49. Прямая и косвенная денитрификация. Примеры денитрифицирующих бактерий

Круг организмов, способных восстанавливать нитраты или нитриты до N2 довольно узок. На этом пути в качестве промежуточных продуктов идентифицированы окись (NO) и закись (N2O) азота:

NО3- переходит в NО2- переходит в N2O переходит в N2

Как и молекулярный азот, NО и N2О - газообразные продукты. Процесс восстановления NO3- или NO2- до какой-либо из газообразных форм азота получил название денитрификации. К денитрификации способны только прокариоты. Значение процесса – генерирование АТФ в анаэробных условиях, используя для акцептирования электронов, поступающих в дыхательную цепь, восстановление NO3- или NО2-. Наиболее распространенные формы денитрификации - восстановление NO3 или NO2 до N2. Встречаются также штаммы, осуществляющие отдельные этапы процесса:

NO3- переходит в N2O, N2O или NO переходит в N2.

"Полная" или "усеченная" денитрификация обнаружена у эубактерий, принадлежащих ко всем основным физиологическим группам:

• фототрофам и хемолитотрофам,
• грамположительным и грамотрицательным факультативным анаэробам.

В наибольшей степени способность к денитрификации распространена у бактерий из родов Bacillus и Pseudomonas.

Денитрификация – это процесс восстановления нитратов и нитритов до молекулярного азота (N2). При этом происходит потеря почвой доступных растениям минеральных форм азота. Это явление носит отрицательный характер. Денитрификация делится на:

• прямую, или микробиологическую – это биологическое восстановление нитратов,
• косвенную, или химическую – это химическое восстановление нитратов (происходит в кислой среде).

Прямая денитрификация осуществляется денитрифицирующими бактериями и происходит в анаэробных условиях в результате их нитратного дыхания, когда микроорганизмы используют для окисления органического вещества не свободный молекулярный кислород, а при его отсутствии связанный кислород нитратов или нитритов.

Денитрифицирующие бактерии — бактерии, восстанавливающие нитраты до молекулярного азота. К ним относятся представители более 150 видов из 50 родов (в том числе Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus и Micrococcus), не образующие какой-либо особой таксономической единицы. Все денитрифицирующие бактерии —факультативные анаэробы и могут окислять органическое вещество за счёт кислорода воздуха, но, попадая в анаэробные условия, они используют кислород нитратов как акцептор электрона («дыхание за счёт нитратов»).

Выращивают денитрифицирующие бактерии на питательных средах с нитратами и индикатором, меняющим цвет при восстановлении нитратов в среде. Распространены в почве, воде и грунте водоёмов.