mikrobiologie3_JA

Přednáška 4.

KOLOBĚH DUSÍKU

- ve vzducu n 78 %
- zákl. biol. prvek (bílkoviny a další org. dusíkaté látky)
- rostliny mohou přijímat N jen s jeho minera. sloučenin (dusičnanů a amonných solí)
- 9/10 vešker. dusíku v půdě jen slouč. org. (vč. biomasy půd. mikrobů) – rostliny neumí využit
- hl. zásobárnou N v půdě je humus)
- v koloběhu N v přírodě probíhají dva zákl. protichůdné procesy:
a) synteza složitých org. N sloučenin
b) mineralizace org. N látek až na amoniak v půdě, který ve formě am. solí nebo po přeměně na dusičnany slouží opět k výživě rostlin

Děje: - amonifikace – většinou heterotr. mikroby
- nitrifikace
- denitrifikace
- nitrogeneze - několik desítek mikrobů

Amonifikace
- mineralizace org. Nlátek
- N se dostává do půdy ve formě bílkovin rostlin, mikrobních a živočišných těl, zelené hnojení, chlévská mrva, kompost, humus
- vzniklý NH4 + :
1. část se váže s jílovitou humus. komplexem půdy
2. část využita jako zdroj N výživy rostlinami
3. část využita jajko zdroj N půdní miroflorou z imobilizace, podmínkou je dostatek energ. materiálu (optim. C:N = 25-30 : 1)
4. únik do atmos. – snaha argotech. opatřeními omezovat
5. amonný iont je zdrojem energie pro autotr. mikroorganismy

oxidace NH4+ -- NO2 – nitrifikace

Význam: půdní proces, mineralizace org. N zajišťuje výživu rostlin, umožňuje rozklad org. N, výživa rostlin, rozklad živočiš. a rostl. těl

AMONIFIKACE BÍLKOVIN:
- typické produkty : - NH3, aminy, CO2, org. kys.
- sirovodík H2S
- merkaptany indol, skátil
- anaerobní podmínky: - růstové stimulátory = kys. indolyl octová, kys. ind. máselná
- prokainy – botulin

- aerobní podmínky – vzniká CO2, NH3, sulfáty a H2O

anaer. fakultativně – Proteus vulgaris 1,5 – 4 mirom.
anaer. striktně – Clostridium putrificum
- Cl. sporogenes
- C. tetani
Aer: - Bac. curens
- B. megaterium
- B. subtilis
- Pseudomonas putina

Enzym. aparát – proteázy

AMINIFIKACE MOČOVINY:





hydrogenace amin. skupin a oxid. zbytku řetězce

- urobakterie – enzym ureáza
Bac. pasteurii
Sporosarcina ureae
Micrococcus ureae

- amonifikátoři močoviny způsobují ztráty při hnojení močovinou
- při aplikaci vyprchávání NH3 obzvlášť na vlhký povrch půdy nebo na povrch vyvápěné půdy

amon. probíhá i v zažívací trubici, jedovatý NH3 prp monogastry



Nitrifikace autotrofní

NH4+ NO2- NO3-
nitrifikace nitritace

- oxid. proces
- chemoautotr. mikroorganismy oxidací získávají energii
- nesnáší přítomnost rozpust. org. N látek

Nitra ce: Nitrosomonas G-
Nitrococcus G-
Nitrosocystis G-
Nitrosospira G-

Nitratace : Nitrobacter G-

Význam: půdní proces, je-li přiměřená-příznivá, nadměrná je nepříznivá – nebezpečí hromadění nitrátů v plodinách
NO3- - ionty jsou v půdách méně stabilní, hrozí ztráty vyplavováním a znečištění povrch. vod i podzem. vod

Enserve = přípravek vyráběný jako inhibitor nitrifikace
Nitrifikace heterotrofní

- oxidace redukovaných nebo neúplně ox. sloučenin N
- původci – heterotr. bakterie, aktinom. i houby - Achrobacter, Arthrobacter,Bacillus, Proteus, Pseudomonas, Mycobacteria, Streptomyces…

Autotr. nitrif. – ox. amoniaku a nitritů s cytochr. systémem a systém. energie ve formě ATP
Heterotr. nitrif. – tato spojitost není substrátem, mohou být anorg. red. slouč. N (amoniak) ale i org.

- převaha produkce nitrátů při autotr. – na rozdíl od chemoautotr. nitrifikátorů mohou zástupci heterotr. existovat i v anaer. podmínkách a při nízkém pH


Denitrifikace

NO3- NO2 NO asimilační NH2OH=NH3
---------- disimilační N2O=N2

- redukční proces (nitrát akceptorem elektronů a zdroj O2)

- asimilační (oxidativní) – přes hydroxyalanin na ní z