35 מעלות צלזיוס.} i

שיעורי ניטריפיקציה הם איטיים בקרקעות חומציות מאוד, בעוד אלקליניות גבוהה מפחית

Nitrobacter ^{פעילות, גרימת הצטברות שלילי של ניטריט באדמה.}

pH הקרקע עשוי להיות מושפע גם על ידי מקור מסוים של אמוניום nitrified. לדוגמה, פתרון פוספט monoammonium (MAP) הוא הרבה יותר חומצי מאשר פוספט diammonium (DAP); ולכן שימוש בתוצאות DAP לשיעורי ניטריפיקציה גבוהים יותר מאשר MAP. ^{רוב החיידקים נמצאים בשכבת פני השטח העליונה, ולכן ירידה ניטריפיקציה כאשר נוהלי העבודות לא מנוהלים כראוי.} קרקע עם תוכן חימר גבוהה יש חלקיקים גדולים יותר שטח micropore לצמיחה חיידקים, כמו גם החזקה גדולה יותר של אמוניום עקב קיבולת החליפין קטיון גבוהה. ii יחסי מים ומאפיינים פיזיים של הקרקע עשויים להיות משופרים על ידי טיפוח מופחת עד.

ניטריפיקציה עשויה להיות מעוכבת על ידי נוכחות של מתכות כבדות ותרכובות רעילות, או ריכוז גבוה במיוחד של אמוניה.

לפעמים זה עשוי להיות מועיל כדי לשמור על חנקן בקרקע בצורה של אמוניום. זה מונע אובדן חנקן (על ידי שטיפת חנקות) ו חנקן גז להימלט (דרך denitrification). מעכבי ניטריפיקציה המשמשים מסחרית כוללים dicyandiamide ו nitrapyrin.

ניטרול ^{ניטרול הוא הטרנספורמציה הביולוגית של ניטראט לגזים חנקניים על ידי הפחתה. זה תמיד עוקב אחרי nitrification} i

ואת רצף התגובה עשוי להיות מיוצג כדלקמן:

לא

3

- ^{→ NO} 2

- _{→ NO → N} ² O → N ₂ ^[iv] התהליך מתבצע על ידי חיידקים פקולטטיביים; אלה חיידקים שאינם דורשים נוכחות של חמצן חופשי לנשימה. חיידקים מחלידים הם אורגניזמים הטרוטרופיים כפי שהם צריכים מקור מזון אורגני, בצורה של פחמן, כדי לשרוד. Denitrification עשוי להתחיל במהירות כמו דקות לאחר גירוי של התהליך. _{ניטרול עלול להיות מזיק לייצור היבול, שכן חנקן, חומר מזין חיוני לצמח הצמיחה, הוא איבד את האווירה במהלך התהליך. עם זאת, הוא מועיל בתי גידול ימיים ובטיפול בשפכים תעשייתיים או שפכים, כאשר ריכוז החנקן במים יורד.} i _{שטיפה או נגר מ גידולים עקב טיפולים דשן עלול לגרום כמויות עודפות של חומר מזין זה בסופו של דבר במים גופים, שם תרכובות חנקן יש השפעות מזיקות שונות על החיים האנושיים והן על החיים הימיים.} iv

אמוניה היא רעילה למיני דגים ומעוררת אצות הצמיחה, הפחתת רמות החמצן במים וכתוצאה מכך eutrophication. חנקות לגרום נזק כבד, סרטן methemoglobinemia (חסר חמצן בתינוקות), בעוד nitrites להגיב עם תרכובות אורגניות הנקראות אמינים כדי ליצור nitrosamines מסרטנים.

2 ^{כאשר רמות החמצן בקרקע או במים מתרוקנים (תנאים נוגדי חמצון), החיידקים המפרקים משבשים חנקות לשימוש כמקור חמצן. זה נפוץ מתרחשת בקרקע waterlogged שבו רמות החמצן הן נמוכות.חנקתי מצטמצם תחמוצת החנקן (N}

2 ^{O) ושוב לגז חנקן. בועות הגז האלה נמלטות אל תוך האטמוספירה.}

i ^{הגז שנוצר על ידי denitrifiers תלוי בתנאים בקרקע או מים ואיזה סוג של הקהילה חיידקים קיים. פחות חמצן נוטה לגרום יותר גז חנקן להיווצר, המוצר השכיח ביותר של denitrification. גז חנקן מהווה את המרכיב העיקרי של האוויר. המוצר השני הנפוץ ביותר שנוצר הוא תחמוצת החנקן, גז החממה כי גם משחיתה את שכבת האוזון של כדור הארץ.}

iv _{חיידקים מניעים פחות רגישים לכימיקלים רעילים מאשר ניטריפרים ותפקוד אופטימלי ב pH בין 7 ל 8 וטמפרטורות חם בין 26 ל 38 מעלות צלזיוס. ניטרול מתרחשת בעיקר בשכבת הקרקע העליונה, שם מיקרוביאלית הפעילות הגבוהה ביותר.} מכחשים דורשים ריכוז חנקתי מספיק ומקור פחמן מסיס; השיעורים הגבוהים ביותר מתרחשים בעת שימוש במתנול או בחומצה אצטית. פחמן אורגני ניתן למצוא זבל, קומפוסט, גידולי כיסוי ושאריות יבולים. ⁱ

Minitizing denitrification בקרקע היבול מושגת על ידי שמירה על ריכוז מינימלי של חנקתי הכרחי לצמח הצמיחה, כגון שימוש בדשנים לשחרור מבוקר. שיטה נוספת היא מעכבת ניטריפיקציה, אשר מפחית את רמות החנקה זמין עבור denitrification. ^{רמות ניטרול נעות באופן נרחב על פני שדה אחד, בשל גורמים רבים כגון מאפייני קרקע (כולל צבירה, macropores ורטיבות) ווריאציות דשן, חומר אורגני ואת שאריות הפצה שאריות.}

סוגי דשנים חנקן, כמו גם שיטות יישום, דווחו להשפיע על denitrification. לדוגמה, דשנים מצופים בשליטה מצופה, כמו גם יישומים הפריה ושידור, לגרום פליטת תחמוצת חנקן נמוכה יותר מאשר אוריאה גרגרי יבש יישומים הלהקה מרוכז. מיקום עמוק יותר של חנקן גם להקטין את פליטות אלה.

תקופות יבשות ואחריו סופת גשמים פתאומית הן לעתים קרובות גורם מניעת דעיכה, אשר יכול להיות מנוהל עם מערכות ניקוז השקיה טפטוף מתחת לפני הקרקע. ^iv

סיכום

ניטריפיקציה

מעקב אחר תהליך האמון

טרנספורמציה של אמוניום לחנקות ^{תגובת חמצון}

מובטחת על ידי שני סוגים עיקריים של חיידקים אירוביים chemoautrophic:

Nitrosomonas >

• Nitrobacter
• תהליך דו-שלבי: המרת אמוניום לניטריט, ולאחר מכן המרה של ניטריט לחנקות
• יצירת טופס חנקן חנקן זמין לקליטה בשורשי צמחים
• ריאקאנט (אמוניום) מפסולת של בעלי חיים ודשנים, קומפוסטים וגידולי כיסוי מתפרקים או שאריות יבול ניטריפרים רגישים יותר למתח סביבתי מעכבים על ידי הצפה, מליחות גבוהה, חומציות גבוהה, אלקליניות גבוהה, תרכובות מוגזמות ותרכובות רעילות מועדפים על ידי אירובי, pH בין 6. 5 ו - 8 5, טמפרטורות בין 16 ל 35 מעלות צלזיוס ותכולת חימר גבוהה
• ניטרול
• בעקבות תהליך nitrification
• טרנספורמציה של חנקן לגזי חנקן, בעיקר חנקן וחנקן תחמוצת > הפחתת r
• החיידקים הפקולטטיביים הטרוטרופיים
• סילוק ניטריט לניטריט, תחמוצת החנקן, תחמוצת החנקן ולבסוף לחנקן
• חיטוי מערכות מי שפכים ומימיים על ידי הורדת רמות החנקן

Reactant (חנקתי) שנוצרו על ידי ניטריפיקציה, בעוד מקורות פחמן עבור מכחישי דנטלי נמצאים בזבל, מכסים גידולים ושאריות יבולים, או מסופקים על ידי מתנול או חומצה אצטית

• מכחישי דלק פחות רגישים ללחץ סביבתי
• מעכבים על ידי ניטריפיקציה מופחתת, רמות חנקות נמוכות יותר, מיקום עמוק של דשן משוחרר לשחרור מבוקר וניקוז קרקע
• מועדף על ידי הצפה, תנאים anoxic, pH בין 7.0 ו - 8. 5, טמפרטורות בין 26 ל 38 מעלות צלזיוס, אספקה ​​מספקת של חנקות ופחמן מסיס יישומים הלהקה מרוכז של אוריאה גרגרי יבש.