Organik moddalarning parchalanishi paytida tuproq, go'ng va suvda hosil bo'lgan ammiak tezda azotga, keyin esa nitrat kislotaga oksidlanadi. Bu jarayon nitrifikatsiya deb ataladi.

19-asrning oʻrtalarigacha, aniqrogʻi, L.Paster ijodigacha nitrat hosil boʻlish hodisasi ammiakning atmosfera kislorodi taʼsirida oksidlanishining kimyoviy reaksiyasi sifatida tushuntirilib, tuproq kimyoviy omil rolini oʻynagan deb taxmin qilingan. katalizator. L.Paster nitratlarning hosil bo'lishini mikrobiologik jarayon deb hisoblagan. Bu farazning birinchi eksperimental dalilini 1879 yilda T. Shlesing va A. Münz qo'lga kiritgan. Bu tadqiqotchilar oqava suvni qum va CaCO3 ning uzun ustunidan o'tkazdilar. Filtrlash jarayonida ammiak asta-sekin yo'q bo'lib ketdi va nitratlar paydo bo'ldi. Ustunni isitish yoki antiseptiklarni qo'shish ammiakning oksidlanishini to'xtatdi.

Biroq, yuqorida qayd etilgan tadqiqotchilar ham, nitrifikatsiyani o'rganishni davom ettirgan mikrobiologlar ham nitrifikatsiya qo'zg'atuvchilari madaniyatini ajratib ololmadilar. Faqat 1890-1892 yillarda. S. N. Vinogradskiy maxsus texnikadan foydalanib, nitrifikatorlarning sof kulturalarini ajratib oldi. S. N. Vinogradskiy nitrifikatsiya qiluvchi bakteriyalar organik moddalar bo'lgan oddiy oziq muhitida o'smaydi, degan taxminni ilgari surdi. Bu juda to'g'ri edi va o'zidan oldingilarning muvaffaqiyatsizliklarini tushuntirdi. Nitrifikatorlar atrof-muhitdagi organik birikmalar mavjudligiga juda sezgir bo'lgan kimolitoautotroflar bo'lib chiqdi. Ushbu mikroorganizmlar mineral ozuqa vositalaridan foydalangan holda ajratilgan.

S. N. Vinogradskiy nitrifikatorlarning ikki guruhi mavjudligini aniqladi - bir guruh ammiakni azot kislotasiga (NH4+→NO2-) oksidlaydi - nitrifikatsiyaning birinchi bosqichi, ikkinchisi azot kislotasini nitrat kislotaga (NO2-→NO3-) oksidlaydi - ikkinchi faza. nitrifikatsiyadan.

Hozirgi vaqtda ikkala guruhning bakteriyalari Nitrobacteriaceae oilasida tasniflangan. Bular bir hujayrali grammusbat bakteriyalardir. Nitrifikator bakteriyalar orasida morfologiyasi juda xilma-xil bo'lgan turlar mavjud - tayoqchali, ellipsoidal, sharsimon, qiyshiq va lobsimon, pleomorf. Nitrobakteriyalarning har xil turlarining hujayra o'lchamlari kengligi 0,3 dan 1 mkm gacha va uzunligi 1 dan 6,5 mkm gacha. Polar, subpolyar va peritrixial flagellation bilan harakatlanuvchi va harakatsiz shakllar mavjud. Ular asosan boʻlinish yoʻli bilan koʻpayadi, tomurcuklanma yoʻli bilan koʻpayadigan Nitrobakter bundan mustasno. Deyarli barcha nitrifikatorlar intrasitoplazmatik membranalarning yaxshi rivojlangan tizimiga ega bo'lib, ular turli turlarning hujayralarida shakli va joylashishi jihatidan sezilarli darajada farqlanadi. Bu membranalar fotosintetik binafsha rangli bakteriyalarnikiga o'xshaydi.

Nitrifikatsiyaning birinchi bosqichidagi bakteriyalar beshta avlod bilan ifodalanadi: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus va Nitrosovibrio. Hozirgi kunga qadar batafsil o'rganilgan yagona mikroorganizm Nitrosomonas europaea hisoblanadi.

Nitrosomonalar 0,8 - 1X1-2 mikron o'lchamdagi qisqa oval tayoqchalardir. Suyuq kulturada nitrosomonalar bir qancha rivojlanish bosqichlaridan o'tadi. Ikki asosiysi mobil shakl va harakatsiz zooglea bilan ifodalanadi. Harakatlanuvchi shaklda subpolyar flagellum yoki flagella to'plami mavjud. Nitrosomonasga qo'shimcha ravishda, nitrifikatsiyaning birinchi bosqichini keltirib chiqaradigan boshqa bakterial avlod vakillari tasvirlangan.

Nitrifikatsiyaning ikkinchi bosqichi Nitrobacter, Nitrospira va Nitrococcus avlodlari vakillari tomonidan amalga oshiriladi. Nitrobacter winogradskii bilan eng ko'p tadqiqotlar o'tkazildi, ammo boshqa turlar ham tavsiflangan (Nitrobacter agilis va boshqalar).

Nitrobakterlar cho'zilgan, xanjar yoki nok shaklida bo'lib, torroq uchi ko'pincha tumshug'iga o'xshash shaklga ega. G. A. Zavarzinning tadqiqotiga ko'ra, Nitrobakteriyalarning ko'payishi kurtaklanish yo'li bilan sodir bo'ladi va qiz hujayra odatda harakatchan bo'ladi, chunki unda bitta lateral joylashgan flagellum mavjud. Rivojlanish siklida harakatlanuvchi va harakatsiz bosqichlarning almashinishi ma'lum. Nitrifikatsiyaning ikkinchi bosqichini keltirib chiqaradigan boshqa bakteriyalar ham tasvirlangan.

Nitrifikator bakteriyalar odatda ammiak yoki nitritlar (oksidlanadigan substratlar) va karbonat angidrid (asosiy uglerod manbai) bo'lgan oddiy mineral muhitda etishtiriladi. Bu organizmlar azot manbalari sifatida ammiak, gidroksilamin va nitritlardan foydalanadi.

Nitrifikator bakteriyalar pH 6-8,6 da rivojlanadi, optimal pH 7,5-8. 6 dan past va 9,2 dan yuqori pH darajasida bu bakteriyalar rivojlanmaydi. Nitrifikatorlarning rivojlanishi uchun optimal harorat 25-30 ° S dir. Nitrosomonas europaea ning turli shtammlarining haroratga bo'lgan munosabatini o'rganish shuni ko'rsatdiki, ularning ba'zilari 26 ° C yoki taxminan 40 ° C da optimal rivojlanishga ega, boshqalari esa 4 ° C da juda tez o'sishi mumkin.

Nitrifikatorlar majburiy aeroblardir. Kislorod yordamida ular ammiakni azot kislotasiga oksidlaydilar (nitrifikatsiyaning birinchi bosqichi):

NH4++11/22O2→NO2-+H2O+2H+

Va keyin azot kislotasidan nitrat kislotaga (nitrifikatsiyaning ikkinchi bosqichi):

NO2-+1/2O2→NO3-

Nitrifikatsiya jarayoni bir necha bosqichda sodir bo'ladi, deb ishoniladi. Ammiak oksidlanishining birinchi mahsuloti gidroksillar bo'lib, keyinchalik nitroksit (NOH) yoki peroksonitrit (ONOH) ga aylanadi, bu esa o'z navbatida nitrit yoki nitrit va nitratga aylanadi.

Nitroksil, gidroksilamin kabi, giponitritga dimerlanishi yoki nitrifikatsiya jarayonining qo'shimcha mahsuloti bo'lgan azot oksidi N2O ga aylanishi mumkin.

Birinchi reaktsiyaga qo'shimcha ravishda (ammiakdan gidroksilamin hosil bo'lishi) keyingi barcha transformatsiyalar CO2 va boshqa biosintetik jarayonlarni bog'lash uchun mikrob hujayralari uchun zarur bo'lgan ATP ko'rinishidagi yuqori energiyali aloqalarning sintezi bilan birga keladi.

Nitrifikatorlar tomonidan CO2 fiksatsiyasi qaytaruvchi pentoza fosfat tsikli yoki Kalvin sikli orqali sodir bo'ladi. Karbonat angidrid fiksatsiyasi natijasida nafaqat uglevodlar, balki bakteriyalar uchun muhim bo'lgan boshqa birikmalar ham hosil bo'ladi - oqsillar, nuklein kislotalar, yog'lar va boshqalar.

Yaqin vaqtgacha mavjud bo'lgan g'oyalarga ko'ra, nitrifikator bakteriyalar majburiy xemolitoavtotroflar deb tasniflangan.

Endi nitrifikator bakteriyalarning ba'zi organik moddalardan foydalanish qobiliyatini ko'rsatadigan ma'lumotlar olindi. Shunday qilib, achitqi avtolizatidan nitrit, piridoksin, glutamik kislota va serin mavjudligida Nitrobakter o'sishiga ogohlantiruvchi ta'sir ko'rsatildi. Shuning uchun nitrifikator bakteriyalar avtotrofdan geterotrof oziqlanishga o'tish qobiliyatiga ega deb taxmin qilinadi. Nitrifikator bakteriyalar hali ham an'anaviy ozuqa muhitida o'smaydi, chunki bunday muhitda oson hazm bo'ladigan ko'p miqdordagi organik moddalar ularning rivojlanishini kechiktiradi.

Laboratoriya sharoitida bu bakteriyalarning organik moddalarga salbiy munosabati ularning tabiiy yashash joylariga ziddek tuyuladi. Ma'lumki, nitrifikator bakteriyalar, masalan, chernozemlarda, go'ngda, kompostlarda, ya'ni organik moddalar ko'p bo'lgan joylarda yaxshi rivojlanadi.

Ammo tuproqdagi oson oksidlanadigan uglerod miqdorini ekinlarda nitrifikatorlar ushlab turadigan organik moddalar konsentratsiyasi bilan solishtirsak, bu qarama-qarshilik osonlik bilan bartaraf etiladi.Demak, tuproq organik moddalari asosan gumus moddalari bilan ifodalanadi, masalan, ular Chernozemdagi umumiy uglerodning 71-91% ni va hazm bo'ladigan suvda eriydigan organik moddalar umumiy uglerodning 0,1% dan ko'pini tashkil qilmaydi. Binobarin, nitrifikatorlar tuproqda ko'p miqdorda oson hazm bo'ladigan organik moddalarga duch kelmaydi.

Nitrifikatsiya jarayonining bosqichli tabiati metabioz deb ataladigan, ya'ni mikroorganizmlarning hayotiy faoliyatining nobud bo'lishi bilan bir-biridan keyin rivojlanayotgan mikroblarning bunday trofik munosabatlarining tipik namunasidir. Ko'rsatilgandek, ammonifikator bakteriyalarning chiqindi mahsuloti bo'lgan ammiak Nitrosomonas tomonidan ishlatiladi va oxirgi hosil bo'lgan nitritlar Nitrobacter uchun hayot manbai bo'lib xizmat qiladi.

Qishloq xo'jaligi uchun nitrifikatsiyaning ahamiyati haqida savol tug'iladi. Nitratlarning to'planishi turli tuproqlarda har xil tezlikda sodir bo'ladi. Biroq, bu jarayon bevosita tuproq unumdorligiga bog'liq. Tuproq qanchalik boy bo'lsa, unda nitrat kislota ko'proq to'planishi mumkin. Tuproqdagi o'simliklar uchun mavjud bo'lgan azotni uning nitrifikatsiya qilish qobiliyatiga qarab aniqlash usuli mavjud. Shuning uchun nitrifikatsiya intensivligidan tuproqning agrotexnik xususiyatlarini tavsiflash uchun foydalanish mumkin.

Shu bilan birga, nitrifikatsiya jarayonida faqat bitta o'simlik ozuqa moddasi - ammiak boshqa shaklga - nitrat kislotaga aylanadi. Biroq, nitratlar ba'zi kiruvchi xususiyatlarga ega. Ammoniy ioni tuproq tomonidan so'rilsa, nitrat kislota tuzlari undan oson yuviladi. Bundan tashqari, nitratlar N2 ga denitrifikatsiya natijasida kamayishi mumkin, bu ham tuproqning azot zahiralarini yo'q qiladi. Bularning barchasi o'simliklar tomonidan nitratlardan foydalanish darajasini sezilarli darajada kamaytiradi. O'simlik organizmida nitrat kislota tuzlari sintez uchun foydalanilganda kamayishi kerak, bu esa energiya talab qiladi. Ammoniy to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi. Shu munosabat bilan bakteriyalarning faolligini bostiruvchi va boshqa organizmlar uchun zararsiz bo'lgan nitrifikatorlar - maxsus ingibitorlar yordamida nitrifikatsiya jarayonining intensivligini sun'iy ravishda kamaytirishga yondashuvlar haqida savol tug'iladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi geterotrof mikroorganizmlar nitrifikatsiyaga qodir. Geterotrof nitrifikatorlarga Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacterium, Nocardia avlodiga mansub bakteriyalar va Fusarium, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium avlodlaridan ba'zi zamburug'lar kiradi. Aniqlanishicha, Arthrobacter sp. ammiakni organik substratlar ishtirokida oksidlanib, gidroksilamin, keyin esa nitrit va nitrat hosil qiladi.

Ba'zi bakteriyalar amidlar, aminlar, gidroksam kislotalar, nitro birikmalar (alifatik va aromatik), oksimlar va boshqalar kabi azot o'z ichiga olgan organik moddalarning nitrifikatsiyasini keltirib chiqarishga qodir.

Geterotrof nitrifikatsiya tabiiy sharoitda (tuproqlar, suv omborlari va boshqa substratlar) sodir bo'ladi. U, ayniqsa, atipik sharoitlarda (masalan, gidroksidi tuproqda organik C - va N - birikmalarining yuqori miqdori bilan va boshqalar) ustun ahamiyatga ega bo'lishi mumkin. Geterotrof mikroorganizmlar nafaqat bu atipik sharoitlarda azot oksidlanishiga hissa qo'shadi, balki toksik moddalarning shakllanishi va to'planishiga ham sabab bo'lishi mumkin; kanserogen va mutagen ta'sirga ega bo'lgan moddalar, shuningdek, kimyoterapevtik ta'sirga ega bo'lgan birikmalar. Ushbu birikmalarning ba'zilari nisbatan past konsentratsiyalarda ham odamlar va hayvonlar uchun zararli bo'lganligi sababli ularning tabiiy sharoitda hosil bo'lishini diqqat bilan o'rganish kerak.

NITRİFLANGAN BAKTERİYALAR

ammiak va ammoniy tuzlarini nitrat kislota tuzlariga aylantiradi - nitratlar: nitrosobakteriyalar, nitrobakteriyalar. Tuproq va suv havzalarida tarqalgan.

TSB. Zamonaviy tushuntirish lug'ati, TSB. 2003

Shuningdek, lug'atlar, entsiklopediyalar va ma'lumotnomalarda rus tilidagi so'zning talqinlari, sinonimlari, ma'nolari va NITRIFICING BAKTERIALAR nima ekanligini ko'ring:

• NITRİFLANGAN BAKTERİYALAR
  ammiak va ammoniy tuzlarini nitrat kislota tuzlariga aylantiradi - nitratlar: nitrosobakteriyalar, nitrobakteriyalar. Tuproqlarda tarqalgan va...
• NITRİFLANGAN BAKTERİYALAR
  bakteriyalar, ammiak va ammoniy tuzlarini nitratlarga aylantiruvchi bakteriyalar; aerob, gramm-manfiy, harakatchan (bayroq bor); tuproq va suv havzalarida yashaydi. ...
• BAKTERİYALAR Biologiya ensiklopediyasida:
  , mikroskopik, odatda bir hujayrali organizmlar, ular hosil bo'lgan yadroning yo'qligi bilan tavsiflanadi (qarang prokariotlar). Hamma joyda tarqalgan: tuproqda, suvda, havoda, ...
• BAKTERİYALAR Katta ensiklopedik lug'atda:
  (yunoncha bakterion — tayoq) mikroskopik, asosan bir hujayrali organizmlar guruhi. Ular "yadrodan oldingi" shakllarga - prokariotlarga tegishli. Zamonaviy tasnifning asosi ...
• BAKTERİYALAR Buyuk Sovet Entsiklopediyasida, TSB:
  (yunoncha bakterion — tayoqcha) mikroskopik, asosan bir hujayrali, hujayra devoriga ega boʻlgan, tarkibida koʻp miqdorda dezoksiribonuklein kislotasi (DNK) boʻlgan katta guruh (turi), ...
• BAKTERİYALAR
• BAKTERİYALAR Zamonaviy entsiklopedik lug'atda:
  (yunoncha bakterion — tayoq) mikroskopik, asosan, bir hujayrali organizmlar guruhi. Ular hujayra devoriga ega, ammo aniq belgilangan yadroga ega emaslar. Qayta ishlab chiqarilmoqda...
• BAKTERİYALAR Entsiklopedik lug'atda:
  [qadimgi yunoncha (pal (och) ka)] faqat mikroskop ostida koʻrinadigan pastki bir hujayrali oʻsimlik organizmlari. tabiatda keng tarqalgan (chirigan, fermentatsiya...
• NITRAFLASH
  NITRİFLANGAN BAKTEREYALAR ammiak va ammoniy tuzlarini azot tuzlari - nitratlarga aylantiradi: nitrosobakteriyalar, nitrobakteriyalar. Tuproqlarda tarqalgan va...
• BAKTERİYALAR Katta rus entsiklopedik lug'atida:
  BAKTERİYALAR (yunoncha bakt;rion — tayoqcha), mikroskopik guruh, asosan. bir hujayrali organizmlar. Ular "yadrodan oldingi" shakllarga - prokariotlarga tegishli. ga qarab…
• BAKTERİYALAR
• BAKTERİYALAR Collier lug'atida:
  membrana bilan o'ralgan hujayra yadrosining yo'qligi bilan tavsiflangan bir hujayrali mikroorganizmlarning katta guruhi. Biroq, bakteriyaning genetik materiali (deoksiribonuklein kislotasi yoki DNK) ...
• BAKTERİYALAR Xorijiy so'zlarning yangi lug'atida:
  ((gr. bakteria pal(och)ka) mikroskopik, asosan bir hujayrali, hujayra devoriga ega, lekin shakllangan yadroga ega boʻlmagan organizmlar guruhi (turi) (uning roli ...
• BAKTERİYALAR Xorijiy iboralar lug'atida:
  [guruh (turi) mikroskopik, asosan. hujayra devoriga ega bo'lgan, lekin shakllangan yadroga ega bo'lmagan bir hujayrali organizmlar (uning rolini dezoksiribonuklein kislotasi molekulasi o'ynaydi...
• BAKTERİYALAR Efremova rus tilining yangi izohli lug'atida:
  pl. Bir hujayrali...
• BAKTERİYALAR Lopatinning rus tili lug'atida:
  bakteriyalar, -y, birliklar. -`eriya,...
• BAKTERİYALAR Rus tilining to'liq imlo lug'atida:
  bakteriyalar, birliklar -eriya,...
• BAKTERİYALAR Imlo lug'atida:
  bakteriyalar, -y, birliklar. -`eriya,...
• BAKTERİYALAR Zamonaviy tushuntirish lug'atida, TSB:
  (yunoncha bakterion — tayoq) mikroskopik, asosan bir hujayrali organizmlar guruhi. Ular "yadrodan oldingi" shakllarga - prokariotlarga tegishli. Zamonaviy tasnifning asosi ...
• BAKTERİYALAR Efrayimning tushuntirish lug'atida:
  bakteriyalar pl. Bir hujayrali...
• BAKTERİYALAR Efremova rus tilining yangi lug'atida:
  pl. Bir hujayrali...
• BAKTERİYALAR Rus tilining katta zamonaviy tushuntirish lug'atida:
  pl. Bir hujayrali...
• BAKTERİYALAR: BAKTERİYALAR VA KASALLIKLAR Collier lug'atida.
• MIKROORGANIZMLARNI NITRLASHTIRISH Tibbiyot nuqtai nazaridan:
  (sin. nitrifikator bakteriyalar) ammiak va ammoniy tuzlarini oksidlanishiga olib keladigan aerob tuproq bakteriyalari nitritlarga, nitritlar esa nitratlarga ... ajralib chiqishiga olib keladi.
• BAKTERİYALARNI NITRLASH Tibbiyot nuqtai nazaridan:
  mikroorganizmlarga qarang...
• XROMOGEN BAKTERİYALAR
  turli bo'yoqlar yoki pigmentlar hosil qiladi, buning natijasida ularning tabiatda va sun'iy madaniyatlarda to'planishi turli xil ranglarda bo'yaladi ...
• Oltingugurt bakteriyasi Brokxauz va Evfron entsiklopedik lug'atida.
• YORILGAN BAKTERİYALAR Brokxauz va Evfron entsiklopedik lug'atida:
  (fotojenik) - bakteriyalar orasida ajoyib fiziologik guruhlardan biri. Ular baliq, kerevit va dengizlarning o'lik aholisining porlashiga, aks holda fosforga sabab bo'ladi.
• XROMOGEN BAKTERİYALAR
  ? turli xil bo'yoqlar yoki pigmentlarni hosil qilish, buning natijasida ularning tabiatda va sun'iy madaniyatlarda to'planishi rangli bo'ladi ...
• Oltingugurt bakteriyalari* Brokxauz va Efron entsiklopediyasida.
• YORILGAN BAKTERİYALAR Brokxaus va Efron entsiklopediyasida:
  (fotojenik)? bakteriyalar orasida ajoyib fiziologik guruhlardan biri. Ular? dengizlarning o'lik aholisining porlashi, aks holda fosforlanish sababi ...
• BAKTERİYALAR: BAKTERİYALARNING TUZILISHI VA HAYOT FAOLIYATI Collier lug'atida:
  Maqolaga BAKTERİYALAR Bakteriyalar ko'p hujayrali o'simliklar va hayvonlar hujayralaridan ancha kichikdir. Ularning qalinligi odatda 0,5-2,0 mikron, uzunligi esa ...
• XEMOSINTET ETILGAN BAKTEREYALAR Biologiya ensiklopediyasida:
  , uglerod - karbonat angidrid manbai sifatida kimyoviy reaktsiyalar energiyasidan (nafas olish paytida noorganik moddalarning oksidlanishi) foydalaning. Nitrifikatsion bakteriyalar topildi...
• VINOGRADSKIY SERGEY NIKOLAEVIC Qisqacha biografik entsiklopediyada:
  Vinogradskiy, Sergey Nikolaevich - mashhur botanik, bakteriolog. 1856 yilda tug'ilgan. Kiev, Sankt-Peterburg, Strasburg va Syurix universitetlarida tahsil olgan. ...
• XEMOSINTEZ Buyuk Sovet Entsiklopediyasida, TSB:
  (kimyo... va sintezdan), toʻgʻrirogʻi – xemolitoavtotrofiya, uglerodning yagona manbai sifatida CO2ni assimilyatsiya qilishga qodir boʻlgan baʼzi bakteriyalarga xos boʻlgan oziqlanish turi...
• MODDALAR ALMASHINUVI Buyuk Sovet Entsiklopediyasida, TSB:
  moddalar yoki metabolizm - bu hayotning asosi bo'lgan tirik tizimlarda moddalar va energiyaning o'zgarishining tabiiy tartibi bo'lib, u ...
• MIKROORGANIZMLAR Buyuk Sovet Entsiklopediyasida, TSB:
  mikroblar, asosan bir hujayrali tirik mavjudotlarning katta guruhi, faqat mikroskop ostida ko'rinadigan va o'simliklar va hayvonlardan ko'ra soddaroq tashkil etilgan. M ga....
• AEROBLAR Buyuk Sovet Entsiklopediyasida, TSB:
  aerob organizmlar (aero... va yunoncha bios - hayot), nafas olishning aerob turiga ega bo'lgan organizmlar, ya'ni yashashga va ...

Qadim zamonlarda, ushbu sayt yaratilishidan oldin o'ylab topilgan ushbu material men uchun haqiqiy tuzoq bo'lib chiqdi. Internet-forumlardagi faol pozitsiya mendan har safar juda ko'p so'z yozishni talab qildi; men ma'lumotni keyinchalik unga murojaat qilishim uchun jamlashni va tizimlashtirishni xohlardim. Aslida, bu g'alati tropik baliqlar va uzoq biotoplar haqida yozish o'rniga, quvurlar va gubkalarning xira dunyosiga sho'ng'ishning yangi darajasini anglatardi. Va nihoyat, men hech narsa yozishni to'xtatdim. Agar Sergey Anikshteyn meni asarni ozmi-ko'p o'qilishi mumkin bo'lgan holatga keltirishga va jasorat to'plab, uni nashr etishga undamaganida, material mening kompyuterimda qolgan bo'lardi. Matn, unga bir qator yangi paragraflar qo'shilganiga qaramay, juda qo'pol. Yillar o'tgandan keyin ham, ba'zi fikrlar men uchun bahsli ko'rinadi yoki hech bo'lmaganda qo'shimcha tekshirishni talab qiladi. Biroq, akvarium xo'jaligi faqat bitta to'g'ri fikr bo'lishi mumkin bo'lgan va bo'lishi kerak bo'lgan soha emas va ba'zida qarama-qarshi qarorlar bizning biznesimizda bir xil darajada yaxshi natijalarga olib keladi. Har holda, taqdim etilgan material ushbu masalalarni tushunishni istagan akvarist uchun yaxshi boshlanish nuqtasi bo'ladi deb o'ylayman. Ammo bu erda eng muhimi, haddan tashqari texno-fetishizmga tushmaslikdir, chunki dunyoda kimyoviy reaktsiyalar, filtrlar va nasoslardan ko'ra ko'proq qiziqarli va qiziqarli narsalar mavjud.

* * *

Zamonaviy akvarium xo'jaligida filtrlar hayotni qo'llab-quvvatlashning eng muhim vositalaridan biridir. Akvarium yopiq biologik makon bo'lib, unda organik qoldiqlarning doimiy to'planishi mavjud: baliqlar suvni ifloslantiradigan sirlarni ishlab chiqaradi; ortiqcha iste'mol qilinmagan oziq-ovqat, o'simliklarning o'lik qismlari va boshqalar. Tabiiy suv omborlarida chiqindilarning suvdagi kontsentratsiyasi ancha barqaror, chunki uning bir qismi minerallarga qayta ishlanadi va o'simliklar tomonidan o'zlashtiriladi, boshqa qismi esa suv oqimi bilan birga amalga oshiriladi. Akvariumda baliq zahiralarining zichligi tabiiydan sezilarli darajada oshadi, shuning uchun metabolik mahsulotlar va ularning noorganik hosilalari uning aholisiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Akvariumdan ortiqcha mineral va organik qoldiqlarni olib tashlash va undagi baliqlar uchun maqbul yashash sharoitlarini yaratishning asosiy usullari filtrlash, tozalash, suvni o'zgartirish va sorbing kimyosidan foydalanish hisoblanadi.

Filtr tizimlari, nasoslar, sifonlar va changni yutish vositalari bilan ishlash ko'nikmalari bilan bir qatorda, akvarist ma'lum miqdorda nazariy bilimga ega bo'lishi kerak. Zamonaviy akvarium fanining ajralmas qismi "azot aylanishi" deb ataladi. Agar siz eski kitoblarni ochsangiz, u erda biofiltrlar yoki azot aylanishi haqida hech qanday so'z topa olmaysiz. Birinchisi o'sha paytda mavjud emas edi, ikkinchisi esa o'z-o'zidan davom etdi, "eski maktab" akvaristlari ishga tushirilgandan bir necha hafta o'tgach, o'z-o'zidan paydo bo'ladigan "biologik muvozanat" haqida gapirganda, bu haqda noaniq taxmin qilishgan. Qoidaga ko'ra, neytral yoki kislotali suvli zich o'sgan akvariumlar mavjud edi, ularda "characinka" yoki "tirik tashuvchi" yashaydi, bu erda tirik o'simliklar zaharli ammoniy birikmalarini juda baquvvat ravishda so'radi va agar ular kichik qoldiq dozalarda bo'lsa, asosan shaklda bo'ladi. nisbatan xavfsiz ammoniy ionlarining NH 4+. Bundan tashqari, ko'p sonli o'simliklar va kam sonli baliqlarga ega bo'lgan "Gollandiya akvariumlarida" nitratlar sun'iy ravishda kiritilgan!

1970-yillardan beri akvarium sevimli mashg'ulotlarini qamrab olgan cichlid jinniligi akvariumchilardan biofiltratsiya haqida ko'proq ma'lumotga ega bo'lishni talab qildi. Garchi bundan oldin bu segment allaqachon dengiz akvaristlari tomonidan o'zlashtirilgan edi. Ular birinchi bo'lib zaharli azot muammosiga duch kelishdi va tegishli suv tozalash tizimlarini ishlab chiqishni boshladilar. "Dengizchilar" va cichlid qo'riqchilaridan keyin boshqa akvaristlar ham bu muammoni hal qilishdi va akvarium filtrlarini ishlab chiqarish akvarium sanoatining butun bir tarmog'iga aylandi.

Ushbu material shaxsiy amaliy tajriba va turli manbalardan olingan ma'lumotlarni umumlashtiradi va tizimlashtiradi. Ularning ro'yxati oxirida keltirilgan. Ushbu materialni tuzishda menga akva forumlaridagi nashrlari va bayonotlari yordam bergan barchaga minnatdorchilik bildirmoqchiman.

Azot aylanishi, nitrifikatsiya

Yenmagan oziq-ovqat va baliq iste'mol qilmaydigan najas bilan chiqariladigan oqsillar suvdagi organik birikmalarning asosiy etkazib beruvchilari bo'lib, ularda turli mikroorganizmlar tomonidan amalga oshiriladigan biologik o'zgarishlar tsikli boshlanadi. Ushbu tsiklning birinchi bosqichida murakkab azot o'z ichiga olgan organik birikmalar oddiy noorganik birikmalarga - mineralizatsiya deb ataladigan qayta ishlanadi. Azot hayvonlar va o'simliklar uchun zarur bo'lgan asosiy elementlardan biridir. U hayvon va o'simlik oqsillarida mavjud. Baliq axlati, oziq-ovqat va o'simlik qoldiqlari, o'lik organizmlarning parchalanishi natijasida ammiak NH 3 (ammiak) hosil bo'ladi. Ammiak suvda joylashgan H + vodorod ionlari yoki suv molekulalari bilan ta'sir o'tkazish qobiliyatiga ega, ammoniy NH 4 + (ammiak) ionlarini hosil qiladi:

NH 3 + H + = NH 4 +

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

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

keyin esa nitrat ionlariga (“a” harfi bilan) NO 3 - .

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

Ammiak va ammoniy ionlarining nitrit ionlariga, keyin esa nitrat ionlariga oksidlanish jarayonlari nitrifikatsiya deyiladi. Ushbu jarayonlar aerob (ya'ni kislorodga boy) muhitda akvariumda mavjud bo'lgan nitrifikatsion bakteriyalar ta'sirida sodir bo'ladi. Nitrifikatsiyaning amaliy ma'nosi azotli birikmalarni juda zaharli shakllardan (ammiak, nitrit) past zaharli (nitrat) ga aylantirishdir. Nitratlar ham zararli, ammo avvalgi azotli birikmalar kabi emas. Ammo azot aylanishi bu bilan to'xtamaydi. Buning aksi ham bor - denitrifikatsiya deb ataladigan tiklash jarayoni, biz ko'pincha hozir foydalanmaymiz. Shuning uchun, akvarium amaliyotida azot aylanishi ko'pincha faqat nitrifikatsiya nuqtai nazaridan ko'rib chiqiladi. Bu jihatdan zamonaviy akvariumni saqlash aslida "uzoq muddatli oqim" tamoyili asosida qurilgan, ya'ni. Nitrat akvariumdan ifloslangan suvni toza suv bilan almashtirish orqali chiqariladi. Nitratlarni o'zlashtiradigan tirik o'simliklar ham muhim rol o'ynaydi. O'simliklar kam yoki umuman bo'lmagan cichlid akvariumida biotizimning biologik muvozanati va baliqning salomatligi ko'p jihatdan texnik jihozlarga va muntazam parvarishlarga bog'liq. Yaxshi shamollatish va filtrlash bunday tizimning normal ishlashi uchun zaruriy shart bo'lib, nitrat konsentratsiyasini xavfsiz darajada ushlab turish toza suvning intensiv infuziyalari orqali amalga oshiriladi. Bir qator muqobil echimlar (jumladan, maqolaning uchinchi qismida muhokama qilinadigan denitrifikatsiyaning biologik usullari) mavjudligiga qaramay, chelaklar va shlanglar akvarium uchun zaruriy uskunalardir.

Azotli birikmalarning toksikligi

Molekulalari ikkita N 2 atomidan tashkil topgan azot gazining o'zi kimyoviy va biologik jihatdan inert va amalda zararsizdir. Ammo akvariumda to'plangan azotli birikmalar uning aholisiga zarar etkazishi mumkin. Nitrifikatsiya jarayonida akvariumdagi azot birikmalarining kontsentratsiyasining o'zgarishi sxematik tarzda grafikda ko'rsatilgan.

"Baliqchilik ahamiyatiga ega bo'lgan suv havzalarida suv uchun zararli moddalarning ruxsat etilgan maksimal kontsentratsiyasi (MAC) va taxminiy xavfsiz ta'sir qilish darajasi (SAEL) uchun baliqchilik standartlari ro'yxati" (M.: VNIRO nashriyoti, 1999), azot birikmalarining MPC ga muvofiq. baliq uchun:
ammiak - 0,05 mg/l;
ammoniy - 0,5 mg/l;
nitrit - 0,08 mg/l (nitrit-azot konsentratsiyasi qiymati);
nitrat - 40 mg/l.

Amaliyot shuni ko'rsatadiki, akvarium baliqlari qisqa muddatda sezilarli darajada yuqori azot dozalariga bardosh bera oladi, ammo bu qiymatlardan oshib ketmaslik kerak.

Ammiak juda zaharli birikma. U baliqning qoniga va ichki organlariga osongina kiradi, u erda to'planadi va keyin juda uzoq vaqt davomida, haftalargacha chiqariladi, ya'ni. bir marta ammiak bilan zaharlangan baliq bir muncha vaqt o'tgach, hech qanday tashqi belgilarsiz o'lishi mumkin. Ammiak bilan zaharlanish, shuningdek, baliqlarni stressga moyil qiladi va kasalliklarga chidamliligini zaiflashtiradi. Har xil baliq turlari uchun ionlashtirilmagan ammiakning o'lim darajasi taxminan 0,2-0,5 mg / L ni tashkil qiladi. Ammoniy ionlari ham zaharli, ammo kamroq darajada. Tuzli suvda ammiakning toksikligi kamayadi. Suvdagi NH 3 va NH 4 + kontsentratsiyasining nisbati uning kislotaligi va haroratiga ham bog'liq: kislotali va sovuq suvda ammiak deyarli yo'q, ishqoriy va issiq muhitda uning konsentratsiyasi ortadi. Shuning uchun, akvarium adabiyotida baliq zaharlanishining oldini olish uchun suvni kislotalash tavsiya etiladi. PH ning pasayishi aslida ammiakning toksikligining pasayishiga olib keladi, ammo shu bilan birga ammiakni qayta ishlaydigan nitrifikator bakteriyalarning faolligi pasayadi. Va pH 5 dan past bo'lsa, ularning hayotiy faoliyati amalda to'xtaydi.

Muammo biz uchun mavjud bo'lgan sinovlar ammiakni ammoniydan ajratmasdan, ammoniy birikmalarining umumiy kontsentratsiyasini ko'rsatishi bilan murakkablashadi. Ularning foizini pH va suv haroratiga asoslangan maxsus jadvallar yordamida aniqlash mumkin. Sinov nol qiymatni ko'rsatishi uchun filtrlashni tashkil qilish yaxshidir.

Biroq, pH qiymati 7 yoki undan past bo'lsa, ammiak bilan zaharlanish xavfi deyarli nolga teng degan fikr mavjud. Bunga dalil sifatida shuni ko'rsatadiki, akvaristlar asosan tropik "kislota-suv" baliqlarini saqlagan "chixliddan oldingi" davrda ammiak bilan zaharlanish holatlari juda kam bo'lgan va bu muammo faqat "moda" paydo bo'lishi bilan paydo bo'lgan. ” gidroksidi suvga muhtoj bo'lgan afrikalik cichlidlar uchun. Menimcha, bu noto'g'ri dalil, chunki u ilgari barcha akvariumlar, shu jumladan, akvariumlar ham muhim nuqtani hisobga olmaydi. ko'chatxonalarda, albatta, tabiiy biofiltr va aerator vazifasini bajaradigan va juda muvaffaqiyatli bo'lgan o'simliklar mavjud. Bundan tashqari, yuqorida aytib o'tilganidek, ammoniy ionlari ham zararsiz emas va agar to'plangan bo'lsa, uzoq muddatli zaharlanishga olib kelishi mumkin.

Alohida muammo - bu musluk suvida ammoniy birikmalarining mavjudligi (bundan buyon matnda biz ularni odatda "ammiak" deb ataymiz) - kuzgi yomg'irlar va bahorgi toshqinlar davrida kontsentratsiya 0,5-1 mg / l ga yetishi mumkin. Bu "" maqolasida batafsilroq muhokama qilinadi. Bundan tashqari, ammiak bu erda mutlaq kontsentratsiyasi tufayli emas, balki suvning katta o'zgarishi paytida akvariumdagi tarkibidagi keskin sakrash tufayli xavflidir.

Nitrit ham zaharli hisoblanadi. Nitrit-azot konsentratsiyasi 0,1 mg/l dan ortiq (yoki umumiy nitrit-ion kontsentratsiyasi 0,33 mg/l dan ortiq) bo‘lgan baliqning suvda uzoq vaqt qolishi maqsadga muvofiq emas, 1 mg/l dozasi o‘limga olib kelishi mumkin.

Eslatma: Nitrit miqdori uchun ikkita o'lchov shkalasi mavjud: umumiy nitrit ion kontsentratsiyasi (NO 2 -), ya'ni. azot va kislorod miqdori; va nitrit-azot kontsentratsiyasi (NO 2 - N), ya'ni. nitrit ionida faqat azotning tarkibi. Ushbu ko'rsatkichlarning nisbati 3,3 ni tashkil qiladi, ya'ni bitta qiymatni bilib, ikkinchisini hisoblashingiz mumkin. Kitoblar odatda nitrit-azot kontsentratsiyasini ko'rsatadi, ammo akvarium testlarida - qoida tariqasida, umumiy nitrit-ion kontsentratsiyasi.

Yana bir bor ta'kidlashni istardimki, normal ishlaydigan akvariumda ammiak va nitrit miqdori nolga teng bo'lishi kerak.

Nitratlar ammiak va nitritlarga qaraganda sezilarli darajada kamroq zaharli. NO 3 ionlarining konsentratsiyasi ko'pchilik baliq turlari uchun xavfsiz hisoblanadi - 50 mg / l gacha. Nitrat miqdori 400 mg / l gacha bo'lgan akvariumlar mavjud bo'lsa-da (!!!), bu hech qanday holatda harakat qilish uchun tavsiya sifatida ko'rib chiqilmasligi kerak. Shu bilan birga, cichlidlarning turlari mavjud, masalan, vahshiylar orasida Uaru fernandesyepezi farovonlik allaqachon 10-20 mg / l konsentratsiyada yomonlashadi. Ammo, agar biz zaharlanish yoki sog'lig'ining yomonlashuvining aniq belgilarini ko'rmagan bo'lsak ham, baliq sog'lom ko'rinadi va tuxum qo'yadi, uzoq muddatda nitratlar muammoli turlarda va keksa baliqlarda geksamitoz va boshqa kasalliklarning asosiy sabablaridan biri hisoblanadi. noto'g'ri ovqatlanishdan ham zararli ta'sir, garchi ularning salbiy ta'siri darhol paydo bo'lmasa. Nitratlar nisbatan kichik va rasmiy ravishda "xavfsiz" kontsentratsiyalarda ham sezilmas darajada, lekin, albatta, bizning uy hayvonlarining umrini qisqartiradi. Nitrit yoki ammoniy fonida (etarli biofiltratsiya bilan) nitratlar bilan birlashganda zaharli "kumulyativ ta'sir" mavjudligini taxmin qilish uchun asoslar mavjud. Shuning uchun, nisbatan oddiy turlar uchun NO 3 kontsentratsiyasi minimal bo'lishi uchun suvni almashtirish rejimini o'rnatish yaxshiroqdir. Bundan tashqari, nitrat konsentratsiyasining keskin o'zgarishiga yo'l qo'ymaslik kerak, bu nafaqat yuqoriga, balki pastga, xususan, baliqni boshqa idishga o'tkazishda yoki katta suv o'zgarishlarida.

Azot birikmalari bilan baliq zaharlanishining belgilari adabiyotda juda yaxshi tasvirlangan. Xususan, bu haqda vitawater.ru veb-saytida joylashtirilgan "Akvarium suvining tarkibi: asosiy muammolar" maqolasida o'qishingiz mumkin. U yerdan siz markali va "xalq" (tuz, kaliy permanganat, metilen ko'k) maxsus preparatlar yordamida baliqning farovonligini qanday yaxshilashni o'rganishingiz mumkin. Biroq, agar siz dastlab hamma narsani oqilona qilsangiz: akvariumni yaxshi filtrlash uskunasi bilan jihozlang va to'g'ri parvarish qilishni ta'minlang, ya'ni. "kasallik" sababini yo'q qiling, uning belgilari bilan shug'ullanishga hojat qolmaydi.

Filtrlash turlari

Akvarium filtrlarining asosiy maqsadi suvni tozalash va undan keraksiz tarkibiy qismlarni (organik va mineral zarralar, molekulalar, ionlar, mikroorganizmlar) olib tashlashdir. Filtrni uchta asosiy turga bo'lish mumkin:

Mexanik;
- biologik;
- kimyoviy.

Mexanik filtrlash- suvda to'xtatilgan zarralarni ushlab turish. Mexanik filtrlash bilan suv oqimi ba'zi nozik gözenekli materiallardan o'tadi, ularda nisbatan katta axloqsizlik va akvarium qoldiqlari saqlanadi. Odatda filtrlash substrati sifatida sintetik gubkalar va yuvish uchun matolar, maxsus ko'pikli kauchuk, sintetik to'ldiruvchi poliester va boshqalar ishlatiladi.

Nazariy jihatdan tozalash samaradorligi filtr materialining zarracha kattaligi yoki o'tish kanallarining diametri kamayishi bilan ortadi. Biroq, bu pasayish faqat ma'lum chegaralarda mumkin, chunki bu suyuqlik oqimiga qarshilikni kuchaytira boshlaydi va filtr ish faoliyatini pasaytiradi. Har xil o'lchamdagi o'tish kanallari bo'lgan filtr elementlaridan foydalanish yaxshiroq deb ishoniladi. Suv doimiy ravishda kamayib boruvchi kanallari bo'lgan qatlamlardan ketma-ket o'tib, filtrning butun hajmida bir tekisda tozalanadi. Tashqi va ayrim turdagi ichki filtrlarda ko'p qatlamli filtr elementi (keramika halqalari - katta gözenekli va nozik g'ovakli gubkalar - to'ldiruvchi polyester) ishlatiladi. Mexanik filtr ishlaganda filtrlangan material unda to'planadi, shuning uchun filtr elementini muntazam yuvish kerak.

Mexanik filtrlash shuningdek, suv o'zgarishi paytida pastki qismini sifon (tuproq sifon) bilan muntazam tozalashni o'z ichiga oladi.

Biologik filtrlash- organik moddalarni parchalash va yuqori zaharli ammiak, ammoniy va nitritni kam zaharli nitratga (va to'liq tsiklda - azot gaziga) aylantirish uchun ammonifikatsion va nitrifikatorlar tomonidan amalga oshiriladigan ko'p bosqichli, ko'p bosqichli jarayon. Bu jarayon tabiiy ravishda to'g'ridan-to'g'ri akvariumda sodir bo'lishi mumkin, ammo yaxshi natijaga erishish uchun maxsus qurilma - biofiltr kerak bo'ladi.

Biologik va mexanik filtrlash bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Birinchidan, chunki bir xil filtr mexanik va biologik sifatida xizmat qilishi mumkin. Ikkinchidan, akvariumni organik aralashmalardan tozalash vazifasi bir vaqtning o'zida ham biologik, ham nitrifikatsiya, ham mexanik, ya'ni akvariumdan kirni to'g'ridan-to'g'ri olib tashlash orqali hal qilinadi. Va shunday qilib, kuchli mexanik filtrlash biofiltrdagi yukni engillashtiradi va aksincha.

Kimyoviy filtrlash, bu akvarium amaliyotida birinchi navbatda tushuniladi sorbsiya, o'ziga xos tur hisoblanadi. Kimyoviy filtrlar yordamida akvariumdagi (yoki yangi to'ldirilgan) suvdan zararli organik va noorganik moddalar chiqariladi, shuningdek, suv parametrlarini o'zgartirish va unga foydali moddalar qo'shilishi mumkin. Sorbsiya xarakteriga ko'ra adsorbentlar - o'zlarining (odatda yuqori darajada rivojlangan) yuzasida moddani yutuvchi jismlar va so'rilgan moddani bog'laydigan, u bilan kimyoviy o'zaro ta'sirga kirishadigan kimyoviy absorberlar farqlanadi. Alohida guruh ion almashinadigan sorbentlardan iborat bo'lib, ular eritmalardan bir turdagi ionlarni o'zlashtiradi va eritmaga boshqa turdagi ionlarni ekvivalent miqdorda chiqaradi. Kimyoviy filtrlash adsorbent sifatida faollashtirilgan ugleroddan foydalangan holda eng keng tarqalgan va mashhur usuldir. Bir qator boshqa kimyoviy plomba moddalari ham qo'llaniladi. Bular zeolit ​​guruhidagi minerallar, sintetik ion almashinadigan qatronlar va torf. Zeolitlar va ion almashinadigan smolalar ammiak, nitratlar, fosfatlar va boshqalarni o'ziga singdirib, o'rniga natriy, xlor, sulfat va boshqalarning zararsiz ionlarini chiqaradi. Torf suvni ozgina kislotalaydi va unga turli xil biologik faol moddalarni kiritadi. Kimyoviy filtrlash shuningdek, ammiakni ajratish uchun parchalanishdan oldin organik molekulalarni suvdan olib tashlaydigan skimmer ustunlarini ham o'z ichiga oladi. Ozonizatorlar, shuningdek, ma'lum darajada, organik moddalarni oksidlash orqali kimyoviy filtrlashni amalga oshiradilar.

Filtrlashdan tashqari, suvni sterilizatsiya qilish ham akvarium amaliyotida uni tozalash usuli sifatida qo'llaniladi. Sterilizatsiya usullari ozonlash va ultrabinafsha nurlanishdir.

Nitrifikatsion bakteriyalar

Nitrifikatsiya jarayoni oksidlanish jarayoni bo'lib, unda tabiiy ravishda kislorod katta rol o'ynaydi. Biroq, agar akvariumda mikroorganizmlar ko'p bo'lmasa, bu jarayon ancha sekinroq sodir bo'ladi. Ushbu mikroorganizmlar birgalikda "faollashtirilgan loy" sifatida ham tanilgan.

Dastlabki ishlarni organik moddalarni ammiakga aylantiradigan mineralizatorlar bajaradi. Ko'pgina mikroskopik suv aholisi bu qobiliyatga ega. Shuning uchun, printsipial jihatdan, har bir o'ziga xos akvarium uchun turlar to'plami boshqacha bo'lishi mumkin. Xususan, bu bakteriyalar Ahromobacter, Micrococcus, Flavobacterium, Paracoccus va hokazo. Ularning koloniyalari bosqichma-bosqich shakllanadi. Ba'zi turlar boshqalarni almashtiradi. Yaqinda ishga tushirilgan akvariumdagi suvning bulutliligi ("bakterial loyqalik" deb ataladi) ba'zi mikroorganizmlarning, ko'pincha siliatlarning portlovchi ko'payishining namoyon bo'lishi, ularning asta-sekin boshqalar bilan almashtirilishi va / yoki aholi sonining pasayishi.

Azot aylanishining har bir bosqichi o'z bakteriyalari tomonidan amalga oshiriladi. Ammiakni oksidlovchi bakteriyalar Nitrosokokk Va Nitrosomonalar NH 3 (NH 4 +) => NO 2 - va nitrit oksidlovchi jarayonini amalga oshiring. Nitraspira Va Nitrobakter- jarayon NO 2 - => NO 3 - .

Akvariumni foydali bakteriyalar bilan kolonizatsiya qilish jarayoni asta-sekin sodir bo'ladi. Muvaffaqiyatli ishlash uchun ular ma'lum shartlarni talab qiladi: oziq-ovqat (ammiak va nitritlar), kislorod, maqbul gidrokimyo, harorat va ular joylashadigan substrat. Tadqiqotlarga ko'ra, bakteriyalar rivojlanishi uchun maqbul sharoitlar Nitraspira spp.: nitrit konsentratsiyasi 0,35 mM, pH 7,6-8,0, harorat 39 ° S. Ikkinchisi, albatta, akvariumni bunday haddan tashqari haroratga qizdirish zarurligini anglatmaydi, aksariyat akvarium baliqlari uchun bu halokatli. Nitrifikatorlar 22-28 ° S haroratda yaxshi ishlaydi. Shuni ham yodda tutish kerakki, yuqori harorat va pH darajasida ionlashtirilmagan ammiakning ulushi ortadi.

Ammonifikatsiya qiluvchi va nitrifikatsiya qiluvchi bakteriyalar uchun asosiy yashash joyi (substrat) turli xil plombalarning katta hajmli va katta sirt maydoniga ega bo'lgan filtrlar, ayniqsa tashqi filtrlardir. Albatta, bu bakteriyalar suv ustunida ham yashaydi, lekin u erda ularning soni ancha kam. Asos sifatida, har qanday sirt substrat sifatida mos keladi, lekin u etarlicha katta maydonga ega bo'lishi kerak. Ishlaydigan aholini yaratish uchun akvariumning yalang'och devorlari etarli emas. Biologik filtrsiz akvariumlarda tuproq substrat vazifasini bajaradi, ammo nitrifikatsiyaning yana bir muhim komponenti - kislorod etishmasligi mavjud. Shuning uchun, nitrifikatorlarni kolonizatsiya qilish uchun oqim biofiltr optimal hisoblanadi. Shuningdek, "" maqolasiga qarang.

Nitrifikator bakteriyalar hamma joyda, hatto xlorli musluk suvida va havoda (alohida hujayralar yoki mikrokoloniyalar) mavjud bo'lsa-da, yangi boshlangan akvariumda ular halokatli darajada kam. Bakteriyalar tez ko'payadi - 12-32 soat ichida populyatsiya ikki baravar ko'payadi. Biroq, akvariumlar va biofiltrlarni o'rganishga ko'ra, nitrifikatsiyani o'rnatish uchun 12 dan 22 kungacha vaqt ketadi.

Dastlab, akvariumda nitritlar yo'q, faqat ammiak va ammoniy, faqat ammiakni oksidlovchi bakteriyalar tug'iladi. Nitritlar paydo bo'lganda, nitrit oksidlovchi bakteriyalar harakatga keladi. Bundan tashqari, nitrit oksidlovchi bakteriyalar koloniyasi tezroq, uning o'sishi sekinroq va xuddi shu ta'sir ostida birinchi koloniyaga qaraganda ko'proq zarar ko'rishi mumkin, deb ishonish uchun asoslar mavjud. Masalan, bu ma'lum Nitraspira ortiqcha ammiak bilan ham bostirilishi mumkin. Va agar siz ularning oziq-ovqatlari birinchi koloniya tomonidan ta'minlangan deb hisoblasangiz, nega yangi akvariumda nitritlarni qayta ishlash kechikishi uzoq davom etishi ajablanarli emas. Va keyin, aksincha, ammiak tugaydi va ammiakni oksidlovchi bakteriyalar och qola boshlaydi va populyatsiyani kamaytiradi, ammo endi nitrit oksidlovchi bakteriyalar uchun juda ko'p oziq-ovqat mavjud ... Shunday qilib, biz ikkita o'zaro bog'langan, ammo muvozanatsiz tsiklni olamiz. ularning cho'qqilari va chuqurliklari bilan va biofiltratsiya vazifasi bu tsikllarni sinxronlashtirish va rivojlantirish va ikkala bakteriya guruhining muvozanatiga erishib, akvarium biokimyosidagi har qanday o'zgarishlarga moslashuvchan javob berishdir.

Biofiltrni "tegish"

Noqulay sharoitlarda, masalan, ovqatlanish yoki etarli kislorod etishmasligi, bakteriyalar deb ataladigan narsaga aylanadi. asosiy hujayra funktsiyalarini ta'minlash uchun minimal energiya almashinuvi ta'minlanganda faol bo'lmagan holat ("qishlash"). Tegishli sharoitlar qaytganda, bakteriya "uyg'onadi". Ammo faol bo'lmagan davr juda uzoq davom etsa, bakterial hujayraning o'limi va parchalanishi sodir bo'ladi.

Biofiltrdagi nitrifikator bakteriyalar koloniyalari uchun elektr energiyasining uzoq muddatli uzilishlari va unda turg'un anaerob zonalar paydo bo'lishi bilan substratning qattiq ifloslanishi ayniqsa muhimdir. Bundan tashqari, nitrifikatsiya jarayonining o'zi to'xtashi emas, balki boshqa geterotrof bakteriyalar o'z o'rnida joylashishi va anaerob (kislorodsiz) muhitda teskari jarayon boshlanishi xavflidir. Va shu bilan birga, u "noto'g'ri" stsenariylarga - vodorod sulfidi (H 2 S) va metan (CH 4) kabi zaharli birikmalar hosil bo'lishi yoki to'xtash bosqichida to'xtab qolish ehtimoli katta. nitratning nitritga qaytarilishi. Va agar u faqat suvning vaqtincha loyqaligi bilan tugasa yaxshi bo'ladi, lekin bu baliqning katta o'limiga olib kelishi mumkin. Filtrning ishlashining pasayishi (suv bosimi) odatda substratning ifloslanishini ko'rsatadi. Agar bosim maksimal qiymatning 30-40% dan pastga tushsa, filtrni yuvish va qayta ishga tushirish kerak, aks holda bu uning biologik "ag'darishiga" olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, filtrni uzoq vaqt davomida o'chirmaslik kerak. Og'ir ifloslangan filtr atigi 2-3 soat harakatsizlikdan so'ng akvarium aholisi uchun xavf tug'dirishi mumkin; kamroq ifloslanganlar bir necha soat yoki hatto kunlar davomida toza suv oqimisiz nisbatan oson omon qolishi mumkin. Filtrni ifloslanish darajasiga qo'shimcha ravishda, bu ko'plab omillarga, jumladan, bog'liq. akvariumning hajmi (katta akvariumlarda biokimyo ancha barqaror) va baliq zahiralarining zichligi. Ammo yana tavakkal qilmaslik yaxshiroqdir.

"Bakterial loyqalik"

Bu atama odatda suvning loyqalanishi yoki oqlanishiga ishora qiladi, ko'pincha chiriyotgan hid bilan birga keladi. Bu hodisa rivojlanmagan yoki buzilgan biofiltratsiyaga ega bo'lgan akvariumlar uchun xosdir yoki organik moddalarning ko'pligidan (ortiqcha oziqlantirish yoki haddan tashqari ko'plik tufayli) paydo bo'ladi. Bundan tashqari, toza suvning katta infuzioni yoki "akvakimyo" dan foydalanish ham sabab bo'lishi mumkin. Suvda qattiq bulutli bo'lishning yana bir "ishonchli" usuli - bu akvariumga ma'lum miqdorda spirtli ichimliklar yoki aroq quyishdir (lekin bu haqda keyinroq). "Bakterial" yoki, shuningdek, "kiprikli" loyqalik - bu akvarium suvida bir hujayrali organizmlarning tez ko'payishi, ularning aksariyati geterotrof va ularning bir-biri bilan raqobati. Samvel Kupalyan bu jarayonlarni mikroorganizmlarning "o'zaro urushlari" deb atagan. O'z-o'zidan, "bakterial loyqalik" baliq uchun xavfli emas, garchi bu bilvosita akvariumdagi noqulay vaziyatning belgisi bo'lsa va tashqi tomondan yoqimsiz ko'rinishdir. Ammo suvning loyqaligi va akvariumdagi zararli moddalarning tarkibi o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik yo'q. Biofiltratsiyaning yo'qligi yoki buzilishi natijasida suvda erigan toksik azotli birikmalar ko'zga ko'rinmaydi. Ehtimol, suv bulutli bo'lib qolgan va ammiak va nitrit uchun testlar bu moddalarning nolga teng yoki juda past konsentratsiyasini ko'rsatadi. Ammo buning aksi ham bo'lishi mumkin: akvariumdagi suv tiniq, ammo nitritlar jadvaldan tashqarida.

Yangi boshlangan akvariumda suv ikkinchi yoki uchinchi kuni juda bulutli bo'lishi mumkin (darslik ishi, lekin umuman majburiy emas). Agar tizim to'g'ri jihozlangan va parvarish qilinsa, bir necha kundan keyin "bakterial loyqalik" o'z-o'zidan yo'qoladi. Yetuk akvariumda bulutlilik paydo bo'lganda, sabab bartaraf etilgandan so'ng u yo'qoladi. Va agar siz "hech qanday sababsiz" suv bulutli bo'lib qolganini bilsangiz, men qilishni tavsiya qiladigan birinchi narsa - bu shamollatishni oshirishdir. UV sterilizatori ko'pincha bakterial loyqalikni yo'qotishning radikal usuli sifatida tavsiya etiladi. Ultrabinafsha nurlanishdan o'tganda, loyqalikni hosil qiluvchi mikroorganizmlar nobud bo'ladi va suv tiniq bo'ladi. Biroq, bu loyqalikning asosiy sababini bartaraf etmasligini tushunish kerak.

Bir oz tarix

Agar siz eski kitoblarni ochsangiz, siz suvning PH, elektr o'tkazuvchanligi va qattiqligi kabi kimyoviy ko'rsatkichlari, shuningdek ularni o'lchashning ajoyib usullari haqida juda ko'p qiziqarli va to'g'ri narsalarni o'qiysiz, ammo biofiltrlar yoki filtrlar haqida biron bir so'z topa olmaysiz. azot aylanishi. Birinchisi o'sha paytda mavjud emas edi, ikkinchisi esa akvarium ishga tushirilgandan bir necha hafta o'tgach, o'z-o'zidan paydo bo'ladigan "biologik muvozanat" ning ma'lum bir mavhum tushunchasi bilan tavsiflangan. Baliqlarning tur tarkibi - asosan "tirik tashuvchilar" va "characinkalar" va akvariumlarda ko'p sonli tirik o'simliklar mavjudligi nazariy bilim va texnik jihozlardagi bu bo'shliqlarni katta darajada qopladi. O'ylaymanki, mamlakatimizning cichlid etishtirish sohasidagi jiddiy orqada qolishi ma'lum darajada ushbu "milliy akvarium sanoatining xususiyatlari" bilan bog'liq edi. Axir, cichlidlarni saqlash filtrlash uchun ortib borayotgan talablarni qo'yadi. Taniqli akvaristlarimizning so'nggi nashrlari akvarium filtrlariga bo'lgan ehtiyojni tan oladi. " Zamonaviy akvarium fani bu savolga ijobiy javob beradi ", - deb ta'kidlaydi Igor Ivanovich Vanyushin 1999 yilda "Million Friends?" jurnalida chop etilgan "Akvariumda filtrlash kerakmi?" Maqolasida, shu bilan birga, ko'plab qo'llanmalar uy qurilishi ichki filtrlarini tayyorlash bo'yicha. plastik shisha adabiyotlarda paydo bo'ldi va hokazo. “Qancha filtr dizayni borligini tasavvur qilishning iloji yo'q, - deb yozadi Igor Ivanovich, - bundan tashqari, deyarli har bir akvarist ko'rgan narsasini o'zgartirish yoki o'sha paytda o'ziga xos narsalarni yaratish orqali o'z hissasini qo'shadi. u suvni filtrlash bilan jiddiy qiziqsa ".

Shu bilan birga, undan nitratlar va boshqa zararli moddalarni yo'q qilish uchun suvni muntazam ravishda o'zgartirish zarurligi haqida tushuncha paydo bo'ldi. Bu akvaristlar o'z uy hayvonlarining noaniq o'limlari va kasalliklarining sabablarini aniqlaganlarida, bu hayratlanarli vaqt edi. Birinchi mahalliy biofiltrlar 1980-yillarda paydo bo'lgan va ba'zida juda murakkab dizaynga ega edi. Uy qurilishi tashqi filtrlarining kamchiliklari, ularning afzalliklarini asosan rad etdi, bu kattalik va ishonchsizlik edi. Shu sababli, tashqi filtrlarga bo'lgan munosabat, sotuvda ergonomik va ishonchli import qilingan kanistr filtrlari paydo bo'lishiga qaramay, hali ham ehtiyotkor edi. I.I.ning fikri. Vanyushin ("Million Friends" jurnalining 1.2000-sonli "Biz akvariumlarni sotib olamiz" maqolasi) bu borada juda dalolat beradi: " Tafsilotlarga kirmasdan, barcha filtrlarni tashqi va ichki qismlarga bo'lish mumkin. Qaysi biri yaxshiroq - o'zingiz uchun hukm qiling, agar ular axlat va zararli aralashmalardan tozalashning asosiy vazifasini taxminan bir xil tarzda bajarsalar ... Tashqi filtr akvariumning ichki maydonini deyarli cheklamaydi. Ichkarida faqat ikkita quvur o'tadi - nasos va in'ektsiya liniyalari uchun hamma narsa tashqarida. Bu, ehtimol, uning afzalliklari darajasi. " . Brendli kanistrlarga qarshi jiddiy kontrendikatsiya ularning yuqori narxi edi va xitoyliklar sifat jihatidan ulardan ancha past edi. Shu sababli, ko'plab havaskor akvaristlar 1990-yillarning oxirida mamlakatimizda keng qo'llanilgan, zamonaviy dizayni va arzon narxini o'zida mujassam etgan, shu bilan birga ularning biofiltratsiya imkoniyatlarini aniq oshirib yuborgan shisha tipidagi ichki filtrlarni afzal ko'rdilar va o'rnatilgan biofiltrlar professional akvariumni saqlashda keng tarqaldi. . Rossiyada biofiltratsiya texnologiyasini rivojlantirishning yana bir alternativi va o'ziga xos bosqichi bu katta shimgich, ko'taruvchi quvur va aeratordan iborat havo ko'taruvchisi edi. Ushbu turdagi filtr endi bolalar bog'chalari akvariumlarida muvaffaqiyatli qo'llaniladi.

Evgeniy Tsigelnitskiyning hikoyasi: "Men o'zimning birinchi filtrimni hech qachon unutmayman - yarmiga bo'lingan, yorilib ketgan quti, yarim stakan o'lchamdagi, pushti va oq "marmar" plastmassadan yasalgan (eng arzon sovun idishlari shundan qilingan). kulrang, badbo'y hidli so'rg'ich, bir haftadan so'ng, ingichka iplar bilan to'ldirilgan, ular snotga butunlay o'xshash bo'lib qoldi.Uning tepasiga qalinroq va ingichka bir juft shisha naychalardan yasalgan oddiy havo ko'taruvchisi biriktirilgan. yomon rezina adapter.Va "biz aqllimiz" (otam bilan) filtriga solingan iplar idish-tovoq yuvadigan ro'molcha bilan almashtirildi.O'sha filtrni ham eslayman va bu kichik, bechora fitna har xil narsalarni yig'ib olganidan bolalarcha hayratdaman. mening kamtarona, toza ko'rinadigan uch chelakli akvariumimda bir hafta ichida axloqsizlik (to'liq siqilgan kompressorni to'liq yuklash). Ilg'or odamlar keyin qardosh GDRdan havo yuklarini ishlatishdi, men ham uzoq ingrashdan keyin bittasini olib keldim, bobom oxirigacha keldi. Leningraddan. Va men ilg'or bo'ldim - uch chelakdagi g'ayrioddiy, qotil GDR shimgichi va chelakdagi ("maktab") bolalar xonasiga ko'chgan marmar "sovunli idish" bilan. Ikkita butun filtr bor edi - voy! Aytgancha, bu shimgich deyarli o'n besh yil davomida akvariumlar atrofida ishlagan, xizmat qilgan va aylanib yurgan. Uning qayerdadir g‘oyib bo‘lganidan haligacha afsusdaman... Ya’ni, odamlar sovet davrida ham akvariumdagi suvni filtrlashgan, lekin ko‘pchilik filtrlovchilar bundan kult chiqarmagan va bu davrda sodir bo‘layotgan biokimyoviy hodisalarga hech qanday ahamiyat bermagan. ... Men axloqsizlikni yig'dim - va OK ... "

Denitrifikatsiya va denitrifikatsiya qiluvchi bakteriyalar

Nitratlarni gazsimon oksidlar va molekulyar azotga qaytarish jarayoni denitrifikatsiya deb ataladi. Bu azot aylanishining ikkinchi qismidir. Bu jarayon chuchuk suv akvariumlarini saqlashda juda kamdan-kam qo'llaniladi, ammo shunga qaramay, albatta e'tiborga loyiqdir. Suvda erigan kislorod eng muhim rol o'ynaydigan nitrifikatsiyadan farqli o'laroq, denitrifikatsiya jarayonlari kislorodsiz yoki ilmiy tilda anaerob muhitda sodir bo'ladi. Denitrifikatsiya deganda nitratni azotga, pufakchalar chiqaradigan zararsiz gazga aylantirish tushuniladi. Dastlabki mahsulot (nitrat) va yakuniy mahsulot (azot gazi) o'rtasida uchta oraliq mahsulot mavjud: ularning paydo bo'lish tartibi bo'yicha ular nitrit (NO2), azot oksidi (NO) va azot oksidi (N2O). Ya'ni, denitrifikatsiya (nitrifikatsiya kabi) ko'p bosqichli jarayon bo'lib, uning oraliq mahsulotlari, xususan, nitrit zaharli hisoblanadi. Agar denitrifikatsiya to'liq amalga oshmasa, baliq uchun suv sifati bu jarayondan oldingiga qaraganda ancha yomonlashadi. Akvariumda sodir bo'lishi mumkin bo'lgan yana ikkita jarayon mavjud. Bular nitratning dissimilyatsion va assimilyatsiya yutilishidir. Ularning ikkalasi ham xavfli, chunki ... ammoniy hosil qiladi. Aslida, bu nitrifikatsiyaning mutlaqo teskarisi - nitrat nitritga, keyin esa gidroksilaminga (NH 2 OH) va keyin ammoniyga qaytariladi.

Ushbu o'zgarishlarning barchasi uchun bakteriyalar javobgardir. Nitrifikatsiya va denitrifikatsiya o'rtasidagi muhim farq bu jarayonlarda ishtirok etadigan bakteriyalar turlaridir. Nitrifikatsiya avtotrof bakteriyalar tomonidan amalga oshiriladi. Bu ular o'sishi uchun zarur bo'lgan uglerodni noorganik moddalardan, xususan, karbonat angidriddan olishlarini anglatadi. denitrifikator bakteriyalar ( Bacillus, Denitrobacillas, Micrococcus, Pseudomonas va boshqalar) geterotrofdir, ya'ni saxaroza, glyukoza, spirtlar, organik kislotalar, aminokislotalar va boshqalar kabi organik manbalardan uglerod oladi (ammo, oltingugurt bakteriyalari uchun maxsus turdagi denitrator filtr mavjud. nitratni azotga aylantiring - avtotroflar, maqolaning 3-qismiga qarang). Denitrifikatsion bakteriyalarning foydali ta'sirining mohiyati shundaki, anaerob sharoitda, ya'ni. juda kam kislorodli muhitda ular nafas olish uchun zarur bo'lgan kislorodni nitratdan chiqaradi, shu bilan birga uni kamaytiradi. Denitrifikator bakteriyalar anaerob bakteriyalardir. Garchi, to'liq to'g'ri bo'lsa-da, fakultativ anaeroblar bo'lgan va atrof-muhitdagi kislorod miqdoriga qarab, uni tashqi tomondan tortib olish va nitratlardan ajratib olishga qodir bo'lgan bakteriyalar mavjud (shuning uchun, aytmoqchi, deb ishoniladi). denitrifikator bakteriyalarning anaerob sharoitga moslashishi ikkilamchi kelib chiqishi). Ammo umuman olganda, Martin Sander bu haqda yozganidek, "kislorod denitrifikatsiyani oldini oladi deb taxmin qilishimiz mumkin".

Shunday qilib, muvaffaqiyatli denitrifikatsiya jarayoni uchun uchta shart bajarilishi kerak: akvariumda nitratlarning mavjudligi, kislorod kambag'al muhit va organik uglerod o'z ichiga olgan moddalar mavjudligi. Uglerod bakteriyalar tomonidan asosiy oziq moddasi sifatida ishlatiladi, kislorodga bo'lgan ehtiyoj esa nitrat bilan qondiriladi. Keyinchalik ko'rib chiqiladigan to'rtinchi shart - bu etarli darajada past redoks (yoki odatda redoks deb ataladigan) potentsial.

Klassik shakldagi denitrifikatsiya reaktsiyasini tenglamalar bilan ifodalash mumkin:

birinchi bosqich 3NO 3 - + CH 3 OH = 3NO 2 - + CO 2 + 2H 2 O va

ikkinchi bosqich 2NO 2 - + CH 3 OH = N 2 + CO 2 + H 2 O + 2OH -.

Tenglamalardan ko'rinib turibdiki, nitratlar darhol azot gaziga aylanmaydi, lekin birinchi navbatda zaharli nitritlar hosil bo'ladi. Faqat ikkinchi bosqichda azot gazini hosil qilish orqali azot tsikldan chiqariladi. Bu jarayonlarning boshqariladigan tarzda sodir bo'lishini ta'minlash oson ish emas. Har holda, bu ammiakning nitratga biologik aylanishini o'rnatishdan ko'ra ancha qiyin. Bundan tashqari, denitrifikatsiya bilan bog'liq ko'plab noto'g'ri tushunchalar mavjud, shu jumladan, ushbu texnologiyalarni amalda qo'llaydigan akvaristlardan kelganlar. Denitrifikatsiya jarayoni har doim ham silliq kechmaydi. Nitratlarni olib tashlashning foydali ta'siri bilan bir qatorda denitrifikatsiya jarayonida boshqa o'ta zararli moddalar - metan (CH 4) va vodorod sulfidi (H 2 S) hosil bo'lishi mumkin, chunki denitrifikatsiya qiluvchi bakteriyalar bilan bir qatorda boshqa turdagi mikroorganizmlar, xususan, metan- arxeya hosil qiluvchi, anaerob jarayonlarda va sulfat kamaytiruvchi bakteriyalarda, shuningdek anaeroblarda ishtirok etadi. Xususan, bu nitratlarning etishmasligi yoki juda past oksidlanish-qaytarilish salohiyati mavjud bo'lganda sodir bo'ladi. Keyin anaerob mikroflora kislorodga bo'lgan ehtiyojni boshqa kislorodli kimyoviy birikmalar hisobiga qondira boshlaydi - vodorod sulfidi va metan ajralib chiqishi bilan ikkala gaz ham zaharli hisoblanadi. Metan hosil qiluvchi bakteriyalar energiya sifatida karbonat angidrid (CO 2) oksidlanish reaktsiyalaridan foydalangan holda metanni sintez qilishlari mumkin. Tabiiy suv omborlarida metan pastki anaerob zonada organik moddalarning parchalanishining yakuniy mahsulotlaridan biri bo'lib, qattiq anaeroblarning yuqori ixtisoslashgan guruhi - metan hosil qiluvchi arxeya tomonidan hosil bo'ladi. Sulfat kamaytiruvchi bakteriyalar sulfatlardan kislorod oladi (SO 4 2-). Desulfurizatsiya deb ataladigan bu jarayon chirigan tuxum hidi bilan mashhur vodorod sulfidini ishlab chiqaradi. Yuqorida nitratlarning gidroksilamin (NH 2 OH) ga, keyin esa ammoniyga dissimilyatsion va assimilyatsion qaytarilish bioprotsesslari ham keltirilgan. Har xil bakteriyalar, shuningdek, ba'zi aktinomitsetlar va zamburug'lar buni qilish qobiliyatiga ega. Tabiatda sodir bo'lgan barcha bu jarayonlarni akvariumda nazorat qilish qiyin, faqat foydali jarayonlarni rag'batlantiradi va zararli jarayonlarning oldini oladi.

Endi oksidlanish-qaytarilish potentsiali haqida bir necha so'z - kimyoviy moddaning elektron qo'shish qobiliyatining o'lchovi (qaytarilishi kerak). Uning qiymati suvdagi qaytarilish va oksidlanish reaktsiyalari o'rtasidagi muvozanatni belgilaydi. Yana bir nomi redoks potentsiali (inglizcha redoksdan - qaytarilish-oksidlanish reaktsiyasi). Bu ko'rsatkich akvarium suvining organik moddalar bilan ifloslanish darajasi, shuningdek, akvarium yoshi bilan bog'liq. Yangi boshlangan akvarium odatda yuqori redoks potentsial qiymatlari bilan tavsiflanadi, keyin akvarium yoshi bilan uning redoks potentsiali pasayadi. Akvariumni muntazam parvarish qilish, tuproqni tozalash, suvni o'zgartirish va hokazolar orqali siz redoks potentsialini ma'lum darajada ushlab turishingiz mumkin. Yuqori ijobiy redoks potentsiali (oddiy akvariumda u 200 - 400 mV (minivolt)) oksidlanish reaktsiyalarining qaytarilish reaktsiyalariga nisbatan ustunligini ko'rsatadi. Salbiy oksidlanish-qaytarilish potentsiali suvda kislorod etishmasligini ko'rsatadi, bu ko'pchilik umurtqasizlar uchun halokatli. Ammo denitrifikatsiya jarayonining normal borishi uchun oksidlanish-qaytarilish potentsiali manfiy bo'lishi va taxminan -50 dan -250 mV oralig'ida saqlanishi kerak. Shunday qilib, denitrifikatsiya reaktsiyasi to'g'ridan-to'g'ri akvarium suvida sodir bo'lishi mumkin emas, lekin maxsus anaerob zonalarni talab qiladi, masalan, tuproq yoki filtrda hosil bo'lishi mumkin. Agar oksidlanish-qaytarilish potentsiali -50 mV dan yuqori (lekin noldan kam) bo'lsa, denitrifikatsiya jarayoni nitrit hosil bo'lish bosqichida to'xtaydi. Va agar u -300 mV dan pastga tushsa, bakteriyalar sulfatlarni oladi.

Keyingi muammo - bu turdagi bakteriyalar uchun zarur bo'lgan etarli miqdorda organik uglerod mavjudligi. Akvariumdagi organik moddalar jarayonni qo'llab-quvvatlash uchun etarli emas, shuning uchun qo'shimcha qo'shimchalar talab qilinadi. Yuqoridagi tenglamalarda metanol organik modda sifatida ko'rinadi, ammo amalda metil spirti zahardir. Klassik uglerod nitrat reduktorining kontseptsiyasi laktozadan foydalanishni o'z ichiga oladi. Yana bir variant - etil spirti yoki aroq. Aytgancha, bir necha yil oldin akvariumga aroq qo'shish orqali denitrifikatsiyani boshlash g'oyasi juda mashhur edi. To'g'ri, ko'pchilik buni qilishga jur'at etmadi, lekin ular buni faol muhokama qilishdi. Aslida, Diter Brokmann bu haqda yozganidek, bu texnologiya denitrifikatsiyaga, ya'ni bakterial nafas olish uchun nitratlarning parchalanishiga hech qanday aloqasi yo'q, balki assimilyatsiya va biomassa ishlab chiqarishga yaqinroqdir. "Alkogol bilan, denitrifikatsion filtrlardan farqli o'laroq, biz birinchi navbatda aerob bakteriyalarni va shundan keyingina kamroq muhim rol o'ynaydigan anaerob bakteriyalarni rag'batlantiramiz. Assimilyatsiya nitratlar va fosfatlarning, masalan, suv o'tlari tomonidan assimilyatsiya qilinishini anglatadi. Ikkinchisi olish uchun ikkala moddadan ham foydalanadi. o'z metabolizmi va shunga mos ravishda hayotni qo'llab-quvvatlash va o'sishi uchun zarur bo'lgan azot va fosfor.Bundan kelib chiqadiki, suv o'tlarining ko'payishi akvariumdagi fosfatlar va nitratlar kontsentratsiyasining pasayishiga ta'sir qiladi.Ilgari bu ta'sir suv o'tlari filtrlarida ishlatilgan. nitratlarni kamaytirish uchun.Akvariumga aroq qo'shish orqali biz assimilyatsiyani qo'llab-quvvatlaymiz, ammo suv o'tlarini emas, balki bakteriyalarni rag'batlantiramiz.Biz ularni oson qayta ishlangan oziq-ovqat manbai - aroqdagi etanol bilan ta'minlaymiz.Biomassani, fosfatlar darajasini va akvarium suvidagi nitratlar kamayadi Biroq, amaliyot shuni ko'rsatdiki, denitrifikatsiya faqat anaerob zonalarni o'z ichiga olgan substratda sodir bo'lishi mumkin. Va biz uning mavjudligi haqida g'amxo'rlik qilishimiz kerak."

Va yana. Denitrifikatsiya oraliq mahsulotlari to'planmasligi uchun tizimni muvozanatlash kerak. Yuqorida aytib o'tilganidek, nitratni qayta ishlashda birinchi navbatda nitrit ishlab chiqariladi, u zaharli va akvariumda to'planmasligi kerak. Nitrit konsentratsiyasini oshirish xavfi denitrifikatsion tizimlarning zaif nuqtalaridan biridir. Rasmni chindan ham qalinlashtirish uchun akvariumda nitratlardan tashqari fosfatlar va, ehtimol, akvarium sinovlarining standart to'plami yordamida boshqarilmaydigan boshqa ko'plab moddalar va birikmalar mavjudligini eslatib o'tishimiz kerak, shuning uchun disk baliqlari denitrator yordamida aylanib yurgan akvarium to'satdan letargik holga keladi va urug'lantirishdan bosh tortadi. Nitratlarni tanlab yo'q qilish orqali biz faqat yopiq sikl tizimini yaratish ko'rinishiga erishamiz.

Biroq, bularning barchasi denitrifikatsiya, qoida tariqasida, mavjud emas yoki akvarium sevimli mashg'ulotlari uchun mantiqiy emas degani emas. Nitrat filtrlari ko'p yillar davomida dengiz akvariumlarida muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda va hozir chuchuk suv akvariumlarida xizmat ko'rsatish uchun joriy etilmoqda. Ammo eng muhimi, denitrifikatsiya hali ham tadqiqot uchun istiqbolli yo'nalish bo'lib qolishiga umid qiladi va bu masala bo'yicha oxirgi so'z hali aytilmagan.

Adabiyot

Anikshtein S. Nitratlar - juda zararli va juda foydali.
Anikshtein S. Shamollatishni e'tiborsiz qoldirmang.
Beyli M. Burgess P. Akvaristning oltin kitobi.
Bersenev A. Biofiltrning siri.
Brokman D. Nitratlar.
Vanyushin I.I. Akvarium filtrlash kerakmi?
Vanyushin I.I. Biz akvarium sotib olamiz.
Goryushkin S. Akvarium filtrlash tizimida teskari osmos.
Goryushkin S. Filtrlash va disk.
Gusev M.V., Mineeva L.A. Mikrobiologiya.
Dubinovskiy M. va boshqalar Akvariumdagi suv.
Dubinovskiy M. va boshqalar Akvariumda filtrlash.
Dubinovskiy M. Akvariumni ishga tushirish.
Dengiz akvariumini saqlash bo'yicha turli xil ma'lumot materiallari.
Kubasov A.A. Zeolitlar qaynab turgan toshlardir.
Kovalev V. Akvariumda noto'g'ri narsa bormi??? Keling, buni tushunishga harakat qilaylik!
Kovalev V. Suv sifatining beshta juda muhim parametrlari va ularni chalkashtirmasdan qanday ishlatish kerak.
Kovalev V. Akvarium suvining tarkibi: asosiy muammolar.
Kuskov V. Biologik muvozanatni qanday yaratish va saqlash.
Sander M. Akvariumning texnik jihozlari.
Serga T. Nitrospira - akvariumlarda nitrit oksidlovchi bakteriyalar.
Spiridonov M. Akvariumdagi zeolit. Foyda yoki zarar?
Telegin A. Ochiq filtrlarni loyihalash.
Nitrat filtri bilan muvaffaqiyat. Per. A.I. Goryushkina.
Frolov Yu., Yudakov V. Biologik filtrlash asoslari.
Xaxinov V.V. va boshqalar Gidrobiologiya asoslari bilan ekstremal suv tizimlarining gidrokimyosi.
Xovanek T. Denitrifikatsiya nima?
Xomchenko I.G. va boshqalar.Zamonaviy akvarium va kimyo.
Tsigelnitskiy E. Fitofiltratsiya.
Sheremetyev I. Akvarium uchun sug'oriladigan filtr.
Elbakyan V. Nitrat dahshat.
Yudakov V. Akvarium filtratsiyasining qisqacha asoslari.
Yartsev V. Bioballs haqida eslatmalar.
Yartsev V. Sug'orish bilan filtrlar (sump).
Brockmann D. Fische und Korallen im Meer und im Akvarium.
Xolms-Farli R. Kimyo va akvarium: rif akvariumidagi nitrat.
Foster S. Exclusive: Hagen Fluval G filtrini ishga tushirganini e'lon qiladi.

© E. Granovskiy, 2009-2010

1870 yilda Shloesing va Miintz nitrifikatsiyaning tabiatan biologik ekanligini isbotladilar. Buning uchun ular oqava suvga xloroform qo'shdilar. Natijada ammiakning oksidlanishi to'xtadi. Biroq, bu jarayonni keltirib chiqaradigan o'ziga xos mikroorganizmlar faqat Winogradskiy tomonidan ajratilgan. Shuningdek, u kimyoavtotrof nitrifikatorlarni bu jarayonning birinchi bosqichini, ya'ni ammoniyning azot kislotasiga oksidlanishini (NH4+->N02-) amalga oshiradigan bakteriyalarga va nitrifikatsiyaning ikkinchi fazasi bakteriyalariga, azot kislotasini azot kislotasiga aylantirish mumkinligini ko'rsatdi. azot kislotasi (N02-- >-N03-). Ikkala mikroorganizm ham gramm-manfiydir. Ular Nitrobacteriaceae oilasiga tegishli.

Nitrifikatsiyaning birinchi bosqichidagi bakteriyalar to'rtta avlod bilan ifodalanadi: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus va Nitrosospira. Ulardan eng ko'p o'rganilgan tur Nitrosomonas europaea bo'lsa-da, bu mikroorganizmlarning, shuningdek, boshqa nitrifikatsiya qiluvchi kimyoavtotroflarning sof madaniyatini olish hali ham juda qiyin. N. europaea hujayralari odatda oval (0,6 -1,0 X 0,9-2,0 mkm) bo'lib, ikkilik bo'linish yo'li bilan ko'payadi. Suyuq muhitda madaniyatlarning rivojlanishi jarayonida bir yoki bir nechta flagella va harakatsiz zooglea bilan harakatlanuvchi shakllar kuzatiladi.

Nitrosocystis oceanusda hujayralar yumaloq bo'lib, diametri 1,8-2,2 mkm, lekin ular kattaroq (10 mikrongacha) ham bo'lishi mumkin. Bitta flagellum yoki flagella to'plami mavjudligi tufayli harakatlanishga qodir. Ular zooglea va kistalarni hosil qiladi.

Nitrosolobus multiformisning o'lchamlari 1,0-1,5 X 1,0-2,5 mikron. Bu bakteriyalarning shakli mutlaqo to'g'ri emas, chunki hujayralar sitoplazmatik membrananing ichida o'sishi natijasida hosil bo'lgan bo'limlarga, lobulalarga (-lobus, shuning uchun Nitrosolobus nomini olgan) bo'linadi.

Nitrosospira briensis xujayralari tayoqchali va burmalangan (0,8-1,0 X 1,5-2,5 mkm) va birdan oltitagacha flagellaga ega.

Nitrifikatsiyaning ikkinchi bosqichidagi bakteriyalar orasida uchta avlod ajralib turadi: Nitrobacter, Nitrospina va Nitrococcus.

Tadqiqotlarning aksariyati Nitrobacterning turli shtammlari bilan o'tkazildi, ularning ko'pchiligi Nitrobacter winogradskyi deb tasniflanishi mumkin, ammo boshqa turlar ham tavsiflangan. Bakteriyalar asosan nok shaklidagi hujayralarga ega. G. A. Zavarzin ko'rsatganidek, Nitrobakterlarning ko'payishi tomurcuklanma orqali sodir bo'ladi va qiz hujayra odatda harakatchan bo'ladi, chunki u bitta lateral joylashgan flagellum bilan jihozlangan. Nitrobacterning lipidlar tarkibiga kiradigan yog 'kislotalari tarkibidagi Hyphomicrobium jinsining tomurcuklanma bakteriyalari bilan o'xshashligi ham qayd etilgan.

Nitrospina gracilis va Nitrococcus mobilis kabi nitrifikatsiya qiluvchi bakteriyalar haqidagi ma'lumotlar hali ham juda cheklangan. Mavjud tavsiflarga koʻra, N. gracilis xujayralari novdasimon (0,3-0,4 X 2,7-6,5 mkm), lekin sharsimon shakllar ham topilgan. Bakteriyalar harakatsizdir. Bundan farqli ravishda N. mobilis harakatchan. Uning hujayralari dumaloq, diametri taxminan 1,5 mikron, bir yoki ikkita flagella bilan.

Hujayra tuzilishiga ko'ra, o'rganilgan nitrifikator bakteriyalar boshqa gram-manfiy mikroorganizmlarga o'xshaydi. Ba'zi turlarda hujayraning markazida to'p hosil qiluvchi (Nitrosocystis oceanus) yoki sitoplazmatik membranaga parallel ravishda periferiya bo'ylab joylashgan (Nitrosomonas europaea) yoki bir necha qatlamlardan iborat kosasimon tuzilishga ega bo'lgan ichki membranalar tizimlari rivojlangan. Nitrobakter winogradskiy). Ko'rinib turibdiki, nitrifikatorlar tomonidan o'ziga xos substratlarning oksidlanishida ishtirok etadigan fermentlar bu shakllanishlar bilan bog'liq.

Nitrifikator bakteriyalar ammoniy yoki nitritlar va karbonat angidrid shaklida oksidlanadigan substratni o'z ichiga olgan oddiy mineral muhitda o'sadi. Ammoniydan tashqari gidroksilamin va nitritlar qurilish jarayonlarida azot manbai bo'lishi mumkin.

Nitrobacter va Nitrosomonas europaea, shuningdek, ammoniy hosil qilish uchun nitritni kamaytirishi ko'rsatilgan.

Atlantika okeanidan ajratilgan Nitrosocystis oceanus kabi mikroorganizm majburiy halofil bo'lib, dengiz suvi bo'lgan muhitda o'sadi. Nitrifikator bakteriyalarning turli turlari va shtammlarining o'sishi kuzatiladigan pH diapazoni 6,0-8,6, optimal pH qiymati esa ko'pincha 7,0-7,5 ni tashkil qiladi. Nitrosomonas europaea orasida optimal harorat 26 yoki 40 °C da bo'lgan shtammlar va 4 °C da juda tez o'sadigan shtammlar ma'lum.

Barcha ma'lum nitrifikator bakteriyalar majburiy aeroblardir. Ammoniyning azot kislotasiga oksidlanishi uchun ularga kislorod kerak:

va azot kislotasining nitrat kislotaga oksidlanishi uchun:

Ammo ammiakni nitratlarga aylantirishning butun jarayoni azotning turli oksidlanish darajalariga ega bo'lgan birikmalar hosil bo'lishi bilan bir necha bosqichda sodir bo'ladi.

Ammoniy oksidlanishining birinchi mahsuloti gidroksilamin bo'lib, u NH+4 tarkibiga molekulyar kislorodning bevosita qo'shilishi natijasida hosil bo'lishi mumkin:

Ammo ammoniyning gidroksilaminga oksidlanish mexanizmi to'liq o'rganilmagan. Gidroksilaminning nitritga aylanishi:

hiponitrit NOH, shuningdek, azot oksidi (NO) hosil bo'lishi orqali sodir bo'ladi, deb ishoniladi. Nitrosomonas europaea tomonidan ammoniy va gidroksilaminning oksidlanishi paytida topilgan azot oksidi (N2O) ga kelsak, ko'pchilik tadqiqotchilar uni asosan nitritning qaytarilishidan hosil bo'lgan qo'shimcha mahsulot deb hisoblashadi.

Tajribalarda kislorodning og'ir izotopi (18O) yordamida nitritning Nitrobakter oksidlanishini o'rganish shuni ko'rsatdiki, belgilangan modda molekulyar kislorod emas, balki suv bo'lsa, hosil bo'lgan nitratlar sezilarli darajada ko'proq 18O ni o'z ichiga oladi. Shuning uchun birinchi navbatda NO2-H2O kompleksi hosil bo'ladi, keyin u NO2-gacha oksidlanadi, deb taxmin qilinadi. Bunday holda, elektronlar oraliq akseptorlar orqali kislorodga o'tkaziladi. Butun nitrifikatsiya jarayonini quyidagi diagramma shaklida tasvirlash mumkin (137-rasm), uning alohida bosqichlari esa aniqlashtirishni talab qiladi.

Birinchi reaksiyaga, ya'ni ammoniydan gidroksilamin hosil bo'lishiga qo'shimcha ravishda, keyingi bosqichlar organizmlarni adenozin trifosfat (ATP) shaklida energiya bilan ta'minlaydi. ATP sintezi heterotrof aerob organizmlarda sodir bo'ladigan narsaga o'xshash elektronlarni kislorodga o'tkazadigan redoks tizimlarining ishlashi bilan bog'liq. Ammo nitrifikatorlar tomonidan oksidlangan substratlar yuqori oksidlanish-qaytarilish potentsialiga ega bo'lganligi sababli, ular ko'pchilik organik birikmalarning oksidlanishida bo'lgani kabi, nikotinamid adenin dinukleotidlari (NAD yoki NADP, E1/0 = -0,320 V) bilan o'zaro ta'sir qila olmaydi. Shunday qilib, gidroksilamindan elektronlarning nafas olish zanjiriga o'tishi flavin darajasida sodir bo'ladi:

Nitrit oksidlanganda, uning elektronlarining zanjirga qo'shilishi, ehtimol, c sitoxrom yoki a tipidagi sitoxrom darajasida sodir bo'ladi. Bu xususiyat bilan bog'liq holda, teskari yoki teskari deb ataladigan elektron transporti bakteriyalarni nitrifikatsiya qilishda katta ahamiyatga ega bo'lib, bu ATP qismidan energiya yoki elektronlarni kislorodga o'tkazishda hosil bo'lgan transmembran potentsialining sarflanishi bilan yuzaga keladi (2-rasm). 138).

Shu tarzda, kimyoavtotrof nitrifikator bakteriyalar nafaqat ATP, balki karbonat angidridni singdirish va boshqa konstruktiv jarayonlar uchun zarur bo'lgan NADH bilan ham ta'minlanadi.

Hisob-kitoblarga ko'ra, Nitrobacter tomonidan erkin energiyadan foydalanish samaradorligi 6,0-50,0%, Nitrosomonas esa undan ham ko'proq bo'lishi mumkin.

Karbonat angidridning assimilyatsiyasi asosan pentoeofosfat uglerodni kamaytirish siklining ishlashi natijasida yuzaga keladi, aks holda Kalvin sikli deb ataladi (134-rasmga qarang).

Natija quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:

Bu erda (CH2O) uglerodni kamaytirish darajasiga ega bo'lgan hosil bo'lgan organik moddalarni anglatadi. Biroq, aslida, karbonat angidridni Kalvin tsikli va boshqa reaktsiyalar orqali, birinchi navbatda, fosfoenolpiruvatning karboksillanishi orqali assimilyatsiya qilish natijasida nafaqat uglevodlar, balki boshqa barcha hujayra komponentlari - oqsillar, nuklein kislotalar, lipidlar va boshqalar hosil bo'ladi. Shuningdek, Nitrococcus mobilis va Nitrobacter winogradskyi saqlash mahsuloti sifatida poli-b-gidroksibutirat va glikogenga o'xshash polisaxarid ishlab chiqarishi mumkinligi ko'rsatilgan. Xuddi shu birikma Nitrosolobus multiformis hujayralarida topilgan. Uglerod o'z ichiga olgan zahira moddalardan tashqari, nitrifikator bakteriyalar metakromatik granulalarning bir qismi bo'lgan polifosfatlarni to'plash qobiliyatiga ega.

Vinogradskiy nitrifikator bilan olib borgan ilk ishlarida ham muhitda pepton, glyukoza, karbamid, glitserin kabi organik moddalarning mavjudligi ularning rivojlanishi uchun noqulay ekanligini ta'kidlagan.Organik moddalarning kimyoavtotrof nitrifikator bakteriyalarga salbiy ta'siri. kelajakda qayta-qayta qayd etilgan. Hatto bu mikroorganizmlar ekzogen organik birikmalardan foydalanishga qodir emas degan fikr ham mavjud edi. Shuning uchun ular "majburiy avtotroflar" deb atala boshlandi. Biroq, yaqinda bu bakteriyalar ba'zi organik birikmalardan foydalanishga qodir ekanligi ko'rsatildi, ammo ularning imkoniyatlari cheklangan. Shunday qilib, Nitrobacterning o'sishiga ogohlantiruvchi ta'sir, agar ular past konsentratsiyalarda muhitga qo'shilsa, achitqi avtolizatidan, piridoksin, glutamat va serindan nitrit mavjudligida qayd etilgan. Piruvat, a-ketoglutarat, glutamat va aspartatning oqsillar va Nitrobacter 14C hujayralarining boshqa tarkibiy qismlariga qo'shilishi ham ko'rsatilgan. Bundan tashqari, Nitrobacter formatni asta-sekin oksidlashi ma'lum. Asetat, piruvat, suksinat va ba'zi aminokislotalardan 14C ning, asosan, oqsil fraktsiyasiga qo'shilishi, bu substratlar Nitrosomonas europaea hujayra suspenziyalariga qo'shilganda aniqlangan. Nitrosocystis oceanus uchun glyukoza, piruvat, glutamat va alaninning cheklangan assimilyatsiyasi o'rnatildi. Nitrosolobus multiformis tomonidan 14C-asetatdan foydalanish haqida dalillar mavjud.

Shuningdek, Nitrobakterning ayrim shtammlari atsetat va achitqi avtolizati bo'lgan muhitda nitrit borligida emas, balki sekin bo'lsa ham yo'qligida ham yaqinda o'sishi aniqlangan. Nitrit mavjud bo'lganda, asetatning oksidlanishi bostiriladi, lekin uning uglerodining turli xil aminokislotalar, oqsillar va boshqa hujayra tarkibiy qismlariga qo'shilishi kuchayadi. Nihoyat, Nitrosomonas va Nitrobacterning ko'payishi tahlil qilingan sharoitda glyukoza bo'lgan muhitda mumkin bo'lganligi haqida dalillar mavjud bo'lib, bu mikroorganizmlarga inhibitiv ta'sir ko'rsatadigan uning metabolizmi mahsulotlarini olib tashlashni ta'minlaydi. Shunga asoslanib, nitrifikator bakteriyalarning geterotrof turmush tarziga o'tish qobiliyati haqida xulosa chiqariladi. Biroq, yakuniy xulosalar chiqarish uchun ko'proq tajribalar kerak. Bu, birinchi navbatda, nitrifikator bakteriyalarning o'ziga xos oksidlanadigan substratlar bo'lmaganda geterotrofik sharoitda qancha vaqt o'sishi mumkinligini aniqlash muhimdir.

Kimyoavtotrof nitrifikator bakteriyalar tabiatda keng tarqalgan va ular tuproqda ham, turli suv havzalarida ham uchraydi. Ular amalga oshiradigan jarayonlar juda keng miqyosda sodir bo'lishi mumkin va tabiatdagi azot aylanishida muhim ahamiyatga ega. Ilgari, nitrifikatorlarning faolligi har doim tuproq unumdorligiga hissa qo'shadi, deb hisoblar edi, chunki ular ammoniyni o'simliklar tomonidan oson so'riladigan nitratlarga aylantiradi, shuningdek, ba'zi minerallarning eruvchanligini oshiradi. Endi esa nitrifikatsiyaning ahamiyati haqidagi qarashlar biroz o'zgardi. Birinchidan, o'simliklar ammoniy azotini o'zlashtirishi va ammoniy ionlari tuproqda nitratlarga qaraganda yaxshiroq saqlanishi ko'rsatilgan. Ikkinchidan, nitratlarning shakllanishi ba'zan atrof-muhitning kiruvchi kislotalanishiga olib keladi. Uchinchidan, nitratlarni denitrifikatsiya qilish orqali N2 ga kamaytirish mumkin, bu esa tuproqda azotning kamayishiga olib keladi.

Shuni ham ta'kidlash kerakki, nitrifikatsiya qiluvchi kimyoavtotrof bakteriyalar bilan bir qatorda shunga o'xshash jarayonlarni amalga oshirishga qodir bo'lgan geterotrof mikroorganizmlar ham ma'lum. Geterotrof nitrifikatorlarga Fusarium turkumiga mansub baʼzi zamburugʻlar va Alcaligenes, Corynebacterium, Achromobacter, Pseudomonas, Arthrobacter, Nocardia kabi bakteriyalar turlari kiradi.

Arthobacter sp. ammoniyni organik substratlar ishtirokida oksidlaydi va gidroksilamin, keyin esa nitritlar va nitratlar hosil qiladi. Bundan tashqari, gidroksamik kislota hosil bo'lishi mumkin. Bir qator bakteriyalar organik azot saqlovchi birikmalarni: amidlar, aminlar, oksimlar, gidroksamatlar, nitrobirikmalar va boshqalarni nitrifikatsiyalashni amalga oshirishi ko'rsatilgan. Ularning o'zgarishi yo'llari quyidagicha keltirilgan:

Ba'zi hollarda geterotrof nitrifikatsiya darajasi juda katta bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, bu toksik, kanserogen, mutagen ta'sirga ega bo'lgan ba'zi mahsulotlarni va kemoterapevtik ta'sirga ega birikmalarni ishlab chiqaradi. Shu sababli, hozirgi vaqtda ushbu jarayonni o'rganish va uning geterotrof mikroorganizmlar uchun ahamiyatini aniqlashga katta e'tibor qaratilmoqda.

O'simliklar hayoti: 6 jildda. - M.: Ma'rifat. Bosh muharrir, muxbir aʼzo A. L. Taxtadjyan tomonidan tahrirlangan. SSSR Fanlar akademiyasi, prof. A.A. Fedorov. 1974 .

Ammiak va ammoniy tuzlarini nitrat kislota tuzlariga aylantiring: nitratlar: nitrosobakteriyalar, nitrobakteriyalar. Tuproq va suv havzalarida tarqalgan... Katta ensiklopedik lug'at

Ammiak va ammoniy tuzlarini nitrat kislota tuzlariga aylantiring: nitratlar: nitrosobakteriyalar, nitrobakteriyalar. Tuproq va suv havzalarida tarqalgan. * * * NITRIFLANGAN BAKTERİYALAR NITRİFLANGAN BAKTERYALAR ammiak va ammoniy tuzlarini azot tuzlariga aylantiradi... ... ensiklopedik lug'at

nitrifikatsion bakteriyalar- Nitrifikatoriai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Nitritinės (Nitrosomonas genties) va nitratinės (Nitrobacter genties) bakteriyos, paverčiančios amonio druskas nitratais. attikmenys: ingliz. nitrifikatorlar; nitrifikatsion bakteriyalar vok... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas - qaytarilgan azot birikmalarining oksidlanish reaktsiyalarini amalga oshiradi. Nitrosomonas jinsi vakillari ammiakni nitritlarga, Nitrobacter jinsi bakteriyalari esa nitritlarni nitratlarga oksidlaydi. Ular avtotrof kimyosintezlovchi aerobga tegishli... ... Geologik ensiklopediya

Oziqlanish turiga ko'ra barcha organizmlar avtotroflar va geterotroflarga bo'linadi. Yunoncha "o'z-o'zini oziqlantirish" degan ma'noni anglatuvchi avtotroflar o'z hujayralarining barcha birikmalarini karbonat angidrid va boshqa noorganik moddalardan qurishlari mumkin. Manba... ... Biologik ensiklopediya

Organik moddalarning parchalanishi paytida tuproq, go'ng va suvda hosil bo'lgan ammiak tezda azotga, keyin esa nitrat kislotaga oksidlanadi. Bu jarayon nitrifikatsiya deb ataladi.

19-asrning oʻrtalarigacha, aniqrogʻi, L.Paster ijodigacha nitrat hosil boʻlish hodisasi ammiakning atmosfera kislorodi taʼsirida oksidlanishining kimyoviy reaksiyasi sifatida tushuntirilib, tuproq katalizator rolini oʻynagan, deb taxmin qilingan. bu jarayonda. L.Paster nitratlarning hosil bo'lishini mikrobiologik jarayon deb hisoblagan. Uning gipotezasining birinchi eksperimental dalillari 1879 yilda T. Shlesing va A. Münz tomonidan olingan. Tadqiqotchilar oqava suvni qum va CaCO 3 ning uzun ustunidan o'tkazdilar. Filtrlash jarayonida ammiak asta-sekin yo'q bo'lib ketdi va nitratlar paydo bo'ldi. Ustunni isitish yoki antiseptiklarni qo'shish ammiakning oksidlanishini to'xtatdi.

Biroq, yuqorida qayd etilgan tadqiqotchilar ham, nitrifikatsiyani o'rganishni davom ettirgan mikrobiologlar ham nitrifikatsiya qo'zg'atuvchilari madaniyatini ajratib ololmadilar. Faqat 1890-1892 yillarda. S. N. Vinogradskiy maxsus texnikadan foydalanib, nitrifikatorlarning sof kulturalarini ajratib oldi. Olim nitrifikator bakteriyalar organik moddalar bo'lgan oddiy ozuqa muhitida o'smasligini taklif qildi, bu esa o'zidan oldingilarning muvaffaqiyatsizliklarini tushuntirdi.

Darhaqiqat, nitrifikatorlar kimolitoautotroflar, ya'ni CO 2 dan organik moddalarni sintez qilish uchun ammiak yoki azot kislotasining oksidlanish energiyasidan foydalanadigan bakteriyalar bo'lib chiqdi (xemosintez). Shuning uchun ularning hujayralari muhitda organik birikmalar mavjudligiga juda sezgir. Nitrifikator bakteriyalar mineral ozuqa muhitida ajratilgan.

S. N. Vinogradskiy nitrifikatorlarning ikki guruhi borligini aniqladi: biri ammiakning azot kislotasiga (NHJ-? N0 2) oksidlanishini - nitrifikatsiyaning birinchi bosqichini, ikkinchisi - azot kislotasining nitrat kislotaga (NOj-? NOj) -

nitrifikatsiyaning ikkinchi bosqichi.

Ikkala guruh vakillari ham oila deb tasniflanadi Nitrobakteriyalar. Bular bir hujayrali grammusbat bakteriyalardir. Nitrifikator bakteriyalarga novdasimon, elliptik, sharsimon, qiyshiq va lobsimon, pleomorf hujayralar kiradi. Hujayra o'lchamlari kengligi 0,3 dan 1 mkm gacha va uzunligi 1 dan 3 mkm gacha. Polar, subpolyar va peritrikal flagelatsiyaga ega mobil va harakatsiz shakllar mavjud.

Nitrifikator bakteriyalar asosan bo'linish yo'li bilan ko'payadi, bundan mustasno nitrobakter, kurtaklanishi bilan ajralib turadi. Deyarli barcha nitrifikatorlar sitoplazmatik membranalar ichida yaxshi rivojlangan tizimga ega bo'lib, ular alohida turlarning hujayralarida shakli va joylashuvi jihatidan sezilarli darajada farqlanadi. Sitoplazmaning membranalari fotosintez qiluvchi binafsha rangli bakteriyalarnikiga o'xshaydi.

Nitrifikatsiyaning birinchi bosqichidagi bakteriyalar quyidagi avlodlar bilan ifodalanadi: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosolobus Va Nitrozo-vibrion. Bugungi kunga qadar eng chuqur o'rganilgan Nitrosomonas europaea(42-rasm, A). U 0,8-1 x 1-2 mikron o'lchamdagi qisqa oval novdalardan iborat. Suyuq hujayra madaniyatida Nitrosomonalar bir qancha rivojlanish bosqichlaridan o'tadi. Ikki asosiysi mobil shakl va harakatsiz zooglea bilan ifodalanadi. Harakatlanuvchi shaklda subpolyar flagellum yoki flagella to'plami mavjud.

Nitrifikatsiyaning birinchi fazasini keltirib chiqaradigan bakteriyalarning boshqa avlodlari vakillari ham tasvirlangan.

Nitrifikatsiyaning ikkinchi bosqichi avlod vakillari tomonidan amalga oshiriladi Nitrobakter, Nitrospira Va Nitrokokk. bilan eng ko'p tadqiqotlar o'tkazildi Nitrobakter winogradskiy(42-rasm, />), ammo boshqa turlar ham tasvirlangan (masalan, Nitrobacter agilis). Nitrobakter hujayralari cho'zilgan, xanjar yoki nok shaklidagi shaklga ega, tor uchi ko'pincha tumshug'iga egiladi, hujayra o'lchamlari 0,6-0,8 x 1-2 mikron. Tomurcuklanma paytida qiz hujayra odatda harakatchan bo'ladi, chunki unda bitta qutb flagellumi mavjud. Rivojlanish siklida harakatlanuvchi va harakatsiz bosqichlarning almashinishi ma'lum.

Guruch. 42.

A - Nitrosomonas evro poygasi; B - Nitrobakter winogradskiy

Nitrifikatsiyaning ikkinchi bosqichini keltirib chiqaradigan boshqa bakteriyalar turlari ham tavsiflangan.

Nitrifikator bakteriyalar ammiak yoki nitritlar (oksidlanadigan substratlar) va karbonat angidrid (asosiy uglerod manbai) bo'lgan oddiy mineral muhitda etishtiriladi. Bu organizmlar uchun azot manbai ammiak, gidroksil va n va nitritlardir.

Nitrifikator bakteriyalar pH 6,0-8,6 da rivojlanadi, muhitning optimal reaksiyasi pH 7,5-8,0. pH 6 dan past va pH 9,2 dan yuqori qiymatlarda bakteriyalar rivojlanmaydi. Nitrifikatorlarning rivojlanishi uchun optimal harorat 25-30 ° S dir. Turli shtammlarning o'zaro bog'liqligini o'rganish Nitrosomonas europaea Harorat shuni ko'rsatdiki, ularning ba'zilari 26 ° C yoki taxminan 40 ° C da optimal rivojlanishga ega, boshqalari 4 ° C da juda tez o'sishga qodir.

Nitrifikatorlar majburiy aeroblardir. Atmosfera kislorodidan foydalanib, ular ammiakni azot kislotasiga oksidlaydilar (nitrifikatsiyaning birinchi bosqichi):

Binobarin, ammiak - ammonifikatsiya qiluvchi bakteriyalarning chiqindi mahsuloti - energiya ishlab chiqarish uchun ishlatiladi Nitrosomonalar, va ikkinchisining hayotiy jarayonlarida hosil bo'lgan nitritlar energiya manbai bo'lib xizmat qiladi Nitrobakter.

Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, nitrifikatsiya jarayoni sitoplazmada va sitoplazmatik membranalar ichida sodir bo'ladi va bir necha bosqichda amalga oshiriladi. Ammiak oksidlanishining birinchi mahsuloti gidroksilamin bo'lib, u keyinchalik nitroksid (NOH) yoki peroksonitrit (ONOH) ga aylanadi, ikkinchisi, o'z navbatida, nitritga, nitrit esa nitratga aylanadi. Butun nitrifikatsiya jarayoni quyidagi diagrammada tasvirlangan:

Nitroksil, gidroksilamin kabi, giponitritga dimerlanishi yoki nitrifikatsiyaning yon mahsuloti bo'lgan azot oksidi N20 ga aylanishi mumkin. Birinchi reaktsiyaga qo'shimcha ravishda (ammiakdan gidroksilamin hosil bo'lishi) barcha keyingi transformatsiyalar ATP shaklida yuqori energiyali bog'lanishlarning sintezi bilan birga keladi.

Nitrifikatorlar CO2ni qaytaruvchi pentosefosfagik sikl (Kalvin sikli) orqali tuzatadi. Keyingi reaktsiyalar natijasida nafaqat uglevodlar, balki bakteriyalar uchun muhim bo'lgan boshqa birikmalar - oqsillar, nuklein kislotalar, yog'lar va boshqalar hosil bo'ladi.

Uzoq vaqt davomida nitrifikator bakteriyalar majburiy xemolitoavtotroflar deb tasniflangan. Keyinchalik bu bakteriyalarning ma'lum organik moddalardan foydalanish qobiliyati haqida ma'lumotlar olindi. Shunday qilib, o'sishga rag'batlantiruvchi ta'sir ko'rsatildi Nitrobakter nitrit, xamirturush avtolizati, piridoksin, glutamik kislota va serin. Ayrim nitrifikator bakteriyalar avtotrofdan geterotrof oziqlanishga o'tish qobiliyatiga ega deb hisoblanadi. Biroq, nitrifikatorlar an'anaviy oziq muhitida o'smaydi, chunki bunday muhitda oson hazm bo'ladigan ko'p miqdordagi organik moddalar ularning rivojlanishini kechiktiradi. Ammo tabiatda bunday bakteriyalar chernozemlarda, go'ngda, kompostlarda va boshqalarda yaxshi rivojlanadi. organik moddalar ko'p bo'lgan joylarda.

Tuproqdagi oson oksidlanadigan uglerod miqdorini ekinlarda nitrifikatorlar bardosh berishi kerak bo'lgan organik moddalar konsentratsiyasi bilan solishtirsak, bu qarama-qarshilik ahamiyatsiz bo'lib chiqadi. Shunday qilib, tuproqning organik moddalari asosan gumusli moddalar bilan ifodalanadi, ular chernozemdagi umumiy uglerodning 71-91% ni, suvda oson hazm bo'ladigan organik moddalar esa umumiy uglerodning 0,1% dan ko'p bo'lmagan qismini tashkil qiladi. Binobarin, nitrifikatorlar tuproqda ko'p miqdorda oson hazm bo'ladigan organik moddalarga duch kelmaydi.

Nitratlarning to'planishi turli tuproqlarda har xil tezlikda sodir bo'ladi. Tuproq qanchalik boy bo'lsa, unda nitrat kislota birikmalari shunchalik ko'p to'planishi mumkin. Tuproqdagi o'simliklar uchun mavjud bo'lgan azotni nitrifikatsiya qilish qobiliyatiga qarab aniqlash usuli mavjud. Shuning uchun nitrifikatsiya intensivligidan tuproqning agrotexnik xususiyatlarini tavsiflash uchun foydalanish mumkin.

Shu bilan birga, nitrifikatsiya jarayonida faqat bitta o'simlik ozuqa moddasi - ammiak boshqa shaklga - nitrat kislotaga aylanadi. Biroq, nitratlar ba'zi kiruvchi xususiyatlarga ega. Ammoniy ioni tuproq tomonidan so'rilsa, nitrat kislota tuzlari undan oson yuviladi. Bundan tashqari, denitrifikatsiya natijasida nitratlar N 2 ga kamayadi, bu ham tuproqning azot zahiralarini tugatadi. Yuqorida aytilganlarning barchasi o'simliklar tomonidan nitratlardan foydalanish darajasini sezilarli darajada kamaytiradi.

O'simlik organizmida nitrat kislota tuzlarini sintezga kiritishdan oldin ularni kamaytirish kerak, bu esa energiya talab qiladi. Ammoniy to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi. Shu munosabat bilan olimlar nitrifikatsiya qiluvchi bakteriyalarning faolligini bostiradigan va boshqa organizmlar uchun zararsiz bo'lgan o'ziga xos ingibitorlar yordamida nitrifikatsiya intensivligini sun'iy ravishda kamaytirish imkoniyati to'g'risida savol tug'dirdilar. Piridin asosida sintez qilingan nitrifikatsiya ingibitorlarining (2-xloro-6-(triklorometil)-piridin, nitropirin va boshqalar) ko'plab sanoat preparatlari allaqachon taklif qilingan. Nitrifikatsiya ingibitorlari nitrifikatsiyaning faqat birinchi bosqichini bostiradi va ikkinchisiga, shuningdek geterotrofik nitrifikatsiyaga ta'sir qilmaydi. Nitrifikatsiya inhibitorlarini (nitropirin) qo'llashda azotli o'g'itlarning samaradorligi 50 dan 80% gacha oshadi.

""sb Geterotrof nitrifikatsiya. Ayrim geterotrof mikroorganizmlar ham nitrifikatsiyaga qodir. Bularga nasldan bakteriyalar kiradi Pseudomonas, Arthrobacter, Corynebacteriit, Nocardia va zamburug'larning ba'zi turlari avloddan Fusarium, Aspergillus, Penici/lium, Cladosporium. Buni aniqladi Arthrobacter sp. organik substratlar ishtirokida ammiakning oksidlanishi natijasida gidroksilamin, keyin esa nitrit va nitrat hosil bo'ladi. Ba'zi bakteriyalar amidlar, aminlar, gidroksam kislotalar, nitro birikmalar (alifatik va aromatik), oksimlar va boshqalar kabi azot o'z ichiga olgan organik moddalarning nitrifikatsiyasini keltirib chiqaradi. Biroq, heterotrofik nitrifikatsiya sanab o'tilganlar uchun energiya manbai bo'lib xizmat qilmaydi, deb ishoniladi. organizmlar.

Geterotrof nitrifikatsiya tabiiy sharoitda (tuproqlar, suv omborlari va boshqa substratlar) sodir bo'ladi. U, ayniqsa, atipik sharoitlarda (masalan, gidroksidi tuproqda organik C- va N-birikmalarining yuqori miqdori bilan va boshqalar) ustun ahamiyatga ega bo'lishi mumkin. Geterotrof mikroorganizmlar bunday sharoitda nafaqat azotning oksidlanishiga yordam beradi, balki zaharli moddalar, kanserogen va mutagen, shuningdek, kimyoterapevtik ta'sirga ega birikmalarning hosil bo'lishi va to'planishiga sabab bo'ladi. Sanab o'tilgan birikmalarning bir qismi nisbatan past konsentratsiyalarda ham odamlar va hayvonlar uchun zararli bo'lganligi sababli ularning tabiatda hosil bo'lish imkoniyatlari diqqat bilan o'rganilmoqda.

• Keyingi yillarda bakteriyalarning ammiakni anaerob oksidlanish qobiliyati aniqlandi. Anammox (An-attox) deb ataladigan bu jarayon oqava suvlarni tozalashda muhim rol o'ynaydi. Uni amalga oshiradigan bakteriyalar planktomistlar guruhiga kiradi. (Eslatma: qayta