تفاوت اصلی بین باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و باکتری های نیتروژن زدایی در این است که باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، نیتروژن اتمسفر را به آمونیوم یا آمونیاک در خاک تبدیل می کنند در حالی که باکتری های نیتروژن زدایی، نیترات های موجود در خاک را به نیتروژن اتمسفر تبدیل می کنند.
چرخه نیتروژن یکی از چرخه های اصلی بیوژئوشیمیایی است. چندین مرحله در چرخه نیتروژن وجود دارد. در این میان تثبیت نیتروژن و نیتروژن زدایی دو مرحله هستند. در تثبیت نیتروژن، باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، نیتروژن اتمسفر را به آمونیاک یا یون های آمونیوم در خاک تبدیل می کنند. در نیتروژن زدایی، باکتری های نیترات زدایی، نیترات های موجود در خاک را به نیتروژن اتمسفر تبدیل می کنند.باکتری های تثبیت کننده نیتروژن حاصلخیزی خاک را افزایش می دهند. در مقابل، باکتری‌های نیتروژن‌کننده حاصلخیزی خاک را کاهش می‌دهند.
باکتری های تثبیت کننده نیتروژن چیست؟
باکتری های تثبیت کننده نیتروژن گروهی از باکتری ها هستند که نیتروژن یا گاز نیتروژن جو را به آمونیاک یا یون آمونیوم در خاک تبدیل می کنند. ازتوباکتر، باسیلوس، کلستریدیوم و کلبسیلا چندین نمونه از باکتری های تثبیت کننده نیتروژن هستند. گاز N2 حدود 78 درصد حجم اتمسفر را تشکیل می دهد. نیتروژن اتمسفر با عمل این باکتری های تثبیت کننده نیتروژن وارد دنیای زنده می شود. بنابراین، گاز N2 را به یون NH3 و NH4+ تبدیل می کنند. سپس این یون های NH3 و NH4+ از طریق چرخه نیتروژن به گردش در می آیند و نیتروژن را برای همه موجودات زنده تامین می کنند. باکتری های تثبیت کننده نیتروژن از آنزیمی به نام نیتروژناز برای تبدیل گاز نیتروژن به آمونیاک استفاده می کنند. آنزیم نیتروژناز با شکستن پیوند کووالانسی سه گانه و افزودن سه اتم هیدروژن به هر اتم نیتروژن، تبدیل نیتروژن اتمسفر به آمونیاک را کاتالیز می کند.باکتری های تثبیت کننده نیتروژن در محیط های بی هوازی کارآمدتر عمل می کنند.
شکل 01: باکتری های تثبیت کننده نیتروژن در ندول های ریشه
برخی از باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، باکتری های خاک آزاد (ازوتوباکتر) و سیانوباکترهای زنده آزاد هستند، در حالی که برخی از باکتری ها مانند ریزوبیوم و برادیرریزوبیوم و غیره در روابط همزیستی با گیاهان حبوبات زندگی می کنند. تثبیت نیتروژن برای رشد، نمو و بهره وری گیاهان حیاتی است. بنابراین، باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، حاصلخیزی خاک و بهره وری کشاورزی را افزایش می دهند.
باکتری های نیترات زدا چیست؟
باکتری‌های دنیتریفیک‌کننده گروهی از باکتری‌ها هستند که نیترات‌های موجود در خاک را به گاز نیتروژن اتمسفر تبدیل می‌کنند. این فرآیند نیتروژن زدایی نامیده می شود و یکی از مراحل اصلی چرخه نیتروژن است.باکتری‌های نیتروژن‌زدایی در آزادسازی گاز نیتروژن ثابت به اتمسفر و تکمیل چرخه نیتروژن شرکت می‌کنند. این باکتری ها از چندین آنزیم از جمله نیترات ردوکتاز، نیتریت ردوکتاز، اکسید نیتریک ردوکتاز و اکسید نیتروژن ردوکتاز استفاده می کنند. باکتری هایی مانند سودوموناس، آلکالیژن ها، باسیلوس و کلستریدیوم و غیره چندین نمونه از باکتری های نیترات زدایی هستند. آنها عمدتاً باکتری های هتروتروف بی هوازی اختیاری هستند. آنها در شرایط بی هوازی یا بدون اکسیژن مانند خاک های غرقاب کار می کنند. علاوه بر این، این باکتری‌ها در طیف وسیعی از زیستگاه‌ها، از جمله محیط‌های شدید که بسیار شور و دما هستند، زندگی می‌کنند.
شکل 02: باکتری نیترات زدایی
باکتری‌های نیتروژن‌کننده از نیترات یا نیتروژن اکسید شده به عنوان بستر تنفسی خود در غیاب اکسیژن به‌عنوان گیرنده الکترون پایانی استفاده می‌کنند.در نتیجه نیترات به صورت نیتروژن گازی در جو آزاد می شود. نیترات شکل قابل دسترس گیاه نیتروژن در خاک است. از آنجایی که باکتری های نیترات زدایی نیترات را از خاک حذف می کنند، مسئول کاهش حاصلخیزی خاک و بهره وری کشاورزی هستند.
شباهت‌های بین باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن و باکتری‌های نیتروژن‌زدایی چیست؟
- هم باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و هم باکتری های نیتروژن زدایی بخشی جدایی ناپذیر از چرخه نیتروژن هستند.
- آنها عمدتاً میکروارگانیسم های خاک هستند.
- آنها از آنزیم ها برای تبدیل اشکال نیتروژن استفاده می کنند.
- هم باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و هم باکتری های نیتروژن زدایی محیط های بی هوازی را ترجیح می دهند.
تفاوت بین باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و باکتری های نیتروژن زدایی چیست؟
باکتری های تثبیت کننده نیتروژن باکتری هایی هستند که نیتروژن آزاد اتمسفر را به آمونیاک یا آمونیوم در خاک تبدیل می کنند.باکتری‌های نیتروژن‌کننده باکتری‌هایی هستند که نیترات‌های موجود در خاک را به نیتروژن آزاد اتمسفر تبدیل می‌کنند. بنابراین، این تفاوت اصلی بین باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و باکتری های نیتروژن زدایی است. ازتوباکتر، باسیلوس، کلستریدیوم و کلبسیلا انواع مختلفی از باکتری های تثبیت کننده نیتروژن هستند، در حالی که سودوموناس، آلکالیژن ها، باسیلوس و غیره چندین نوع باکتری نیتروژن کننده هستند.
اینفوگرافیک زیر تفاوت های بیشتری را بین باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و باکتری های نیتروژن زدایی به شکل جدولی فهرست می کند.
خلاصه - باکتری های تثبیت کننده نیتروژن در مقابل باکتری های نیتروژن زدایی
باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، نیتروژن اتمسفر را به آمونیاک در خاک تبدیل می کنند. باکتری‌های نیترات‌زدایی، نیترات‌های موجود در خاک را به نیتروژن آزاد اتمسفر تبدیل می‌کنند.بنابراین، این تفاوت اصلی بین باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و باکتری های نیتروژن زدایی است. از آنجایی که باکتری های تثبیت کننده نیتروژن نیتروژن را به خاک اضافه می کنند، به افزایش حاصلخیزی خاک و بهره وری کشاورزی کمک می کنند. در مقابل، باکتری‌های نیتروژن‌کننده به کاهش حاصلخیزی خاک و بهره‌وری کشاورزی کمک می‌کنند.
