Amoniaku, i formuar në tokë, pleh organik dhe ujë gjatë dekompozimit të lëndës organike, oksidohet shpejt në azot dhe më pas në acid nitrik. Ky proces quhet nitrifikim.

Deri në mesin e shekullit të 19-të, më saktë, para veprës së L. Pasteur, fenomeni i formimit të nitrateve shpjegohej si një reaksion kimik i oksidimit të amoniakut nga oksigjeni atmosferik dhe supozohej se toka luante rolin e një kimikati. katalizator. L. Pasteur sugjeroi se formimi i nitrateve është një proces mikrobiologjik. Dëshmia e parë eksperimentale e këtij supozimi u mor nga T. Schlesing dhe A. Münz në 1879. Këta studiues kaluan ujërat e zeza përmes një kolone të gjatë rëre dhe CaCO3. Gjatë filtrimit, amoniaku u zhduk gradualisht dhe u shfaqën nitratet. Ngrohja e kolonës ose shtimi i antiseptikëve ndaloi oksidimin e amoniakut.

Megjithatë, as studiuesit e përmendur dhe as mikrobiologët që vazhduan të studionin nitrifikimin nuk ishin në gjendje të izolonin kulturat e patogjenëve të nitrifikimit. Vetëm në 1890-1892. S. N. Vinogradsky, duke përdorur një teknikë të veçantë, izoloi kulturat e pastra të nitrifikuesve. S. N. Vinogradsky bëri supozimin se bakteret nitrifikuese nuk rriten në media të zakonshme ushqyese që përmbajnë substanca organike. Kjo ishte mjaft e saktë dhe shpjegoi dështimet e paraardhësve të tij. Nitrifikuesit rezultuan të ishin kemolitoautotrofë, shumë të ndjeshëm ndaj pranisë së përbërjeve organike në mjedis. Këta mikroorganizma u izoluan duke përdorur lëndë ushqyese minerale.

S. N. Vinogradsky vërtetoi se ekzistojnë dy grupe nitrifikuesish - një grup oksidon amoniakun në acid azotik (NH4+→NO2-) - faza e parë e nitrifikimit, tjetri oksidon acidin azotik në acid nitrik (NO2-→NO3-) - faza e dytë të nitrifikimit.

Bakteret e të dy grupeve aktualisht klasifikohen në familjen Nitrobacteriaceae. Këto janë baktere gram-negative njëqelizore. Midis baktereve nitrifikuese ka lloje me morfologji shumë të ndryshme - në formë shufre, elipsoidale, sferike, të përdredhura dhe lobe, pleomorfe. Madhësitë e qelizave të llojeve të ndryshme të Nitrobacteriaceae variojnë nga 0,3 në 1 μm në gjerësi dhe nga 1 në 6,5 μm në gjatësi. Ka forma të lëvizshme dhe të palëvizshme me flagjelim polare, subpolare dhe peritrikial. Riprodhohen kryesisht me ndarje, me përjashtim të Nitrobacter, i cili riprodhohet duke lulëzuar. Pothuajse të gjithë nitrifikuesit kanë një sistem të zhvilluar mirë të membranave intracitoplazmike, të cilat ndryshojnë ndjeshëm në formë dhe vendndodhje në qelizat e specieve të ndryshme. Këto membrana janë të ngjashme me ato të baktereve të purpurta fotosintetike.

Bakteret e fazës së parë të nitrifikimit përfaqësohen nga pesë gjini: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus dhe Nitrosovibrio. I vetmi mikroorganizëm që është studiuar në detaje deri më sot është Nitrosomonas europaea.

Nitrosomonas janë shufra të shkurtra ovale me përmasa 0,8 - 1X1-2 mikron. Në kulturën e lëngshme, Nitrosomonas i nënshtrohen një sërë fazash zhvillimi. Dy ato kryesore përfaqësohen nga një formë e lëvizshme dhe një zooglea e palëvizshme. Forma e lëvizshme ka një flagjelë nënpolare ose një tufë flagjelash. Përveç Nitrosomonas, janë përshkruar përfaqësues të gjinive të tjera bakteriale që shkaktojnë fazën e parë të nitrifikimit.

Faza e dytë e nitrifikimit kryhet nga përfaqësues të gjinive Nitrobacter, Nitrospira dhe Nitrococcus. Numri më i madh i studimeve janë kryer me Nitrobacter winogradskii, por janë përshkruar edhe specie të tjera (Nitrobacter agilis, etj.).

Nitrobakteret janë të zgjatur, në formë pyke ose dardhe, me skajin më të ngushtë shpesh të lakuar në një formë si sqepi. Sipas studimit të G. A. Zavarzin, riprodhimi i Nitrobacter ndodh duke lulëzuar, dhe qeliza bijë është zakonisht e lëvizshme, pasi ka një flagelum të vendosur anash. Dihet alternimi i fazave të lëvizshme dhe të palëvizshme në ciklin e zhvillimit. Janë përshkruar edhe baktere të tjera që shkaktojnë fazën e dytë të nitrifikimit.

Bakteret nitrifikuese zakonisht kultivohen në mjedise të thjeshta minerale që përmbajnë amoniak ose nitrite (substrate të oksidueshme) dhe dioksid karboni (burimi kryesor i karbonit). Këta organizma përdorin amoniak, hidroksilaminë dhe nitrite si burim azoti.

Bakteret nitrifikuese zhvillohen në pH 6-8,6, pH optimale është 7,5-8. Në një pH nën 6 dhe mbi 9.2, këto baktere nuk zhvillohen. Temperatura optimale për zhvillimin e nitrifikuesve është 25-30°C. Një studim i lidhjes së llojeve të ndryshme të Nitrosomonas europaea me temperaturën tregoi se disa prej tyre kanë një zhvillim optimal në 26°C ose rreth 40°C, ndërsa të tjerët mund të rriten mjaft shpejt në 4°C.

Nitrifikuesit janë aerobë të detyrueshëm. Me ndihmën e oksigjenit, ata oksidojnë amoniakun në acid azotik (faza e parë e nitrifikimit):

NH4++11/22О2→NO2-+H2O+2H+

Dhe pastaj acidi azotik në acid nitrik (faza e dytë e nitrifikimit):

NO2-+1/2O2→NO3-

Besohet se procesi i nitrifikimit ndodh në disa faza. Produkti i parë i oksidimit të amoniakut është hidroksili, i cili më pas shndërrohet në nitrooksid (NOH), ose peroksonitrit (ONOOH), i cili, nga ana tjetër, shndërrohet më tej në nitrit ose nitrit dhe nitrat.

Nitroksili, si hidroksilamina, me sa duket mund të dimerizohet në hiponitrit ose të shndërrohet në oksid azoti N2O, një nënprodukt i procesit të nitrifikimit.

Përveç reagimit të parë (formimi i hidroksilaminës nga amoniumi), të gjitha transformimet e mëvonshme shoqërohen me sintezën e lidhjeve me energji të lartë në formën e ATP, të nevojshme për qelizat mikrobike për të lidhur CO2 dhe procese të tjera biosintetike.

Fiksimi i CO2 nga nitrifikuesit ndodh përmes ciklit reduktiv të pentozës fosfat, ose ciklit Calvin. Si rezultat i fiksimit të dioksidit të karbonit, formohen jo vetëm karbohidratet, por edhe komponime të tjera të rëndësishme për bakteret - proteinat, acidet nukleike, yndyrnat, etj.

Sipas ideve që ekzistonin deri vonë, bakteret nitrifikuese klasifikoheshin si kemolitoautotrofë të detyrueshëm.

Tani janë marrë të dhëna që tregojnë aftësinë e baktereve nitrifikuese për të përdorur disa substanca organike. Kështu, një efekt stimulues në rritjen e Nitrobacter u vu re në prani të nitriteve nga autolizati i majave, piridoksina, acidi glutamik dhe serina. Prandaj, supozohet se bakteret nitrifikuese kanë aftësinë të kalojnë nga ushqimi autotrofik në heterotrofik. Bakteret nitrifikuese ende nuk rriten në mjediset ushqyese konvencionale, pasi sasia e madhe e substancave organike lehtësisht të tretshme që përmbahen në mjedise të tilla ngadalëson zhvillimin e tyre.

Qëndrimi negativ i këtyre baktereve ndaj lëndës organike në kushte laboratorike duket se është në kundërshtim me habitatin e tyre natyror. Dihet që bakteret nitrifikuese zhvillohen mirë, për shembull, në chernozems, pleh organik, kompostime, domethënë në vende ku ka shumë lëndë organike.

Megjithatë, kjo kontradiktë eliminohet lehtësisht nëse krahasojmë sasinë e karbonit lehtësisht të oksidueshëm në tokë me përqendrimet e lëndëve organike që ruajnë nitrifikuesit në të mbjella.Kështu, lënda organike e tokës përfaqësohet kryesisht nga substanca humike, të cilat, për shembull, përbëjnë 71-91% e karbonit total në chernozem, dhe lënda organike e tretshme e tretshme në ujë përbën jo më shumë se 0.1% të karbonit total. Rrjedhimisht, nitrifikuesit nuk hasin në tokë në sasi të mëdha të lëndëve organike lehtësisht të tretshme.

Natyra e shkallëzuar e procesit të nitrifikimit është një shembull tipik i të ashtuquajturës metabiozë, domethënë kjo lloj marrëdhëniesh trofike të mikrobeve kur një mikroorganizëm zhvillohet pas tjetrit në mbeturinat e aktivitetit të tij jetësor. Siç është treguar, amoniaku, një produkt i mbeturinave të baktereve amonifikuese, përdoret nga Nitrosomonas, dhe nitritet, të formuara të fundit, shërbejnë si burim jete për Nitrobacter.

Shtrohet pyetja për rëndësinë e nitrifikimit për bujqësinë. Akumulimi i nitrateve ndodh me ritme të ndryshme në toka të ndryshme. Megjithatë, ky proces varet drejtpërdrejt nga pjelloria e tokës. Sa më e pasur të jetë toka, aq më shumë acid nitrik mund të grumbullohet. Ekziston një metodë për përcaktimin e azotit të disponueshëm për bimët në tokë bazuar në kapacitetin e tij të nitrifikimit. Prandaj, intensiteti i nitrifikimit mund të përdoret për të karakterizuar vetitë agronomike të tokës.

Në të njëjtën kohë, gjatë nitrifikimit, vetëm shndërrimi i një lënde ushqyese bimore - amoniaku - në një formë tjetër - acid nitrik. Megjithatë, nitratet kanë disa veti të padëshirueshme. Ndërsa joni i amonit absorbohet nga toka, kripërat e acidit nitrik lahen lehtësisht prej saj. Përveç kësaj, nitratet mund të reduktohen në N2 me denitrifikimin, i cili gjithashtu varfëron rezervat e azotit të tokës. E gjithë kjo redukton ndjeshëm shkallën e përdorimit të nitrateve nga bimët. Në një organizëm bimor, kripërat e acidit nitrik, kur përdoren për sintezë, duhet të reduktohen, gjë që kërkon energji. Amoniumi përdoret drejtpërdrejt. Në këtë drejtim, shtrohet pyetja për qasjet për uljen artificiale të intensitetit të procesit të nitrifikimit duke përdorur frenues specifikë që shtypin aktivitetin e baktereve - nitrifikuesve dhe janë të padëmshëm për organizmat e tjerë.

Duhet të theksohet se disa mikroorganizma heterotrofikë janë të aftë për nitrifikim. Nitrifikuesit heterotrofik përfshijnë bakteret nga gjinitë Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacterium, Nocardia dhe disa kërpudha nga gjinitë Fusarium, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium. U vërtetua se Arthrobacter sp. oksidon amoniakun në prani të substrateve organike për të formuar hidroksilaminë, dhe më pas nitrite dhe nitrat.

Disa baktere janë të afta të shkaktojnë nitrifikim të substancave organike që përmbajnë azot si amidet, aminet, acidet hidroksamike, komponimet nitro (alifatike dhe aromatike), oksimat, etj.

Nitrifikimi heterotrofik ndodh në kushte natyrore (toka, rezervuarë dhe nënshtresa të tjera). Mund të marrë një rëndësi dominuese, veçanërisht në kushte atipike (për shembull, me një përmbajtje të lartë të përbërjeve organike C- dhe N- në tokë alkaline, etj.). Mikroorganizmat heterotrofikë jo vetëm që kontribuojnë në oksidimin e azotit në këto kushte atipike, por gjithashtu mund të shkaktojnë formimin dhe grumbullimin e substancave toksike; substanca me efekt kancerogjen dhe mutagjen, si dhe komponime me efekt kimioterapeutik. Për shkak se disa nga këto përbërje janë të dëmshme për njerëzit dhe kafshët edhe në përqendrime relativisht të ulëta, formimi i tyre në kushte natyrore duhet të studiohet me kujdes.

BAKTERET NITRIFIKUESE

shndërroni amoniakun dhe kripërat e amonit në kripëra të acidit nitrik - nitrate: nitrosobakteret, nitrobakteret. Shpërndarë në tokë dhe trupa ujorë.

TSB. Fjalor modern shpjegues, TSB. 2003

Shihni gjithashtu interpretimet, sinonimet, kuptimet e fjalës dhe cilat janë BAKTERET NITRIFIKUESE në rusisht në fjalorë, enciklopedi dhe libra referimi:

• BAKTERET NITRIFIKUESE
  shndërroni amoniakun dhe kripërat e amonit në kripëra të acidit nitrik - nitrate: nitrosobakteret, nitrobakteret. Shpërndarë në tokë dhe...
• BAKTERET NITRIFIKUESE
  bakteret, bakteret që shndërrojnë amoniakun dhe kripërat e amonit në nitrate; aerobik, gram-negativ, i lëvizshëm (kanë flagjela); jetojnë në tokë dhe trupa ujorë. ...
• BAKTERET në Enciklopedinë e Biologjisë:
  , organizma mikroskopikë, zakonisht njëqelizorë, të cilët karakterizohen nga mungesa e një bërthame të formuar (shih prokariotët). Shpërndarë kudo: në tokë, ujë, ajër, ...
• BAKTERET në Fjalorin e Madh Enciklopedik:
  (nga greqishtja bakterion - shkop) një grup organizmash mikroskopikë, kryesisht njëqelizorë. Ato i përkasin formave "para-bërthamore" - prokariote. Baza e klasifikimit modern...
• BAKTERET në Enciklopedinë e Madhe Sovjetike, TSB:
  (Greqisht bakterion - shufër), një grup (lloj) i madh organizmash mikroskopikë, kryesisht njëqelizorë me një mur qelizor, që përmban shumë acid deoksiribonukleik (ADN), që ka ...
• BAKTERET
• BAKTERET në Fjalorin enciklopedik modern:
  (nga greqishtja bakterion - shkop), një grup organizmash mikroskopikë kryesisht njëqelizorë. Ata kanë një mur qelizor, por nuk kanë një bërthamë të përcaktuar qartë. Po riprodhohet...
• BAKTERET në Fjalorin Enciklopedik:
  [nga greqishtja e vjetër (pal (och) ka)] organizma bimore njëqelizore më të ulëta, të dukshme vetëm nën mikroskop. i përhapur në natyrë (shkakton kalbje, fermentim...
• NITRIFIKUES
  BAKTERET NITRIFIKUESE shndërrojnë amoniakun dhe kripërat e amonit në kripëra azotike - nitrate: nitrosobakteret, nitrobakteret. Shpërndarë në tokë dhe...
• BAKTERET në Fjalorin e madh enciklopedik rus:
  BAKTERET (nga greqishtja bakt;rion - shkop), grup mikroskopik, kryesisht. organizmat njëqelizorë. Ato i përkasin formave "para-bërthamore" - prokariote. Varet nga …
• BAKTERET
• BAKTERET në fjalorin e Collier's:
  një grup i madh mikroorganizmash njëqelizorë të karakterizuar nga mungesa e një bërthame qelizore të rrethuar nga një membranë. Megjithatë, materiali gjenetik i bakterit (acidi deoksiribonukleik, ose ADN) ...
• BAKTERET në Fjalorin e ri të fjalëve të huaja:
  (gr. bakteria pal(och)ka) grup (lloji) organizmash mikroskopikë, kryesisht njëqelizorë që kanë një mur qelizor, por nuk kanë një bërthamë të formuar (roli i tij është ...
• BAKTERET në Fjalorin e Shprehjeve të Huaja:
  [grupi (lloji) mikroskopik, kryesisht. organizmat njëqelizorë që kanë një mur qelizor, por nuk kanë një bërthamë të formuar (rolin e tij e luan një molekulë e acidit deoksiribonukleik...
• BAKTERET në Fjalorin e ri shpjegues të gjuhës ruse nga Efremova:
  pl. Njëqelizore...
• BAKTERET në Fjalorin e Lopatinit të Gjuhës Ruse:
  bakteret, -y, njësi. -`eria,...
• BAKTERET në Fjalorin e plotë drejtshkrimor të gjuhës ruse:
  bakteret, njësitë -eria,...
• BAKTERET në fjalorin drejtshkrimor:
  bakteret, -y, njësi. -`eria,...
• BAKTERET në Fjalorin Modern Shpjegues, TSB:
  (nga greqishtja bakterion - shkop), një grup organizmash mikroskopikë, kryesisht njëqelizorë. Ato i përkasin formave "para-bërthamore" - prokariote. Baza e klasifikimit modern...
• BAKTERET në Fjalorin shpjegues të Efraimit:
  bakterie pl. Njëqelizore...
• BAKTERET në Fjalorin e ri të gjuhës ruse nga Efremov:
  pl. Njëqelizore...
• BAKTERET në Fjalorin e madh modern shpjegues të gjuhës ruse:
  pl. Njëqelizore...
• BAKTERET: BAKTERET DHE SËMUNDJET në Fjalorin e Collier.
• NITRIFIKIMI I MIKROORGANIZMIT në terma mjekësorë:
  (Sin. bakteret nitrifikuese) bakteret aerobike të tokës që shkaktojnë oksidimin e amoniakut dhe kripërave të amonit në nitrite, dhe nitriteve në nitrate me çlirimin e ...
• BAKTERET NITRIFIKUESE në terma mjekësorë:
  shih Mikroorganizmat...
• BAKTERET KROMOGJENIKE
  duke formuar ngjyra ose pigmente të ndryshme, si rezultat i të cilave akumulimet e tyre në natyrë dhe në kulturat artificiale ngjyrosen në...
• BAKTERET E SQUFURIT në Fjalorin Enciklopedik të Brockhaus dhe Euphron.
• BAKTERET SHKELQËSE në Fjalorin Enciklopedik të Brockhaus dhe Euphron:
  (fotogjenik) - një nga grupet fiziologjike të shquara midis baktereve. Janë shkaku i shkëlqimit, përndryshe fosforeshencës, të banorëve të vdekur të deteve të peshkut, karavidheve dhe...
• BAKTERET KROMOGJENIKE
  ? duke formuar ngjyra ose pigmente të ndryshme, si rezultat i të cilave akumulimet e tyre në natyrë dhe në kulturat artificiale ngjyrosen ...
• BAKTERET E SQUFURIT* në Enciklopedinë e Brockhaus dhe Efron.
• BAKTERET SHKELQËSE në Enciklopedinë Brockhaus dhe Efron:
  (fotogjenik) ? një nga grupet fiziologjike të shquara midis baktereve. Ata? arsyeja e shkëlqimit, përndryshe fosforeshencës, e banorëve të vdekur të deteve...
• BAKTERET: STRUKTURA DHE AKTIVITETI JETËSOR I BAKTEREVE në fjalorin e Collier's:
  Për artikullin BAKTERET Bakteret janë shumë më të vogla se qelizat e bimëve dhe kafshëve shumëqelizore. Trashësia e tyre është zakonisht 0,5-2,0 mikron, dhe gjatësia e tyre është ...
• BAKTERET KIMIOSINTETIZUESE në Enciklopedinë e Biologjisë:
  , përdorin energjinë e reaksioneve kimike (oksidimi i substancave inorganike gjatë frymëmarrjes), si burim i karbonit - dioksidit të karbonit. U gjetën baktere nitrifikuese...
• VINOGRADSKY SERGEY NIKOLAEVICH në Enciklopedinë e shkurtër biografike:
  Vinogradsky, Sergei Nikolaevich - botanist i famshëm, bakteriolog. Lindur në vitin 1856. Edukuar në universitetet e Kievit, Shën Petersburgut, Strasburgut dhe Cyrihut. ...
• KEMOSINTEZA në Enciklopedinë e Madhe Sovjetike, TSB:
  (nga kimio... dhe sinteza), më saktë - kemolitoautotrofia, një lloj ushqimi karakteristik i disa baktereve të afta të asimilojnë CO2 si burimi i vetëm i karbonit...
• METABOLIZMI në Enciklopedinë e Madhe Sovjetike, TSB:
  substancat, ose metabolizmi, është rendi natyror i transformimit të substancave dhe energjisë në sistemet e gjalla në themel të jetës, që synon ...
• MIKROORGANIZMAT në Enciklopedinë e Madhe Sovjetike, TSB:
  mikrobet, një grup i madh qeniesh të gjalla kryesisht njëqelizore, të dukshme vetëm nën një mikroskop dhe të organizuar më thjesht se bimët dhe kafshët. Tek M....
• AEROBET në Enciklopedinë e Madhe Sovjetike, TSB:
  organizmat aerobikë (nga aero... dhe greqishtja bios - jetë), organizma që kanë një lloj frymëmarrjeje aerobike, pra të aftë për të jetuar dhe ...

Ky material i konceptuar në kohët e lashta, para krijimit të kësaj faqeje, doli të ishte një kurth i vërtetë për mua. Një pozicion aktiv në forumet e internetit më kërkonte të shkruaja shumë fjalë çdo herë; doja të përpiloja dhe sistemoja informacionin në mënyrë që thjesht t'i referohesha më vonë. Në fakt, kjo nënkuptonte një nivel të ri zhytjeje në botën e zbehtë të tubave dhe sfungjerëve, në vend që të shkruante për peshqit e çuditshëm tropikal dhe biotopet e largëta. Dhe, në fund, ndalova së shkruari asgjë. Materiali ndoshta do të kishte mbetur në kompjuterin tim nëse Sergei Anikshtein nuk do të më kishte inkurajuar ta çoja veprën në një gjendje pak a shumë të lexueshme dhe, pasi kisha marrë guximin, ta botoja. Teksti, pavarësisht nga fakti se atij i janë shtuar një sërë paragrafësh të rinj, është mjaft i papërpunuar. Edhe pas vitesh, disa pika më duken të diskutueshme ose minimalisht kërkojnë verifikim shtesë. Sidoqoftë, bujqësia e akuariumit nuk është një zonë ku mund dhe duhet të ketë vetëm një mendim të saktë, dhe ndonjëherë vendimet e kundërta çojnë në rezultate po aq të mira në biznesin tonë. Në çdo rast, mendoj se materiali i paraqitur do të jetë një pikënisje e mirë për akuaristin që dëshiron të kuptojë këto çështje. Por gjëja më e rëndësishme këtu është të mos biesh në tekno-fetishizëm të tepruar, sepse ka shumë më tepër në botë, shumë më interesante dhe argëtuese sesa reaksionet kimike, filtrat dhe pompat.

* * *

Në bujqësinë moderne të akuariumit, filtrat janë një nga mjetet më të rëndësishme të mbështetjes së jetës. Akuariumi është një hapësirë ​​e mbyllur biologjike në të cilën ka një grumbullim të vazhdueshëm të mbetjeve organike: peshqit prodhojnë sekrecione që ndotin ujin; plus ushqim të pangrënë, pjesë të vdekura të bimëve, etj. Në rezervuarët natyrorë, përqendrimi i mbetjeve në ujë është mjaft i qëndrueshëm, pasi një pjesë e tyre përpunohet në minerale dhe asimilohet nga bimët, dhe pjesa tjetër kryhet së bashku me rrjedhat e ujit. Në një akuarium, dendësia e stokut të peshkut tejkalon ndjeshëm atë natyror, kështu që produktet metabolike dhe derivatet e tyre inorganike mund të kenë një ndikim negativ tek banorët e tij.

Mënyrat kryesore për të hequr mbetjet e tepërta minerale dhe organike nga një akuarium dhe për të krijuar kushte të pranueshme të jetesës për peshqit në të janë filtrimi, pastrimi, ndryshimi i ujit dhe përdorimi i kimisë së thithjes.

Së bashku me aftësitë e trajtimit të sistemeve të filtrave, pompave, sifonëve dhe absorbuesve, akuaristi duhet të ketë edhe një sasi të caktuar njohurish teorike. Një pjesë integrale e shkencës moderne të akuariumit është i ashtuquajturi "cikli i azotit". Nëse hapni libra të vjetër, nuk do të gjeni asnjë fjalë atje për biofiltrat apo ciklin e azotit. E para thjesht nuk ekzistonte atëherë, ndërsa e dyta vazhdoi vetë, të cilën akuaristët e "shkollës së vjetër" vetëm e hamendësuan në mënyrë të paqartë kur flisnin për një "ekuilibër biologjik" të caktuar që ndodh vetë disa javë pas nisjes. Si rregull, kishte akuariume të mbipopulluara dendur me ujë neutral ose të acidifikuar, të banuar nga "characinka" ose "bartës i gjallë", ku bimët e gjalla thithnin mjaft energjikisht komponimet toksike të amonit, dhe nëse ato ishin të pranishme në doza të vogla të mbetura, atëherë kryesisht në formë të joneve relativisht të sigurta të amonit NH 4 +. Për më tepër, në “akuariumet holandeze”, me një numër të madh bimësh dhe një numër të vogël peshqish, u futën artificialisht nitratet!

Mania e cikleve që ka kapluar hobi të akuariumit që nga vitet 1970, ka kërkuar që akuaristët të bëhen shumë më të ditur rreth biofiltrimit. Edhe pse para kësaj, ky segment tashmë ishte zotëruar kryesisht nga akuaristët detarë. Ata ishin të parët që u përballën me problemin e azoteve toksike dhe filluan të zhvillojnë sisteme të përshtatshme për trajtimin e ujit. Pas "marinarëve" dhe mbajtësve të cikleve, edhe akuaristë të tjerë trajtuan këtë problem dhe prodhimi i filtrave të akuariumit u shndërrua në një degë të tërë të industrisë së akuariumeve.

Ky material përmbledh dhe sistematizon përvojën personale praktike dhe informacionin e mbledhur nga burime të ndryshme. Lista e tyre jepet në fund. Unë do të doja të falënderoja të gjithë botimet dhe deklaratat e të cilëve në forumet aqua më ndihmuan në përpilimin e këtij materiali.

Cikli i azotit, nitrifikimi

Ushqimi i pangrënë dhe proteinat e ekskretuara në jashtëqitje që nuk konsumohen nga peshqit janë furnizuesit kryesorë të përbërjeve organike në ujë, në të cilat fillon cikli i transformimeve biologjike të kryera nga mikroorganizma të ndryshëm. Në fazën e parë të këtij cikli, komponimet organike komplekse që përmbajnë azot riciklohen në komponime të thjeshta inorganike - i ashtuquajturi mineralizim. Azoti është një nga elementët kryesorë të nevojshëm për kafshët dhe bimët. Gjendet në proteinat shtazore dhe bimore. Si rezultat i dekompozimit të jashtëqitjeve të peshkut, mbetjeve ushqimore dhe bimore dhe organizmave të vdekur, formohet amoniaku NH 3 (amoniak). Amoniaku ka aftësinë të ndërveprojë me jonet e hidrogjenit H + që gjenden në ujë ose me molekulat e ujit, duke formuar jonet e amoniumit NH 4 + (amonium):

NH 3 + H + = NH 4 +

2NH 3 + 3O 2 = 2NO 2 - + 2H + + 2H 2 O,

ose 2NH 4 + + 3O 2 = 2NO 2 - + 4H + + 2H 2 O,

dhe më pas në jone nitrate (me shkronjën “a”) NO 3 - .

2NO 2 - + O 2 = 2NO 3 -.

Proceset e oksidimit të amoniakut dhe joneve të amonit në jone nitrit dhe më pas në jone nitrat quhen nitrifikim. Këto procese zhvillohen në një mjedis aerobik (d.m.th. i pasur me oksigjen) nën ndikimin e baktereve nitrifikuese që ekzistojnë në akuarium. Kuptimi praktik i nitrifikimit është shndërrimi i komponimeve të azotit nga forma shumë toksike (amoniak, nitrit) në ato të ulëta toksike (nitrat). Nitratet janë gjithashtu të dëmshme, por jo aq shumë sa komponimet e mëparshme të azotit. Por cikli i azotit nuk ndalet me kaq. Ekziston edhe e kundërta - një proces rikuperimi i quajtur denitrifikimi, të cilin ne, në pjesën më të madhe, aktualisht nuk e përdorim. Prandaj, në praktikën e akuariumit, cikli i azotit më së shpeshti konsiderohet vetëm në aspektin e nitrifikimit. Në këtë aspekt, mbajtja moderne e akuariumit është ndërtuar në fakt mbi parimin e "rrjedhjes së zgjatur", d.m.th. Nitrati hiqet nga akuariumi duke zëvendësuar ujin e kontaminuar me ujë të freskët. Bimët e gjalla që thithin nitrate gjithashtu luajnë një rol të rëndësishëm. Në një akuarium ciklide, ku ka pak ose aspak bimësi, ekuilibri biologjik i biosistemit dhe shëndeti i peshkut varen kryesisht nga pajisjet teknike dhe mirëmbajtja e rregullt. Ajrimi dhe filtrimi i mirë janë një parakusht për funksionimin normal të një sistemi të tillë dhe ruajtja e përqendrimit të nitrateve në një nivel të sigurt kryhet përmes infuzioneve intensive të ujit të freskët. Pavarësisht nga ekzistenca e një numri zgjidhjesh alternative (përfshirë metodat biologjike të denitrifikimit, të cilat do të diskutohen në pjesën e tretë të artikullit), kovat dhe zorrët janë pajisje thelbësore të akuariumit.

Toksiciteti i komponimeve të azotit

Vetë gazi i azotit, molekulat e të cilit përbëhen nga dy atome N 2, është kimikisht dhe biologjikisht inert dhe praktikisht i padëmshëm. Por komponimet e azotit që grumbullohen në një akuarium mund të dëmtojnë banorët e tij. Ndryshimi në përqendrimet e komponimeve të azotit në akuarium gjatë procesit të nitrifikimit tregohet skematikisht në grafik.

Sipas "Lista e standardeve të peshkimit për përqendrimet maksimale të lejueshme (MAC) dhe niveli i përafërt i ekspozimit të sigurt (SAEL) të substancave të dëmshme për ujin në trupat ujorë me rëndësi peshkimi" (M.: Shtëpia botuese VNIRO, 1999), MPC e komponimeve të azotit për peshqit:
amoniak - 0,05 mg/l;
amonium - 0,5 mg/l;
nitrite - 0,08 mg/l (vlera e koncentrimit nitrit-azoti);
nitrat - 40 mg/l.

Megjithëse praktika tregon se peshqit e akuariumit mund të tolerojnë doza dukshëm më të larta të azotit në afat të shkurtër, këto vlera nuk duhet të tejkalohen.

Amoniaku është një përbërës shumë toksik. Ai hyn lehtësisht në gjakun dhe organet e brendshme të peshkut, grumbullohet atje dhe më pas ekskretohet për një kohë shumë të gjatë, deri në javë, d.m.th. një peshk i helmuar dikur nga amoniaku mund të ngordh pas njëfarë kohe, pa asnjë shenjë të jashtme. Helmimi me amoniak gjithashtu i bën peshqit të ndjeshëm ndaj stresit dhe dobëson rezistencën e tyre ndaj sëmundjeve. Niveli vdekjeprurës i amoniakut jojonizues është afërsisht 0,2-0,5 mg/L për lloje të ndryshme peshqish. Jonet e amonit janë gjithashtu toksikë, por në një masë më të vogël. Toksiciteti i amoniakut reduktohet në ujin e kripur. Raporti i përqendrimeve të NH 3 dhe NH 4 + në ujë varet gjithashtu nga aciditeti dhe temperatura e tij: në ujin acid dhe të ftohtë praktikisht nuk ka amoniak, në një mjedis alkalik dhe të ngrohtë rritet përqendrimi i tij. Prandaj, në literaturën e akuariumit rekomandohet acidifikimi i ujit për të parandaluar helmimin e peshkut. Një rënie në pH në fakt çon në një ulje të toksicitetit të amoniakut, por në të njëjtën kohë zvogëlohet aktiviteti i baktereve nitrifikuese që përpunojnë amoniakun. Dhe në një pH nën 5, aktiviteti i tyre jetësor praktikisht pushon.

Problemi shtohet nga fakti se testet që kemi në dispozicion tregojnë përqendrimin total të përbërjeve të amonit, pa e ndarë amoniakun nga amoniumi. Përqindja e tyre mund të përcaktohet duke përdorur tabela të veçanta bazuar në pH dhe temperaturën e ujit. Por është më mirë të organizoni filtrimin në mënyrë që testi të tregojë një vlerë zero.

Sidoqoftë, ekziston një mendim se në vlerat e pH prej 7 ose më pak, rreziku i helmimit nga amoniaku është praktikisht zero. Në mbështetje të kësaj, tregohet se në epokën "pre-cichlid", kur akuaristët mbanin kryesisht peshq tropikal "acid-ujorë", rastet e helmimit me amoniak ishin shumë të rralla dhe ky problem u ngrit vetëm me ardhjen e "modës". ” për ciklidet afrikane që kërkojnë ujë alkaline. Për mendimin tim, ky është një argument i pasaktë, sepse nuk merr parasysh pikën thelbësore që në kohët e mëparshme të gjithë akuariumet, përfshirë. fidanishtet, domosdoshmërisht përmbanin bimë që vepronin si biofilter dhe ajrosës natyral dhe me mjaft sukses. Për më tepër, siç u tregua më lart, jonet e amonit nuk janë gjithashtu të padëmshëm dhe, nëse grumbullohen, mund të shkaktojnë helmim afatgjatë.

Një problem i veçantë është prania e komponimeve të amonit (në tekstin e mëtejmë do t'i quajmë përgjithësisht "amoniak") në ujin e rubinetit - gjatë periudhës së shirave të vjeshtës dhe përmbytjeve të pranverës, përqendrimi mund të arrijë 0,5-1 mg / l. Kjo diskutohet më në detaje në artikullin "". Për më tepër, këtu amoniaku është i rrezikshëm jo aq për shkak të përqendrimit të tij absolut, por për shkak të kërcimit të mprehtë në përmbajtjen e tij në akuarium gjatë një ndryshimi të bollshëm të ujit.

Nitriti është gjithashtu helmues. Qëndrimi i zgjatur i peshkut në ujë me një përqendrim nitrit-azoti më shumë se 0,1 mg/l (ose një përqendrim total i joneve të nitritit më shumë se 0,33 mg/l) është i padëshirueshëm; dozat prej 1 mg/l mund të jenë vdekjeprurëse.

Shënim: Ekzistojnë dy shkallë matëse për përmbajtjen e nitriteve: përqendrimi total i joneve të nitritit (NO 2 -), d.m.th. përmbajtja e azotit dhe oksigjenit; dhe përqendrimi nitrit-azoti (NO 2 – N), d.m.th. përmbajtja e vetëm azotit në jonin nitrit. Raporti i këtyre treguesve është 3.3, domethënë, duke ditur një vlerë, mund të llogarisni tjetrën. Librat zakonisht tregojnë përqendrimin e nitritit-azoti, por në testet e akuariumit - si rregull, përqendrimi total i joneve të nitritit.

Dua të theksoj edhe një herë se në një akuarium që funksionon normalisht përmbajtja e amoniakut dhe nitriteve duhet të jetë zero.

Nitratet janë dukshëm më pak toksike se amoniaku dhe nitritet. Përqendrimi i joneve NO 3 konsiderohet i sigurt për shumicën e llojeve të peshkut - deri në 50 mg/l. Edhe pse ka raste të akuariumeve me përmbajtje nitratesh deri në 400 mg/l (!!!), të cilat në asnjë rast nuk duhet të konsiderohen si rekomandim për veprim. Në të njëjtën kohë, ka lloje të cichlids, për shembull, në mesin e egër Uaru fernandezyepezi mirëqenia përkeqësohet tashmë në një përqendrim prej 10-20 mg/l. Megjithatë, edhe nëse nuk shohim shenja të dukshme të helmimit ose përkeqësimit të shëndetit, peshku në dukje është i shëndetshëm dhe pjell, në terma afatgjatë, nitratet janë një nga shkaqet kryesore të heksamitozës dhe sëmundjeve të tjera në speciet problematike dhe peshqit e vjetër dhe kanë një efekt edhe më i dëmshëm se ushqyerja jo e duhur, megjithëse efekti i tyre negativ nuk shfaqet menjëherë. Edhe në përqendrime relativisht të vogla dhe formalisht "të sigurta", nitratet shkurtojnë në mënyrë të padukshme por me siguri jetëgjatësinë e kafshëve tona shtëpiake. Ekziston gjithashtu arsye për të supozuar praninë e një "efekti kumulativ" toksik kur kombinohet me nitrate me një sfond nitrit ose amoniak (me biofiltrim të pamjaftueshëm). Prandaj, për speciet relativisht jo modeste, është më mirë të vendosni një regjim ndryshimi të ujit të tillë që përqendrimi i NO 3 të jetë minimal. Ju gjithashtu duhet të shmangni ndryshimet e papritura të përqendrimit të nitrateve, jo vetëm lart, por edhe poshtë, veçanërisht kur transferoni peshkun në një enë tjetër ose gjatë ndryshimeve të mëdha të ujit.

Simptomat e helmimit të peshkut me komponime të azotit janë përshkruar mjaft mirë në literaturë. Në veçanti, mund të lexoni për këtë në artikullin "Përbërja e ujit të akuariumit: problemet kryesore" të postuar në faqen e internetit vitawater.ru. Nga atje mund të mësoni se si të përmirësoni mirëqenien e peshkut tuaj duke përdorur preparate speciale, të markave dhe "popullore" (kripë, permanganat kaliumi, blu metilen). Megjithatë, nëse fillimisht bëni gjithçka me mençuri: pajisni akuariumin me pajisje të mira filtruese dhe siguroni mirëmbajtjen e duhur, d.m.th. eliminoni shkakun e "sëmundjes", nuk do të ketë nevojë të merreni me simptomat e saj.

Llojet e filtrimit

Qëllimi kryesor i filtrave të akuariumit është pastrimi i ujit dhe largimi i përbërësve të padëshiruar prej tij (grimcat organike dhe minerale, molekulat, jonet, mikroorganizmat). Filtrimi mund të ndahet në tre lloje kryesore:

Mekanike;
- biologjike;
- kimike.

Filtrim mekanik- bllokimi i grimcave të pezulluara në ujë. Me filtrimin mekanik, rrjedha e ujit kalon përmes një materiali të imët poroz, mbi të cilin mbahen grimca relativisht të mëdha të papastërtive dhe mbeturinave të akuariumit. Si substrat filtrues zakonisht përdoren sfungjerë dhe lecka sintetike, gome speciale me shkumë, poliester sintetik me mbushje, etj.

Teorikisht, efikasiteti i pastrimit rritet me zvogëlimin e madhësisë së grimcave të materialit të filtrit ose diametrit të kanaleve të kalimit. Sidoqoftë, ky reduktim është i mundur vetëm në kufij të caktuar, pasi kjo fillon të rrisë rezistencën ndaj rrjedhës së lëngut dhe zvogëlon performancën e filtrit. Besohet se është më mirë të përdoren elementë filtri me madhësi të ndryshme të kanaleve të kalimit. Uji, duke kaluar në mënyrë të njëpasnjëshme nëpër shtresa me kanale gjithnjë në rënie, do të pastrohet në mënyrë të barabartë në të gjithë vëllimin e filtrit. Filtrat e jashtëm dhe disa lloje të brendshëm përdorin një element filtri me shumë shtresa (unaza qeramike - sfungjerë porozë të mëdhenj dhe porozë të imët - poliestër mbushës). Kur një filtër mekanik funksionon, materiali i filtruar grumbullohet në të, kështu që është e nevojshme të lani rregullisht elementin e filtrit.

Filtrimi mekanik përfshin gjithashtu pastrimin e rregullt të pjesës së poshtme me një sifon (sifon dheu) gjatë ndërrimit të ujit.

Filtrimi biologjik- një proces me shumë faza, me shumë faza, i kryer nga agjentë amonifikues dhe nitrifikues për të dekompozuar lëndën organike dhe për të shndërruar amoniakun, amoniumin dhe nitritin shumë toksik në nitrat me toksic të ulët (dhe në ciklin e plotë - në gaz azot). Ky proces mund të ndodhë natyrshëm direkt në akuarium, por për të marrë një rezultat të mirë kërkon një pajisje të veçantë - një biofilter.

Filtrimi biologjik dhe mekanik janë të lidhura ngushtë. Së pari, sepse i njëjti filtër mund të shërbejë si mekanik dhe biologjik. Së dyti, fakti që detyra e pastrimit të një akuariumi nga papastërtitë organike zgjidhet njëkohësisht si biologjikisht, përmes nitrifikimit, ashtu edhe mekanikisht, domethënë duke hequr drejtpërdrejt papastërtitë nga akuariumi. Dhe kështu, filtrimi i fortë mekanik lehtëson ngarkesën në biofilter dhe anasjelltas.

Filtrimi kimik, e cila në praktikën e akuariumit kuptohet kryesisht si thithjen, është një specie specifike. Me ndihmën e filtrave kimikë, substancat e dëmshme organike dhe inorganike hiqen nga uji i akuariumit (ose i sapombushur), gjithashtu mund të ndryshohen parametrat e ujit dhe t'i shtohen substanca të dobishme. Në varësi të natyrës së thithjes, bëhet dallimi midis adsorbentëve - trupave që thithin një substancë në sipërfaqen e tyre (zakonisht shumë të zhvilluar) dhe absorbuesve kimikë që lidhin substancën e absorbuar, duke hyrë në një ndërveprim kimik me të. Një grup i veçantë përbëhet nga sorbentët e shkëmbimit të joneve, të cilët thithin jone të një lloji nga tretësirat dhe lëshojnë një sasi ekuivalente jonesh të një lloji tjetër në tretësirë. Filtrimi kimik është metoda më e zakonshme dhe më e popullarizuar duke përdorur karbonin e aktivizuar si adsorbues. Përdoren gjithashtu një numër mbushëssh të tjerë kimikë. Këto janë minerale nga grupi i zeolitit, rrëshirat sintetike të shkëmbimit të joneve dhe torfe. Zeolitet dhe rrëshirat e shkëmbimit të joneve thithin amoniak, nitrate, fosfate etj. dhe në vend të tyre lëshojnë jone të padëmshme të natriumit, klorit, sulfatit etj. Torfe acidifikon pak ujin dhe fut në të substanca të ndryshme biologjikisht aktive. Filtrimi kimik përfshin gjithashtu kolona skimmer, të cilat heqin molekulat organike nga uji përpara se ato të dekompozohen për të çliruar amoniak. Ozonizuesit gjithashtu, në një farë mase, kryejnë filtrim kimik duke oksiduar lëndën organike.

Përveç filtrimit, sterilizimi i ujit përdoret gjithashtu në praktikën e akuariumit si një metodë për pastrimin e tij. Metodat e sterilizimit janë ozonimi dhe rrezatimi ultravjollcë.

Bakteret nitrifikuese

Procesi i nitrifikimit është një proces oksidimi në të cilin oksigjeni luan natyrshëm një rol kryesor. Megjithatë, ky proces do të ndodhte shumë më ngadalë nëse nuk do të kishte shumë mikroorganizma që marrin pjesë në akuarium. Këta mikroorganizma njihen gjithashtu kolektivisht si "llum i aktivizuar".

Puna paraprake kryhet nga mineralizues që shndërrojnë lëndën organike në amoniak. Shumë banorë ujorë mikroskopikë e kanë këtë aftësi. Prandaj, në parim, grupi i specieve mund të jetë i ndryshëm për secilin akuarium specifik. Në veçanti, këto janë baktere Achromobacter, Micrococcus, Flavobacterium, Paracoccus etj Kolonitë e tyre formohen në faza. Disa lloje po zëvendësojnë të tjerat. Vranësitë e ujit në një akuarium të lëshuar së fundmi (i ashtuquajturi "turbullim bakterial") është pikërisht një manifestim i përhapjes shpërthyese të disa mikroorganizmave, më shpesh ciliat, me zëvendësimin gradual të tyre nga të tjerët dhe/ose një rënie në madhësinë e popullsisë.

Çdo fazë e ciklit të azotit kryhet nga bakteret e veta. Bakteret oksiduese të amoniakut Nitrosokok Dhe Nitrosomonas kryhet procesi NH 3 (NH 4 +) => NO 2 - dhe oksidimi i nitriteve Nitraspira Dhe Nitrobakter- procesi NO 2 - => NO 3 - .

Procesi i kolonizimit të akuariumit me baktere të dobishme ndodh gradualisht. Për të punuar me sukses, ato kërkojnë kushte të caktuara: ushqim (amoniak dhe nitrite), oksigjen, hidrokimi të pranueshme, temperaturë dhe substrat ku do të vendosen. Sipas hulumtimeve, kushtet optimale për zhvillimin e baktereve Nitraspira spp.: përqendrimi i nitriteve 0,35 mM, pH 7,6–8,0, temperatura 39°C. Kjo e fundit, natyrisht, nuk nënkupton nevojën për të ngrohur akuariumin në një temperaturë kaq ekstreme; për shumicën e peshqve të akuariumit është fatale. Nitrifikuesit do të funksionojnë mirë në 22-28°C. Duhet mbajtur mend gjithashtu se në temperatura të ngritura dhe pH, përqindja e amoniakut jo-jonizues rritet.

Vendbanimi (substrati) kryesor për bakteret amonifikuese dhe nitrifikuese janë filtrat, veçanërisht ato të jashtëm, me një vëllim mbresëlënës dhe sipërfaqe të madhe mbushëse të ndryshme. Sigurisht, këto baktere jetojnë edhe në kolonën e ujit, por ka shumë më pak prej tyre atje. Në parim, çdo sipërfaqe është e përshtatshme si një substrat, por duhet të ketë një sipërfaqe mjaft të madhe. Muret e zhveshura të një akuariumi nuk mjaftojnë për të krijuar një popullatë punëtore. Në akuariumet pa filtër biologjik, toka vepron si një substrat, por ka mungesë të një komponenti tjetër jetik të nitrifikimit - oksigjenit. Prandaj, një biofiltër rrjedhës është optimale për kolonizimin e nitrifikuesve. Shihni gjithashtu artikullin "".

Megjithëse bakteret nitrifikuese janë të pranishme kudo, madje edhe në ujin e rubinetit të klorur dhe në ajër (qeliza individuale ose mikrokoloni), në një akuarium të sapofilluar ka në mënyrë katastrofike pak prej tyre. Bakteret shumohen shpejt - popullsia dyfishohet në 12-32 orë. Megjithatë, sipas studimeve të akuariumeve dhe biofiltrave, nitrifikimi kërkon 12 deri në 22 ditë për t'u vendosur.

Fillimisht, në akuarium nuk ka nitrite, vetëm amoniak dhe amoniak, dhe lindin vetëm baktere oksiduese të amoniakut. Me shfaqjen e nitriteve, bakteret oksiduese të nitritit hyjnë në veprim. Për më tepër, ka arsye për të besuar se një koloni e baktereve oksiduese të nitritit është më e vështirë, rritja e saj është më e ngadaltë dhe mund të pësojë më shumë dëme sesa kolonia e parë nën të njëjtin ndikim. Për shembull, dihet se Nitraspira mund të shtypet edhe nga amoniaku i tepërt. Dhe nëse mendoni se ushqimi i tyre furnizohet nga kolonia e parë, nuk është për t'u habitur pse vonesa në përpunimin e nitriteve në një akuarium të ri mund të jetë e gjatë. Dhe pastaj, përkundrazi, amoniaku shterrohet, dhe bakteret oksiduese të amoniakut fillojnë të vdesin nga uria dhe zvogëlojnë popullsinë, por tani ka shumë ushqim për bakteret oksiduese të nitritit... Kështu, marrim dy cikle të ndërlidhura, por të pabalancuara. me majat dhe kufijtë e tyre, dhe detyra e biofiltrimit është që për të sinkronizuar dhe zhvilluar këto cikle, dhe duke arritur një ekuilibër të të dy grupeve të baktereve, të përgjigjet në mënyrë fleksibël ndaj çdo ndryshimi në biokiminë e akuariumit.

"Bashkimi" i biofilterit

Në kushte të pafavorshme, për shembull, mungesa e të ushqyerit ose oksigjeni i mjaftueshëm, bakteret kthehen në të ashtuquajturat. gjendje joaktive (“letargji”), kur ruhet metabolizmi minimal i energjisë për të siguruar funksionet bazë të qelizave. Kur kthehen kushtet e përshtatshme, bakteri "zgjohet". Por nëse periudha joaktive zgjat shumë, ndodh vdekja dhe shpërbërja e qelizës bakteriale.

Veçanërisht kritike për kolonitë e baktereve nitrifikuese në një biofiltër janë ndërprerjet afatgjata të energjisë dhe ndotja e rëndë e substratit me formimin e zonave të ndenjura anaerobe në të. Për më tepër, nuk është aq i rrezikshëm ndërprerja e procesit të nitrifikimit, por fakti që bakteret e tjera heterotrofike vendosen në vendin e tyre dhe procesi i kundërt fillon në një mjedis anaerobik (pa oksigjen) - . Dhe në të njëjtën kohë, ekziston një probabilitet i lartë që ai të ndjekë skenarët "të gabuar" - me formimin e komponimeve të tilla toksike si sulfuri i hidrogjenit (H 2 S) dhe metani (CH 4), ose do të ndalet në fazën e reduktimi i nitrateve në nitrite. Dhe është mirë nëse përfundon me turbullira të përkohshme të ujit, por gjithashtu mund të rezultojë në një vdekje masive të peshkut. Një rënie në performancën e filtrit (presioni i ujit) zakonisht tregon ndotje të nënshtresës. Nëse presioni bie nën 30-40% të maksimumit, filtri duhet të lahet dhe të rindizet përsëri, përndryshe kjo mund të çojë në "përmbysjen" e tij biologjike. Gjithashtu nuk duhet ta fikni filtrin për një kohë të gjatë. Një filtër shumë i kontaminuar mund të përbëjë rrezik për banorët e akuariumit pas vetëm 2-3 orësh pasiviteti; Ato më pak të ndotura mund të mbijetojnë relativisht lehtë pa një fluks të ujit të freskët për disa orë apo edhe ditë. Përveç shkallës së ndotjes së filtrit, kjo varet nga shumë faktorë, duke përfshirë. vëllimi i akuariumit (në akuariume të mëdhenj biokimia është shumë më e qëndrueshme) dhe dendësia e stokut të peshkut. Por është më mirë të mos rrezikoni përsëri.

"Turbullira bakteriale"

Ky term zakonisht i referohet turbullimit ose zbardhjes së ujit, shpesh i shoqëruar nga një erë myku. Ky fenomen është tipik për akuariumet me biofiltrim të pazhvilluar ose të dëmtuar, ose ndodh nga një tepricë e lëndës organike (për shkak të mbiushqyerjes ose mbipopullimit). Mund të shkaktohet gjithashtu nga një infuzion i madh i ujit të freskët ose përdorimi i "akuakimisë". Një mënyrë tjetër "e sigurt" për të marrë turbullira të forta në ujë është të derdhni një dozë të caktuar alkooli ose vodka në akuarium (por më shumë për këtë më vonë). Turbullira "bakteriale" ose, siç quhet ndryshe, "ciliate" është një manifestim i riprodhimit të shpejtë në ujin e akuariumit të organizmave njëqelizorë, shumica heterotrofikë dhe konkurrencës së tyre me njëri-tjetrin. Samvel Kupalyan me të drejtë i quajti këto procese "luftëra të brendshme" të mikroorganizmave. Në vetvete, "turbullira bakteriale" nuk është e rrezikshme për peshqit, megjithëse indirekt është një shenjë e një situate të pafavorshme në akuarium dhe nga jashtë është një pamje e shëmtuar. Por nuk ka asnjë lidhje të drejtpërdrejtë midis turbullirës së ujit dhe përmbajtjes së substancave të dëmshme në akuarium. Komponimet toksike të azotit të tretur në ujë, si rezultat i mungesës ose ndërprerjes së biofiltrimit, janë të padukshme për syrin. Është e mundur që uji të jetë bërë i turbullt dhe testet për amoniak dhe nitrite tregojnë përqendrime zero ose shumë të ulëta të këtyre substancave. Por mund të jetë edhe anasjelltas: uji në akuarium është i pastër kristal, por nitritet janë jashtë grafikëve.

Në një akuarium të sapofilluar, uji mund të bëhet shumë i turbullt ditën e dytë ose të tretë (rast teksti shkollor, por aspak i detyrueshëm). Nëse sistemi është i pajisur dhe mirëmbajtur siç duhet, atëherë pas disa ditësh "turbullira bakteriale" zhduket vetvetiu. Kur turbullira ndodh në një akuarium të pjekur, ajo largohet pasi të eliminohet shkaku. Dhe gjëja e parë që ju rekomandoj të bëni nëse zbuloni se uji është bërë i turbullt "pa arsye" është rritja e ajrimit. Një sterilizues UV shpesh rekomandohet si një mënyrë radikale për të eliminuar turbullira bakteriale. Kur kalojnë përmes rrezatimit ultravjollcë, mikroorganizmat që krijojnë turbullira vdesin dhe uji bëhet i pastër. Megjithatë, duhet kuptuar se kjo nuk eliminon shkakun rrënjësor të turbullirës.

Pak histori

Nëse hapni libra të vjetër, do të lexoni shumë gjëra interesante dhe të sakta për tregues të tillë kimikë të ujit si PH, përçueshmëria elektrike dhe fortësia, si dhe mënyra të zgjuara për t'i matur ato, por nuk do të gjeni asnjë fjalë për biofiltrat apo cikli i azotit. E para thjesht nuk ekzistonte atëherë, ndërsa e dyta karakterizohej nga një koncept i caktuar abstrakt i "ekuilibrit biologjik", i cili ndodh në vetvete disa javë pas lëshimit të akuariumit. Përbërja e specieve të peshqve - kryesisht "bartësit e gjallë" dhe "characinkas" - dhe prania e një numri të madh bimësh të gjalla në akuariume kompensuan kryesisht këto boshllëqe në njohuritë teorike dhe pajisjet teknike. Unë mendoj se vonesa serioze e vendit tonë në fushën e mbarështimit të ciklideve ishte në një farë mase për shkak të këtyre "veçorive të industrisë kombëtare të akuariumeve". Në fund të fundit, mbajtja e ciklideve sjell kërkesa në rritje për filtrim. Publikimet më të fundit nga akuaristët tanë me reputacion njohin nevojën për filtra akuariumi. " Shkenca moderne e akuariumit i përgjigjet kësaj pyetjeje pozitivisht, "deklaron Igor Ivanovich Vanyushin në artikullin "A nevojitet filtrimi në një akuarium?" botuar në 1999 në revistën "Million Friends?" Në të njëjtën kohë, shumë manuale për të bërë filtra të brendshëm shtëpiak nga një. shishe plastike u shfaq në literaturë etj. "Është e pamundur të imagjinohet se sa dizajne filtrish ka," shkruan Igor Ivanovich, "për më tepër, pothuajse çdo akuarist jep kontributin e tij duke ndryshuar atë që pa ose duke krijuar diçka origjinale, të tijën, në atë kohë. kur interesohet seriozisht për filtrimin e ujit”.

Në të njëjtën kohë, u kuptua nevoja për ndryshime të rregullta të ujit në mënyrë që të eliminohen nitratet dhe substancat e tjera të dëmshme prej tij. Ishte një kohë e mahnitshme e depërtimit kur akuaristët zbuluan arsyet e vdekjeve dhe sëmundjeve të pashpjegueshme të kafshëve të tyre shtëpiake. Biofiltrat e parë vendas u shfaqën në vitet 1980, dhe ndonjëherë kishin dizajne shumë të ndërlikuara. Disavantazhet e filtrave të jashtëm të bërë në shtëpi, të cilat në masë të madhe mohuan avantazhet e tyre, ishin vëllimi dhe mosbesueshmëria. Prandaj, qëndrimi ndaj filtrave të jashtëm, edhe përkundër shfaqjes së filtrave ergonomikë dhe të besueshëm të kutisë së importuar në shitje, ishte ende i kujdesshëm. Mendimi i I.I. Vanyushin (artikull "Ne blejmë Akuariume" në revistën "Million Friends" Nr. 1.2000) është mjaft tregues në këtë drejtim: " Pa hyrë në detaje, të gjithë filtrat mund të ndahen në të jashtëm dhe të brendshëm. Cili është më i mirë - gjykoni vetë nëse ata kryejnë detyrën e tyre kryesore për pastrimin nga mbeturinat dhe papastërtitë e dëmshme përafërsisht në të njëjtën mënyrë... Filtri i jashtëm pothuajse nuk kufizon hapësirën e brendshme të akuariumit. Vetëm dy tuba kalojnë brenda - për linjat e pompimit dhe injektimit, gjithçka tjetër është jashtë. Kjo, ndoshta, është përmasa e meritave të saj. " . Një kundërindikacion serioz ndaj bombolave ​​të markës ishte kostoja e tyre e lartë, dhe ato kineze ishin shumë inferiore ndaj tyre në cilësi. Prandaj, shumë akuaristë amatorë preferuan filtrat e brendshëm të tipit qelqi, të cilët u përdorën gjerësisht në vendin tonë në fund të viteve 1990, duke kombinuar dizajnin elegant dhe çmimin e përballueshëm, duke ekzagjeruar qartë aftësitë e tyre biofiltruese dhe biofiltrat e integruar u përhapën në mbajtjen profesionale të akuariumit. . Një alternativë tjetër dhe një fazë unike në zhvillimin e teknologjisë së biofiltrimit në Rusi ishte i ashtuquajturi transport ajror, i përbërë nga një sfungjer i madh, një tub ngritës dhe një ajrosës. Ky lloj filtri tani përdoret me sukses në akuariumet e çerdheve.

Tregimi nga Evgeniy Tsigelnitsky: "Nuk do ta harroj kurrë filtrin tim të parë - një kuti të ndarë në gjysmë, të plasaritur, gjysmë gote në madhësi, e bërë nga plastika "mermer" rozë dhe e bardhë (prej saj u bënë enët më të lira të sapunit) një filxhan thithës gri, me erë të keqe, i mbushur hollë me disa fije, pas një jave, ato u bënë plotësisht të ngjashme me fyellin. Një transportues i thjeshtë ajror i bërë nga një palë tuba qelqi, më të trashë dhe më të hollë, u ngjit në pjesën e sipërme të tij përmes një përshtatës gome i ndyrë. Dhe fijet e futura në filtrin "ne jemi të zgjuar" (me babain tim) u zëvendësuan me një leckë larëse për enët. Më kujtohet gjithashtu ai filtër dhe habia ime fëminore se sa shumë mblodhi lloj-lloj ky konstruksion i vogël, i mjerë. e papastërtive brenda një jave në akuariumin tim modest, me pamje të pastër me tre kova (duke ngarkuar plotësisht një kompresor kërcitës). Njerëzit e avancuar më pas përdorën transportin ajror nga RDGJ vëllazërore, gjithashtu solla një pas një ankese të gjatë, gjyshi erdhi deri në fund. nga Leningradi.Dhe u bëra i avancuar - me një sfungjer joreal, vrasës të RDGJ-së në një "enë sapuni" prej mermeri që hynte në dhomën e një djali me kovë ("shkollë"). Kishte dy filtra të tërë - wow! Meqë ra fjala, ky sfungjer funksionoi, shërbeu dhe bredhi nëpër akuariume për gati pesëmbëdhjetë vjet. Ende më vjen keq që u zhduk diku... Dmth, njerëzit filtronin ujin në akuariume në epokën sovjetike, por shumica e filtrave nuk e bënë një kult nga kjo dhe në asnjë mënyrë nuk u interesuan për ngjarjet biokimike që ndodhnin gjatë kësaj. ... Unë mblodha papastërtitë - dhe në rregull..."

Denitrifikimi dhe bakteret denitrifikuese

Procesi i reduktimit të nitrateve në okside të gazta dhe azot molekular quhet denitrifikimi. Kjo është pjesa e dytë e ciklit të azotit. Ky proces përdoret jashtëzakonisht rrallë në mbajtjen e akuariumeve të ujërave të ëmbla, por megjithatë sigurisht që meriton vëmendje. Ndryshe nga nitrifikimi, ku rolin më të rëndësishëm e luan oksigjeni i tretur në ujë, proceset e denitrifikimit ndodhin në një mjedis pa oksigjen, ose, në terma shkencorë, anaerobik. Denitrifikimi përkufizohet si shndërrimi i nitratit në azot, një gaz i padëmshëm që del me flluska. Midis produktit fillestar (nitrat) dhe produktit përfundimtar (gazit të azotit), ekzistojnë tre produkte të ndërmjetme: sipas rendit të shfaqjes së tyre, ato janë nitrit (NO2), oksidi nitrik (NO) dhe oksidi i azotit (N2O). Kjo do të thotë, denitrifikimi (si nitrifikimi) është një proces me shumë faza dhe produktet e ndërmjetme të tij, dhe në veçanti nitritet, janë toksikë. Nëse denitrifikimi nuk ndodh plotësisht, cilësia e ujit bëhet shumë më e keqe për peshqit sesa përpara këtij procesi. Ekzistojnë dy procese të tjera që mund të ndodhin në një akuarium. Këto janë përthithja disimiluese dhe asimiluese e nitratit. Të dy janë të rrezikshëm sepse... prodhojnë amonium. Në fakt, kjo është saktësisht e kundërta e nitrifikimit - nitrat reduktohet në nitrit, i cili më pas reduktohet në hidroksilaminë (NH 2 OH) dhe më pas në amoni.

Bakteret janë përgjegjëse për të gjitha këto transformime. Një ndryshim i rëndësishëm midis nitrifikimit dhe denitrifikimit janë llojet e baktereve që përfshihen në këto procese. Nitrifikimi kryhet nga të ashtuquajturat baktere autotrofike. Kjo do të thotë se ata marrin karbonin që u nevojitet për t'u rritur nga substanca inorganike, veçanërisht dioksidi i karbonit. Bakteret denitrikuese ( Bacilus, Denitrobacillas, Micrococcus, Pseudomonas etj.) janë heterotrofikë, domethënë marrin karbon nga burime organike si saharoza, glukoza, alkoolet, acidet organike, aminoacidet, etj. përpunoni nitratin në azot - autotrofe, shih pjesën 3 të artikullit). Thelbi i efektit të dobishëm të baktereve denitrikuese është se në kushte anaerobe, d.m.th. Një mjedis jashtëzakonisht i varfër me oksigjen, ata nxjerrin oksigjenin e nevojshëm për frymëmarrje nga nitrati, duke e reduktuar atë. Bakteret denitrifikuese janë baktere anaerobe. Megjithëse, për të qenë plotësisht i saktë, ka baktere që janë anaerobe fakultative dhe, në varësi të përmbajtjes së oksigjenit në mjedis, janë në gjendje ta tërheqin atë nga jashtë dhe ta nxjerrin atë nga nitratet (prandaj, meqë ra fjala, besohet se përshtatja e baktereve denitrifikuese në kushtet anaerobe është me origjinë dytësore). Por në përgjithësi, siç shkruan Martin Sander për këtë, "mund të supozojmë se oksigjeni parandalon denitrifikimin".

Kështu, për një proces të suksesshëm të denitrifikimit, duhet të plotësohen tre kushte: prania e nitrateve në akuarium, një mjedis i varfër me oksigjen dhe prania e substancave organike që përmbajnë karbon. Karboni përdoret nga bakteret si lëndë ushqyese kryesore, ndërsa nevoja për oksigjen plotësohet nga nitrati. Kushti i katërt, i cili do të diskutohet më vonë, është një potencial mjaft i ulët redoks (ose siç quhet zakonisht, redoks).

Reaksioni i denitrifikimit në formën e tij klasike mund të shprehet me ekuacionet:

faza e parë 3NO 3 - + CH 3 OH = 3NO 2 - + CO 2 + 2H 2 O dhe

faza e dytë 2NO 2 - + CH 3 OH = N 2 + CO 2 + H 2 O + 2OH -.

Siç mund të shihet nga ekuacionet, nitratet nuk shndërrohen menjëherë në gaz azot, por fillimisht formohen nitritet toksike. Është vetëm në fazën e dytë që azoti hiqet nga cikli duke formuar gaz azot. Sigurimi që këto procese të ndodhin në mënyrë të kontrolluar nuk është një detyrë e lehtë. Në çdo rast, kjo është shumë më e vështirë sesa vendosja e shndërrimit biologjik të amoniakut në nitrat. Përveç kësaj, ka shumë keqkuptime që lidhen me denitrifikimin, duke përfshirë ato që vijnë nga akuaristët që përdorin këto teknologji në praktikë. Procesi i denitrifikimit nuk ndodh gjithmonë pa probleme. Së bashku me efektin e dobishëm të heqjes së nitrateve, gjatë proceseve të denitrifikimit mund të formohen substanca të tjera jashtëzakonisht të dëmshme - metani (CH 4) dhe sulfidi i hidrogjenit (H 2 S), pasi, së bashku me bakteret denitrifikuese, lloje të tjera të mikroorganizmave, në veçanti metan- duke formuar arkea, përfshihen në proceset anaerobe dhe bakteret reduktuese të sulfatit, gjithashtu anaerobe. Në veçanti, kjo ndodh kur ka mungesë të nitrateve ose një potencial shumë të ulët redoks. Pastaj mikroflora anaerobe fillon të kënaqë nevojën për oksigjen në kurriz të përbërjeve të tjera kimike që përmbajnë oksigjen - me lëshimin e sulfurit të hidrogjenit dhe metanit, të dy gazrat janë toksikë. Bakteret që formojnë metanin mund të sintetizojnë metanin duke përdorur reaksionet e oksidimit të dioksidit të karbonit (CO 2) si energji. Në rezervuarët natyrorë, metani është një nga produktet përfundimtare të dekompozimit të lëndës organike në zonën e poshtme anaerobe dhe formohet nga një grup shumë i specializuar anaerobesh strikte - arkea metan-formuese. Bakteret reduktuese të sulfatit marrin oksigjen nga sulfatet (SO 4 2-). Ky proces, i quajtur desulfurizimi, prodhon sulfur hidrogjeni, i cili njihet për erën e vezëve të kalbura. Më sipër përmenden edhe bioproceset e reduktimit disimilues dhe asimilues të nitrateve në hidroksilaminë (NH 2 OH) dhe më pas në amoni. Bakteret e ndryshme, si dhe disa aktinomiceta dhe kërpudha, kanë aftësinë për ta bërë këtë. Është e qartë se të gjitha këto procese, të cilat ndodhin edhe në natyrë, janë të vështira për t'u kontrolluar në një akuarium, duke stimuluar vetëm procese të dobishme dhe duke parandaluar proceset e dëmshme.

Tani disa fjalë për potencialin e oksidimit-reduktimit - një masë e aftësisë së një substance kimike për të shtuar elektrone (për t'u reduktuar). Vlera e tij përcakton ekuilibrin midis reaksioneve të reduktimit dhe oksidimit në ujë. Një emër tjetër është potenciali redoks (nga anglishtja redox - reaksioni i reduktimit-oksidimit). Ky tregues lidhet me nivelin e ndotjes së ujit të akuariumit me substanca organike, si dhe me moshën e akuariumit. Një akuarium i sapofilluar zakonisht karakterizohet nga vlera të larta të potencialit redoks, pastaj, me kalimin e moshës së akuariumit, potenciali i tij redoks zvogëlohet. Mund të ruani potencialin redoks në një nivel të caktuar duke mirëmbajtur rregullisht akuariumin, duke pastruar tokën, duke ndryshuar ujin, etj. Një potencial i lartë pozitiv redoks (në një akuarium normal është 200 – 400 mV (minivolt)) tregon mbizotërimin e reaksioneve oksiduese mbi reaksionet e reduktimit. Një potencial negativ redoks tregon mungesën e oksigjenit në ujë, i cili është vdekjeprurës për shumicën e jovertebrorëve. Por për rrjedhën normale të procesit të denitrifikimit, potenciali redoks duhet të jetë negativ dhe të mbahet brenda intervalit prej afërsisht -50 deri -250 mV. Kështu, reagimi i denitrifikimit nuk mund të ndodhë drejtpërdrejt në ujin e akuariumit, por kërkon zona të veçanta anaerobe, të cilat mund të formohen, për shembull, në tokë ose filtër. Nëse potenciali redoks është më i lartë se -50 mV (por më pak se zero), atëherë procesi i denitrifikimit ka shumë të ngjarë të ndalet në fazën e formimit të nitriteve. Dhe nëse bie nën -300 mV, atëherë bakteret do të marrin sulfate.

Problemi tjetër është disponueshmëria e karbonit organik të mjaftueshëm që kërkohet nga ky lloj bakteri. Substancat organike në akuarium nuk janë të mjaftueshme për të mbështetur procesin, kështu që kërkohen shtesa shtesë. Në ekuacionet e mësipërme, metanoli shfaqet si një substancë organike, por në praktikë, alkooli metil është helm. Koncepti i një reduktuesi klasik të nitratit të karbonit përfshin përdorimin e laktozës. Një tjetër opsion është alkooli etilik ose vodka. Nga rruga, disa vite më parë ideja për të filluar denitrifikimin duke shtuar vodka në akuarium ishte shumë e popullarizuar. Vërtetë, jo shumë njerëz guxuan ta bënin këtë, por ata e diskutuan në mënyrë aktive. Në fakt, siç shkruan për këtë Dieter Brockmann, kjo teknologji nuk ka të bëjë fare me denitrifikimin, domethënë me ndarjen e nitrateve për frymëmarrjen bakteriale, por është më afër asimilimit dhe prodhimit të biomasës. "Me alkoolin, në ndryshim nga filtrat denitrikues, ne stimulojmë kryesisht bakteret aerobe dhe vetëm më pas bakteret anaerobe, të cilat luajnë një rol më pak të rëndësishëm. Asimilimi nënkupton asimilimin e nitrateve dhe fosfateve, për shembull, nga algat. Këto të fundit përdorin të dyja substancat për të marrë azoti dhe fosfori i nevojshëm për metabolizmin e tyre dhe rrjedhimisht mbështetjen dhe rritjen e jetës.Nga kjo rezulton se rritja e rritur e algave ndikon në uljen e përqendrimit të fosfateve dhe nitrateve në akuarium. Më parë ky efekt përdorej në filtrat e algave për të reduktuar nitratet. Duke shtuar vodka në akuarium, ne në këtë mënyrë mbështesim asimilimin, duke stimuluar, megjithatë, jo algat, por bakteret. Ne u ofrojmë atyre një burim ushqimi lehtësisht të përpunuar - etanolin në vodka. Duke rritur biomasën, nivelin e fosfateve dhe Nitratet në ujin e akuariumit zvogëlohen, por praktika ka treguar se denitrifikimi mund të ndodhë vetëm në një substrat që përmban zona anaerobe. Dhe ne gjithashtu duhet të kujdesemi për disponueshmërinë e tij."

Dhe më tej. Është e nevojshme të balancohet sistemi në mënyrë që produktet e ndërmjetme të denitrifikimit të mos grumbullohen. Siç u përmend më lart, gjatë përpunimit të nitratit, fillimisht prodhohet nitriti, ai është toksik dhe nuk duhet të grumbullohet në akuarium. Rreziku i rritjes së përqendrimit të nitriteve është një nga pikat e dobëta të sistemeve të denitrifikimit. Epo, për ta trashur me të vërtetë pamjen, duhet t'ju kujtojmë se përveç nitrateve në akuarium ka edhe fosfate dhe ndoshta shumë substanca dhe përbërës të ndryshëm që nuk mund të kontrollohen duke përdorur një grup standard testesh akuariumi, prandaj diskutoni peshqit në një akuarium i cikluar me ndihmën e një denituesi befas bëhet letargjik dhe refuzon të pjellë. Duke eliminuar në mënyrë selektive nitratet, ne arrijmë vetëm pamjen e krijimit të një sistemi me cikël të mbyllur.

Sidoqoftë, e gjithë kjo nuk do të thotë që denitrifikimi është, në parim, i paarritshëm ose nuk ka kuptim për hobi të akuariumit. Filtrat e nitratit janë përdorur me sukses në akuariumet detare për shumë vite dhe tani janë duke u futur për shërbim në akuariumet e ujërave të ëmbla. Por mbi të gjitha, shpresohet që denitrifikimi është ende një fushë premtuese për kërkime dhe fjala e fundit për këtë çështje ende nuk është thënë.

Letërsia

Anikshtein S. Nitratet – kaq të dëmshme dhe kaq të dobishme.
Anikshtein S. Mos e neglizhoni ajrimin.
Bailey M. Burgess P. Libri i Artë i Ujorit.
Bersenev A. Misteri i biofilterit.
Brockman D. Nitratet.
Vanyushin I.I. A ka nevojë për filtrim akuariumi?
Vanyushin I.I. Ne blejmë akuariume.
Goryushkin S. Osmozë e kundërt në një sistem filtrimi akuariumi.
Goryushkin S. Filtrimi dhe disku.
Gusev M.V., Mineeva L.A. Mikrobiologjia.
Dubinovsky M. et al. Uji në akuarium.
Dubinovsky M. et al. Filtrimi në akuarium.
Dubinovsky M. Lansimi i një akuariumi.
Materiale të ndryshme informacioni mbi mbajtjen e akuariumit detar.
Kubasov A.A. Zeolitet janë gurë të vluar.
Kovalev V. A ka diçka që nuk shkon në akuarium??? Le të përpiqemi ta kuptojmë!
Kovalev V. Pesë parametra shumë të rëndësishëm të cilësisë së ujit dhe si t'i përdorim ato pa u ngatërruar.
Kovalev V. Përbërja e ujit të akuariumit: problemet kryesore.
Kuskov V. Si të krijohet dhe të ruhet ekuilibri biologjik.
Sander M. Pajisjet teknike të një akuariumi.
Serga T. Nitrospira – baktere oksiduese nitrite në akuariume.
Spiridonov M. Zeoliti në akuarium. Përfitim apo dëm?
Telegin A. Projektimi i filtrave të hapur.
Suksesi me një filtër nitrati. Per. A.I. Goryushkina.
Frolov Yu., Yudakov V. Bazat e filtrimit biologjik.
Khakhinov V.V. dhe të tjera.Hidrokimia e sistemeve ekstreme ujore me bazat e hidrobiologjisë.
Hovanek T. Çfarë është denitrifikimi?
Khomchenko I.G. dhe të tjera.Akuariumi dhe kimia moderne.
Tsigelnitsky E. Fitofiltrimi.
Sheremetyev I. Filtri i ujitur për një akuarium.
Elbakyan V. Horror nitrat.
Yudakov V. Bazat e shkurtra të filtrimit të akuariumit.
Yartsev V. Shënime mbi biotopat.
Yartsev V. Filtra me ujitje (gropë).
Brockmann D. Fische und Korallen im Meer und im Aquarium.
Holmes-Farley R. Kimia dhe Akuariumi: Nitrat në akuariumin e shkëmbinjve.
Foster S. Ekskluzive: Hagen njofton lëshimin e filtrit Fluval G.

© E. Granovsky, 2009-2010

Në vitin 1870, Schloesing dhe Miintz vërtetuan se nitrifikimi është me natyrë biologjike. Për ta bërë këtë, ata shtuan kloroform në ujërat e zeza. Si rezultat, oksidimi i amoniakut ndaloi. Sidoqoftë, mikroorganizmat specifikë që shkaktojnë këtë proces u izoluan vetëm nga Winogradsky. Ai tregoi gjithashtu se nitrifikuesit kemoautotrofik mund të ndahen në baktere që kryejnë fazën e parë të këtij procesi, përkatësisht oksidimin e amoniumit në acid azotik (NH4+->N02-), dhe bakteret e fazës së dytë të nitrifikimit, duke shndërruar acidin azotik në acid nitrik (N02-- >-N03-). Të dy mikroorganizmat janë gram-negativ. I përkasin familjes Nitrobacteriaceae.

Bakteret e fazës së parë të nitrifikimit përfaqësohen nga katër gjini: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus dhe Nitrosospira. Nga këto, specia më e studiuar është Nitrosomonas europaea, megjithëse marrja e kulturave të pastra të këtyre mikroorganizmave, si dhe kimiautotrofeve të tjera nitrifikuese, mbetet ende mjaft e vështirë. Qelizat N. europaea janë zakonisht ovale (0,6 -1,0 X 0,9-2,0 µm) dhe riprodhohen me ndarje binar. Gjatë zhvillimit të kulturave në një mjedis të lëngshëm, vërehen forma të lëvizshme me një ose më shumë flagjela dhe zooglea të palëvizshme.

Në Nitrosocystis oceanus qelizat janë të rrumbullakëta, me diametër 1,8-2,2 mikron, por mund të jenë edhe më të mëdha (deri në 10 mikron). I aftë për lëvizje për shkak të pranisë së një flagjelli ose një tufe flagjelash. Ata formojnë zooglea dhe kiste.

Dimensionet e Nitrosolobus multiformis janë 1,0-1,5 X 1,0-2,5 mikron. Forma e këtyre baktereve nuk është plotësisht e saktë, pasi qelizat ndahen në ndarje, lobula (-lobus, prej këtej emri Nitrosolobus), të cilat formohen si rezultat i rritjes brenda membranës citoplazmike.

Në Nitrosospira briensis, qelizat janë në formë shufre dhe të ndërlikuara (0,8-1,0 X 1,5-2,5 µm) dhe kanë nga një deri në gjashtë flagjela.

Ndër bakteret e fazës së dytë të nitrifikimit dallohen tre gjini: Nitrobacter, Nitrospina dhe Nitrococcus.

Shumica e studimeve janë kryer me shtame të ndryshme të Nitrobacter, shumë prej të cilave mund të klasifikohen si Nitrobacter winogradskyi, megjithëse janë përshkruar edhe specie të tjera. Bakteret kanë kryesisht qeliza në formë dardhe. Siç tregohet nga G. A. Zavarzin, riprodhimi i Nitrobacter ndodh duke lulëzuar, dhe qeliza bijë është zakonisht e lëvizshme, pasi është e pajisur me një flagelum të vendosur anash. Vërehet gjithashtu ngjashmëria e Nitrobacter me bakteret e lulëzimit të gjinisë Hyphomicrobium në përbërjen e acideve yndyrore të përfshira në lipide.

Të dhënat në lidhje me bakteret nitrifikuese si Nitrospina gracilis dhe Nitrococcus mobilis janë ende shumë të kufizuara. Sipas përshkrimeve të disponueshme, qelizat N. gracilis janë në formë shufre (0,3-0,4 X 2,7-6,5 μm), por janë gjetur edhe forma sferike. Bakteret janë të palëvizshme. Në të kundërt, N. mobilis është i lëvizshëm. Qelizat e tij janë të rrumbullakëta, me diametër rreth 1,5 mikron, me një ose dy flagjela.

Bazuar në strukturën e qelizave, bakteret nitrifikuese të studiuara janë të ngjashme me mikroorganizmat e tjerë gram-negativë. Disa lloje kanë zhvilluar sisteme të membranave të brendshme që formojnë një pirg në qendër të qelizës (Nitrosocystis oceanus), ose ndodhen përgjatë periferisë paralele me membranën citoplazmike (Nitrosomonas europaea), ose formojnë një strukturë në formë filxhani prej disa shtresash ( Nitrobacter winogradskyi). Me sa duket, enzimat e përfshira në oksidimin e substrateve specifike nga nitrifikuesit shoqërohen me këto formacione.

Bakteret nitrifikuese rriten në media të thjeshta minerale që përmbajnë një substrat të oksidueshëm në formën e amonit ose nitriteve dhe dioksidit të karbonit. Përveç amoniumit, hidroksilamina dhe nitritet mund të jenë burim azoti në proceset e ndërtimit.

Nitrobacter dhe Nitrosomonas europaea janë treguar gjithashtu se reduktojnë nitritin për të formuar amonium.

Një mikroorganizëm si Nitrosocystis oceanus, i izoluar nga Oqeani Atlantik, është një halofil i detyrueshëm dhe rritet në një mjedis që përmban ujë deti. Gama e pH-së në të cilën vërehet rritja e llojeve të ndryshme dhe shtameve të baktereve nitrifikuese është 6,0-8,6, dhe vlera optimale e pH-së është më shpesh 7,0-7,5. Midis Nitrosomonas europaea, janë të njohur shtamet që kanë një temperaturë optimale në 26 ose rreth 40 °C dhe shtame që rriten mjaft shpejt në 4 °C.

Të gjitha bakteret e njohura nitrifikuese janë aerobe të detyrueshme. Ata kanë nevojë për oksigjen për oksidimin e amonit në acid azotik:

dhe për oksidimin e acidit azotik në acid nitrik:

Por i gjithë procesi i shndërrimit të amonit në nitrate ndodh në disa faza me formimin e komponimeve ku azoti ka shkallë të ndryshme oksidimi.

Produkti i parë i oksidimit të amonit është hidroksilamina, e cila mund të jetë formuar si rezultat i përfshirjes së drejtpërdrejtë të oksigjenit molekular në NH+4:

Megjithatë, mekanizmi i oksidimit të amonit në hidroksilaminë nuk është sqaruar plotësisht. Shndërrimi i hidroksilaminës në nitrit:

besohet se ndodh përmes formimit të hiponitritit NOH, si dhe oksidit nitrik (NO). Për sa i përket oksidit të azotit (N2O), i gjetur gjatë oksidimit të amonit dhe hidroksilaminës nga Nitrosomonas europaea, shumica e studiuesve e konsiderojnë atë si një nënprodukt të formuar kryesisht nga reduktimi i nitriteve.

Një studim i oksidimit të nitritit nga Nitrobacter duke përdorur izotopin e rëndë të oksigjenit (18O) në eksperimente tregoi se nitratet që rezultojnë përmbajnë dukshëm më shumë 18O kur substanca e etiketuar është ujë dhe jo oksigjen molekular. Prandaj, supozohet se së pari formohet kompleksi NO2-H2O, i cili më pas oksidohet në NO2-. Në këtë rast, elektronet transferohen përmes pranuesve të ndërmjetëm në oksigjen. I gjithë procesi i nitrifikimit mund të paraqitet në formën e diagramit të mëposhtëm (Fig. 137), fazat individuale të të cilit megjithatë kërkojnë sqarim.

Përveç reaksionit të parë, përkatësisht formimit të hidroksilaminës nga amoniumi, fazat pasuese u japin organizmave energji në formën e adenozinës trifosfatit (ATP). Sinteza e ATP-së shoqërohet me funksionimin e sistemeve redoks që transferojnë elektronet në oksigjen, të ngjashme me atë që ndodh në organizmat aerobikë heterotrofikë. Por meqenëse substratet e oksiduara nga nitrifikuesit kanë potenciale të larta redoks, ato nuk mund të ndërveprojnë me dinukleotidet nikotinamide adenine (NAD ose NADP, E1/0 = -0,320 V), siç ndodh gjatë oksidimit të shumicës së përbërjeve organike. Kështu, transferimi i elektroneve në zinxhirin e frymëmarrjes nga hidroksilamina me sa duket ndodh në nivelin e flavinës:

Kur nitrit oksidohet, përfshirja e elektroneve të tij në zinxhir ndodh ndoshta në nivelin e citokromit të tipit c ose të citokromit a. Në lidhje me këtë veçori, i ashtuquajturi transport i kundërt ose i përmbysur i elektroneve ka një rëndësi të madhe në nitrifikimin e baktereve, i cili ndodh me shpenzimin e energjisë nga një pjesë e ATP ose potencialit transmembranor të formuar gjatë transferimit të elektroneve në oksigjen (Fig. 138).

Në këtë mënyrë, bakteret nitrifikuese kemoautotrofike pajisen jo vetëm me ATP, por edhe me NADH, të nevojshme për përthithjen e dioksidit të karbonit dhe për procese të tjera konstruktive.

Sipas llogaritjeve, efikasiteti i përdorimit të lirë të energjisë nga Nitrobacter mund të jetë 6.0-50.0%, dhe Nitrosomonas - edhe më shumë.

Asimilimi i dioksidit të karbonit ndodh kryesisht si rezultat i funksionimit të ciklit të reduktimit të karbonit pentoeofosfat, i quajtur ndryshe cikli Calvin (shih Fig. 134).

Rezultati shprehet me ekuacionin e mëposhtëm:

ku (CH2O) nënkupton substancat organike që rezultojnë që kanë një nivel reduktimi të karbonit. Megjithatë, në realitet, si rezultat i asimilimit të dioksidit të karbonit përmes ciklit Calvin dhe reaksioneve të tjera, kryesisht përmes karboksilimit të fosfoenolpiruvatit, formohen jo vetëm karbohidratet, por edhe të gjithë përbërësit e tjerë qelizor - proteinat, acidet nukleike, lipidet, etj. Është treguar gjithashtu se Nitrococcus mobilis dhe Nitrobacter winogradskyi mund të prodhojnë poli-β-hidroksibutirat dhe polisaharid të ngjashëm me glikogjenin si produkte magazinimi. I njëjti përbërës u gjet në qelizat Nitrosolobus multiformis. Përveç substancave rezervë që përmbajnë karbon, bakteret nitrifikuese janë të afta të grumbullojnë polifosfate, të cilat janë pjesë e granulave metakromatike.

Edhe në punimet e tij të para me nitrifikuesin, Vinogradsky vuri në dukje se prania e substancave organike në mjedis, si peptoni, glukoza, ureja, glicerina etj., është e pafavorshme për rritjen e tyre.Efekti negativ i substancave organike në bakteret nitrifikuese kemoautotrofike. u vu re në mënyrë të përsëritur në të ardhmen. Madje ekzistonte një mendim se këta mikroorganizma nuk janë aspak të aftë të përdorin komponime organike ekzogjene. Prandaj, ata u quajtën "autotrofë të detyrueshëm". Megjithatë, kohët e fundit është treguar se këto baktere janë të afta të përdorin disa përbërje organike, por aftësitë e tyre janë të kufizuara. Kështu, një efekt stimulues në rritjen e Nitrobacter u vu re në prani të nitriteve nga autolizati i majave, piridoksina, glutamati dhe serina, nëse ato shtohen në mjedis në përqendrime të ulëta. Është treguar gjithashtu përfshirja e piruvatit, α-ketoglutaratit, glutamatit dhe aspartatit në proteina dhe përbërës të tjerë të qelizave Nitrobacter 14C. Dihet gjithashtu se Nitrobacter ngadalë oksidon formatin. Përfshirja e 14C nga acetati, piruvati, suksinati dhe disa aminoacide, kryesisht në fraksionin e proteinave, u gjet kur këto substrate u shtuan në suspensionet e qelizave Nitrosomonas europaea. Asimilimi i kufizuar i glukozës, piruvatit, glutamatit dhe alaninës është vendosur për Nitrosocystis oceanus. Ka dëshmi të përdorimit të 14C-acetatit nga Nitrosolobus multiformis.

Kohët e fundit është vërtetuar gjithashtu se disa shtame të Nitrobacter rriten në një mjedis me acetat dhe autolizat maja jo vetëm në prani, por edhe në mungesë të nitriteve, megjithëse ngadalë. Në prani të nitriteve, oksidimi i acetatit shtypet, por shtohet inkorporimi i karbonit të tij në aminoacide të ndryshme, proteina dhe përbërës të tjerë qelizorë. Së fundi, ka prova se rritja e Nitrosomonas dhe Nitrobacter është e mundur në një mjedis me glukozë në kushtet e analizuara, të cilat sigurojnë heqjen e produkteve të metabolizmit të tij që kanë një efekt frenues ndaj këtyre mikroorganizmave. Bazuar në këtë, bëhet një përfundim në lidhje me aftësinë e baktereve nitrifikuese për të kaluar në një mënyrë jetese heterotrofike. Megjithatë, nevojiten më shumë eksperimente për të nxjerrë përfundimet përfundimtare. Është e rëndësishme, para së gjithash, të zbulohet se sa kohë mund të rriten bakteret nitrifikuese në kushte heterotrofike në mungesë të substrateve specifike të oksidueshme.

Bakteret nitrifikuese kemoautotrofike janë të përhapura në natyrë dhe gjenden si në tokë ashtu edhe në trupa të ndryshëm ujorë. Proceset që ata kryejnë mund të ndodhin në një shkallë shumë të madhe dhe kanë një rëndësi të konsiderueshme në ciklin e azotit në natyrë. Më parë, besohej se aktiviteti i nitrifikuesve gjithmonë kontribuon në pjellorinë e tokës, pasi ato shndërrojnë amoniumin në nitrate, të cilat absorbohen lehtësisht nga bimët, dhe gjithashtu rrisin tretshmërinë e mineraleve të caktuara. Tani, megjithatë, pikëpamjet mbi rëndësinë e nitrifikimit kanë ndryshuar disi. Së pari, është treguar se bimët thithin azotin e amonit dhe jonet e amonit mbahen më mirë në tokë sesa nitratet. Së dyti, formimi i nitrateve ndonjëherë çon në acidifikimin e padëshirueshëm të mjedisit. Së treti, nitratet mund të reduktohen me denitrifikimin në N2, gjë që çon në varfërimin e tokës së azotit.

Duhet të theksohet gjithashtu se, së bashku me bakteret kemoautotrofike nitrifikuese, njihen mikroorganizmat heterotrofikë që janë të aftë të kryejnë procese të ngjashme. Nitrifikuesit heterotrofik përfshijnë disa kërpudha nga gjinia Fusarium dhe baktere të gjinive si Alcaligenes, Corynebacterium, Achromobacter, Pseudomonas, Arthrobacter, Nocardia.

Është treguar se Arthrobacter sp. oksidon amoniumin në prani të substrateve organike për të formuar hidroksilaminë dhe më pas nitrite dhe nitrate. Përveç kësaj, mund të formohet acid hidroksamik. Një numër bakteresh janë treguar se kryejnë nitrifikim të përbërjeve organike që përmbajnë azot: amide, amine, oksime, hidroksamate, nitrokomponime etj. Mënyrat e transformimit të tyre janë paraqitur si më poshtë:

Shkalla e nitrifikimit heterotrofik në disa raste mund të jetë mjaft e madhe. Përveç kësaj, kjo prodhon disa produkte që kanë efekte toksike, kancerogjene, mutagjene dhe komponime me efekt kimioterapeutik. Prandaj, tani i kushtohet vëmendje e konsiderueshme studimit të këtij procesi dhe sqarimit të rëndësisë së tij për mikroorganizmat heterotrofikë.

Jeta e bimëve: në 6 vëllime. - M.: Iluminizmi. Redaktuar nga A. L. Takhtadzhyan, kryeredaktor, anëtar korrespondues. Akademia e Shkencave e BRSS, prof. A.A. Fedorov. 1974 .

Shndërroni kripërat e amoniakut dhe të amonit në kripëra të acidit nitrik: nitratet: nitrosobakteret, nitrobakteret. Shpërndarë në tokë dhe trupa ujorë... Fjalori i madh enciklopedik

Shndërroni kripërat e amoniakut dhe amonit në kripëra të acidit nitrik: nitratet: nitrosobakteret, nitrobakteret. Shpërndarë në tokë dhe trupa ujorë. * * * BAKTERET NITRIFIKUESE BAKTERET NITRIFIKUESE konvertojnë amoniakun dhe kripërat e amonit në kripëra azoti... ... fjalor enciklopedik

bakteret nitrifikuese- Nitrifikatoriai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Nitritinės (Nitrosomonas genties) dhe nitratinės (Nitrobacter genties) bakterijos, paverčiančios amonio druskas nitratais. atitikmenys: angl. nitrifikues; bakteret nitrifikuese vok… Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas - kryen reaksione oksidimi të përbërjeve të reduktuara të azotit. Përfaqësuesit e gjinisë Nitrosomonas oksidojnë amoniakun në nitrite, dhe bakteret e gjinisë Nitrobacter oksidojnë nitritet në nitrate. Ato i përkasin grupit aerobik autotrofik kimiosintezues... ... Enciklopedia gjeologjike

Sipas llojit të të ushqyerit, të gjithë organizmat ndahen në autotrofe dhe heterotrofe. Autotrofët, që do të thotë "vetëushqyer" në greqisht, mund të ndërtojnë të gjitha përbërjet e qelizave të tyre nga dioksidi i karbonit dhe substanca të tjera inorganike. Burimi...... Enciklopedi biologjike

Amoniaku, i formuar në tokë, pleh organik dhe ujë gjatë dekompozimit të lëndës organike, oksidohet shpejt në azot dhe më pas në acid nitrik. Ky proces quhet nitrifikim.

Deri në mesin e shekullit të 19-të, më saktë, para veprës së L. Pasteur, fenomeni i formimit të nitrateve shpjegohej si një reaksion kimik i oksidimit të amoniakut nga oksigjeni atmosferik dhe supozohej se toka luante rolin e katalizatorit. në këtë proces. L. Pasteur sugjeroi se formimi i nitrateve është një proces mikrobiologjik. Dëshmia e parë eksperimentale e hipotezës së tij u mor nga T. Schlesing dhe A. Münz në 1879. Studiuesit kaluan ujërat e zeza përmes një kolone të gjatë rëre dhe CaCO 3 . Gjatë filtrimit, amoniaku u zhduk gradualisht dhe u shfaqën nitratet. Ngrohja e kolonës ose shtimi i antiseptikëve ndaloi oksidimin e amoniakut.

Megjithatë, as studiuesit e përmendur dhe as mikrobiologët që vazhduan të studionin nitrifikimin nuk ishin në gjendje të izolonin kulturat e patogjenëve të nitrifikimit. Vetëm në 1890-1892. S. N. Vinogradsky, duke përdorur një teknikë të veçantë, izoloi kulturat e pastra të nitrifikuesve. Shkencëtari sugjeroi që bakteret nitrifikuese të mos rriten në mjedise të zakonshme ushqyese që përmbajnë lëndë organike, gjë që shpjegoi dështimet e paraardhësve të tij.

Në të vërtetë, nitrifikuesit rezultuan të jenë kemolitoautotrofë, d.m.th. baktere që përdorin energjinë e oksidimit të amoniakut ose acidit azotik për të sintetizuar substanca organike nga CO 2 (kemosinteza). Prandaj, qelizat e tyre janë shumë të ndjeshme ndaj pranisë së përbërjeve organike në mjedis. Bakteret nitrifikuese u izoluan në mjedise ushqyese minerale.

S. N. Vinogradsky vërtetoi se ekzistojnë dy grupe nitrifikuesish: njëri kryen oksidimin e amoniakut në acid azotik (NHJ-? N0 2) - faza e parë e nitrifikimit, tjetri - oksidimi i acidit azotik në acid nitrik (NOj-? JO) -

faza e dytë e nitrifikimit.

Përfaqësuesit e të dy grupeve klasifikohen si familje Nitrobacteriaceae. Këto janë baktere gram-negative njëqelizore. Bakteret nitrifikuese përfshijnë qeliza pleomorfike në formë shufre, eliptike, sferike, të ndërlikuara dhe me lobe. Madhësitë e qelizave variojnë nga 0,3 në 1 µm në gjerësi dhe nga 1 në 3 µm në gjatësi. Ka forma të lëvizshme dhe të palëvizshme me flagjelim polare, subpolare dhe peritrikale.

Bakteret nitrifikuese riprodhohen kryesisht me ndarje, me përjashtim të Nitrobakter, e cila karakterizohet nga lulëzimi. Pothuajse të gjithë nitrifikuesit kanë një sistem të zhvilluar mirë brenda membranave citoplazmike, të cilat ndryshojnë ndjeshëm në formë dhe vendndodhje në qelizat e specieve individuale. Membranat e citoplazmës janë të ngjashme me ato të baktereve të purpurta fotosintetike.

Bakteret e fazës së parë të nitrifikimit përfaqësohen nga gjinitë e mëposhtme: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus Dhe Nitroso-vibrio. Më i studiuari deri më sot Nitrosomonas europaea(Fig. 42, A). Ai përbëhet nga shufra të shkurtra ovale me përmasa 0,8-1 x 1-2 mikron. Në kulturën e qelizave të lëngëta Nitrosomonas kalojnë nëpër një sërë fazash zhvillimi. Dy ato kryesore përfaqësohen nga një formë e lëvizshme dhe një zooglea e palëvizshme. Forma e lëvizshme ka një flagjelë nënpolare ose një tufë flagjelash.

Janë përshkruar edhe përfaqësues të gjinive të tjera të baktereve që shkaktojnë fazën e parë të nitrifikimit.

Faza e dytë e nitrifikimit kryhet nga përfaqësues të gjinive Nitrobacter, Nitrospira Dhe Nitrokoku. Numri më i madh i studimeve janë kryer me Nitrobacter winogradskyi(Fig. 42, />), megjithatë, përshkruhen edhe specie të tjera (për shembull, Nitrobacter aglis). Qelizat nitrobacter kanë një formë të zgjatur, në formë pykë ose në formë dardhe, fundi më i ngushtë shpesh përkulet në sqep, dimensionet e qelizave janë 0,6-0,8 x 1-2 mikron. Gjatë lulëzimit, qeliza bijë është zakonisht e lëvizshme, pasi ajo ka një flagelum polar. Dihet alternimi i fazave të lëvizshme dhe të palëvizshme në ciklin e zhvillimit.

Oriz. 42.

A - Nitrosomonas garë euro; B - Nitrobacter winogradskyi

Janë përshkruar edhe lloje të tjera bakteresh që shkaktojnë fazën e dytë të nitrifikimit.

Bakteret nitrifikuese kultivohen në mjedise të thjeshta minerale që përmbajnë amoniak ose nitrite (substrate të oksidueshme) dhe dioksid karboni (burimi kryesor i karbonit). Burimi i azotit për këta organizma është amoniaku, hidroksili dhe n dhe nitritet.

Bakteret nitrifikuese zhvillohen në pH 6,0-8,6, reagimi optimal i mjedisit është pH 7,5-8,0. Në vlerat nën pH 6 dhe mbi pH 9.2, bakteret nuk zhvillohen. Temperatura optimale për zhvillimin e nitrifikuesve është 25-30 °C. Studimi i marrëdhënieve të llojeve të ndryshme Nitrosomonas europaea ndaj temperaturës tregoi se disa prej tyre kanë një zhvillim optimal në 26 °C ose rreth 40 °C, të tjerët janë në gjendje të rriten mjaft shpejt në 4 °C.

Nitrifikuesit janë aerobë të detyrueshëm. Duke përdorur oksigjenin atmosferik, ata oksidojnë amoniakun në acid azotik (faza e parë e nitrifikimit):

Rrjedhimisht, amoniaku - një produkt i mbeturinave të baktereve amonifikuese - përdoret për të prodhuar energji Nitrosomonas, dhe nitritet e formuara gjatë proceseve jetësore të këtyre të fundit shërbejnë si burim energjie për Nitrobakter.

Sipas koncepteve moderne, procesi i nitrifikimit ndodh në citoplazmike dhe brenda membranave citoplazmike dhe zhvillohet në disa faza. Produkti i parë i oksidimit të amoniakut është hidroksilamina, e cila më pas shndërrohet në nitrooksid (NOH) ose peroksonitrit (ONOOH), ky i fundit, nga ana tjetër, shndërrohet më tej në nitrit dhe nitrit në nitrat. I gjithë procesi i nitrifikimit ilustrohet nga diagrami i mëposhtëm:

Nitroksili, si hidroksilamina, me sa duket mund të dimerizohet në hiponitrit ose të shndërrohet në oksid azoti N20, një nënprodukt i nitrifikimit. Përveç reaksionit të parë (formimi i hidroksilaminës nga amoniumi), të gjitha transformimet e mëvonshme shoqërohen me sintezën e lidhjeve me energji të lartë në formën e ATP.

Nitrifikuesit fiksojnë CO2 përmes ciklit reduktiv pentosefosfagjik (cikli Calvin). Si rezultat i reaksioneve të mëvonshme, formohen jo vetëm karbohidratet, por edhe komponime të tjera të rëndësishme për bakteret - proteinat, acidet nukleike, yndyrnat, etj.

Për një kohë të gjatë, bakteret nitrifikuese u klasifikuan si kemolitoautotrofë të detyrueshëm. Më vonë, u morën të dhëna për aftësinë e këtyre baktereve për të përdorur disa substanca organike. Kështu, u vu re një efekt stimulues në rritje Nitrobakter nitriti, autolizati i majave, piridoksina, acidi glutamik dhe serina. Besohet se disa baktere nitrifikuese kanë aftësinë të kalojnë nga ushqimi autotrofik në heterotrofik. Megjithatë, nitrifikuesit nuk rriten në mjedise ushqyese konvencionale, pasi sasia e madhe e substancave organike lehtësisht të tretshme që përmbahen në këto media e ngadalëson zhvillimin e tyre. Sidoqoftë, në natyrë, baktere të tilla zhvillohen mirë në chernozems, pleh organik, kompost, etj. në vendet ku ka shumë lëndë organike.

Kjo kontradiktë rezulton të jetë e parëndësishme nëse krahasojmë sasinë e karbonit lehtësisht të oksidueshëm në tokë me përqendrimet e lëndës organike që nitrifikuesit duhet të përballojnë në të mbjella. Kështu, lënda organike e tokës përfaqësohet kryesisht nga substanca humike, të cilat përbëjnë 71-91% të karbonit total në chernozem, dhe substancat organike lehtësisht të tretshme në ujë përbëjnë jo më shumë se 0,1% të karbonit total. Rrjedhimisht, nitrifikuesit nuk hasin në tokë në sasi të mëdha të lëndëve organike lehtësisht të tretshme.

Akumulimi i nitrateve ndodh me ritme të ndryshme në toka të ndryshme. Sa më e pasur të jetë toka, aq më shumë përbërës të acidit nitrik mund të grumbullojë. Ekziston një metodë për përcaktimin e azotit në dispozicion të bimëve në tokë bazuar në kapacitetin e nitrifikimit. Prandaj, intensiteti i nitrifikimit mund të përdoret për të karakterizuar vetitë agronomike të tokës.

Në të njëjtën kohë, gjatë nitrifikimit, vetëm shndërrimi i një lënde ushqyese bimore - amoniaku - në një formë tjetër - acid nitrik. Megjithatë, nitratet kanë disa veti të padëshirueshme. Ndërsa joni i amonit absorbohet nga toka, kripërat e acidit nitrik lahen lehtësisht prej saj. Përveç kësaj, nitratet reduktohen si rezultat i denitrifikimit në N 2, gjë që shteron edhe rezervat e azotit të tokës. Të gjitha sa më sipër reduktojnë ndjeshëm shkallën e përdorimit të nitrateve nga bimët.

Në një organizëm bimor, kripërat e acidit nitrik duhet të reduktohen përpara se të përfshihen në sintezë, gjë që kërkon energji. Amoniumi përdoret drejtpërdrejt. Në këtë drejtim, shkencëtarët ngritën çështjen e mundësisë së zvogëlimit artificial të intensitetit të nitrifikimit duke përdorur frenues specifikë që shtypin aktivitetin e baktereve nitrifikuese dhe janë të padëmshëm për organizmat e tjerë. Tashmë janë propozuar preparate të shumta industriale të frenuesve të nitrifikimit (2-kloro-6-(triklorometil)-piridinë, nitropyrinë, etj.) të sintetizuara mbi bazën e piridinës. Frenuesit e nitrifikimit shtypin vetëm fazën e parë të nitrifikimit dhe nuk ndikojnë në nitrifikimin e dytë, si dhe heterotrofik. Kur përdoren frenuesit e nitrifikimit (nitropyrinë), efikasiteti i plehrave azotike rritet nga 50 në 80%.

""sb Nitrifikim heterotrofik. Disa mikroorganizma heterotrofikë janë gjithashtu të aftë për nitrifikim. Këto përfshijnë baktere nga gjinitë Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacteriitis, Nocardia dhe lloje të caktuara të kërpudhave nga gjinitë Fusarium, Aspergillus, Penici/lium, Cladosporium. Përcaktoi se Arthrobacter sp. në prani të substrateve organike shkakton oksidimin e amoniakut për të formuar hidroksilaminë, dhe më pas nitrite dhe nitrat. Disa baktere shkaktojnë nitrifikimin e substancave organike që përmbajnë azot si amidet, aminet, acidet hidroksamike, komponimet nitro (alifatike dhe aromatike), oksimat, etj. Megjithatë, besohet se nitrifikimi heterotrofik nuk shërben si burim energjie për ato të listuara. organizmave.

Nitrifikimi heterotrofik ndodh në kushte natyrore (toka, rezervuarë dhe nënshtresa të tjera). Mund të marrë një rëndësi dominuese, veçanërisht në kushte atipike (për shembull, me një përmbajtje të lartë të përbërjeve organike C dhe N në tokë alkaline, etj.). Mikroorganizmat heterotrofikë jo vetëm që nxisin oksidimin e azotit në kushte të tilla, por shkaktojnë edhe formimin dhe grumbullimin e substancave toksike, komponimeve me efekte kancerogjene dhe mutagjene, si dhe efekte kimioterapeutike. Për shkak të faktit se disa nga përbërjet e listuara janë të dëmshme për njerëzit dhe kafshët edhe në përqendrime relativisht të ulëta, po studiohet me kujdes mundësia e formimit të tyre në natyrë.

• Vitet e fundit, është zbuluar aftësia e baktereve për të oksiduar në mënyrë anaerobe amoniakun. Ky proces, i quajtur anammox (An-attox), luan një rol të rëndësishëm në trajtimin e ujërave të zeza. Bakteret që e kryejnë i përkasin grupit të planktomistëve. (Shënim: re