ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

16. ВИКОРИСТАННЯ НЕОРГАНІЧНИХ ДОНОРІВ ВОДНЮ: АЕРОБНІ ХЕМОЛІТОТРОФНІ БАКТЕРІЇ

16.1. ОКИСНЕННЯ АМІАКУ ТА НІТРИТУ (НІТРИФІКАЦІЯ)

Перетворення аміаку (амонію) на нітрат — нітрифікація — здійснюється нітрифікуючими бактеріями. Проте немає таких бактерій, які б перетворювали аміак безпосередньо на нітрат. В його окисненні завжди беруть участь дві групи бактерій: одні окиснюють аміак, утворюючи нітрит, інші окиснюють нітрит у нітрат.

Нітрифікатори — грамнегативні бактерії, які належать до родини Nitrobacteriaceac. Досі їх вважали облігатними хемолітоавтотрофами, оскільки вони не використовують органічні субстрати, які були добавлені в поживні середовища. Проте нині існує багато сумнівів щодо облігатності нітрифікаторів. Так, виявилося, що Nitrobacter winogradskyi здатний використовувати ацетат для синтезу деяких клітинних речовин (білків, полі-β-оксибутирату).

Роль процесів нітрифікації В ґрунті. У ґрунті, який інтенсивно аерується, іони амонію, що вивільнюються в результаті мінералізації азотвмісних речовин, швидко окиснюються. Пере- хід катіону (NH₄) В аніон (NО₃) супроводжується підкисленням ґрунту і підвищенням розчинності мінералів (солей калію, кальцію, магнію та фосфорної кислоти). Тому в нітрифікаторах убачають важливий фактор підвищення родючості ґрунтів. Але нині ця думка змінилася. Виявилося, що іони амонію затримуються в ґрунті значно довше і краще нітрату, який легко вимивається. У зв’язку з цим з’явилася тенденція до обмеження нітрифікації в ґрунтах сільськогосподарських угідь. Вишукуються речовини, які здатні специфічно пригнічувати ріст нітрифікуючих бактерій і стати «стабілізаторами» ґрунтового азоту.

Слід враховувати, що ріст і метаболізм автотрофних нітрифікаторів проходить нормально лише за pH 7-8. Діапазон pH, в якому відбувається повна нітрифікація від аміаку до нітрату, є дуже вузьким, оскільки і аміак (за високих значень pH), і азотна кислота (за низьких значень pH) спричиняють токсичний вплив на Nitrobacter.

Нітрифікуючі бактерії опосередковано беруть участь у руйнуванні різних споруд, для яких будівельним матеріалом є вапно та цемент. Це пов’язано з тим, що нітрифікатори окиснюють аміак, який є в атмосфері та екскрементах тварин, до азотної кислоти.