Хід роботи

1. Для зараження денітрифікуючими бактеріями в середовище внести 0,5г ґрунту, узятого з сильно зволоженої земельної ділянки, яка не використовується в с/г виробництві.

2. Колбу закрити гумовим корком і помістити в термостат з температурою 25-30 ^оС на 5-7 днів.

3. Вивчити хімізм процесу денітрифікації.

Про процес відновлення нітратів і утворення азоту, що відбуваються, свідчать посиніння середовища, поява пухирців газу і піни на поверхні середовища.

Питання для самоперевірки

1. Який процес називають денітрифікацією ?

2. В чому полягає суть прямої денітрифікації?

3. В чому полягає суть непрямої денітрифікації?

4. Які мікроорганізми є найбільш активними збудниками прямої денітрифікації?

5. Назвати основні умови, що сприяють денітрифікації.

6. Дати оцінку процесу денітрифікації з точки зору агрохіміка-грунтознавця.

Лабораторна робота № 8 Вивчення нітрифікуючих бактерій

Мета роботи: вивчити хімізм процесу нітрифікації, виявити наявність у ґрунті бактерій, що нітрифікують.

Теоретична частина

Нітрифікацією називається процес окислення аміаку в азотну кислоту через проміжну стадію азотистої кислоти.

Процес нітрифікації аміаку відбувається в дві фази при участі двох спеціалізованих груп аеробних бактерій.

У першій фазі аміак окислюється до солей азотистої кислоти:

2 NН₃ + 3О₂ 2НNО₂ + 2Н₂О + 661,5 кдж

У цьому процесі беруть участь нітрозні бактерії, що відносяться до трьох родів: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosospira.

Nitrosomonas — овоїдний кок з одним довгим джгутиком, спор не утворює. Є п'ять видів цього мікроорганізму, що розрізняються за формою і відношенням до рН, яке коливається в окремих типів від 7,4 до 9,5.

Nitrosocystis-коки величиною близько 1,5 мкм, здатні утворювати зооглеї —скупчення коків, оточені загальною слизовою капсулою.

Nitrosospira включає два види: Nitrosospira bria і Nitr. arctica. Обидва види мають правильну спіральну форму, довжина клітини сягає 20 мкм, хоча зустрічаються і дуже дрібні, коккоподібні організми. Розвиваються переважно в цілинних ґрунтах.

В другій фазі нітрифікації солі азотистої кислоти окислюються в солі азотної кислоти:

2 НNO₂ + O₂ 2HNO₃ + 201 кдж

У цьому процесі беруть участь нітратні бактерії, що відносяться до роду Nitrobacter. Це дрібні, округлі, яйцеподібні або грушоподібні клітини розміром до 1,5 мкм. Зустрічаються короткі, нерухомі, безспорові палички з загостреними кінцями розміром 1,2 x 0,8 мкм. Палички іноді з'єднуються в ланцюжки, за Грамом забарвлюються негативно. На 5—6 добу в культурах з'являються овальні чи грушоподібні рухливі клітини.

Nitrobacter підрозділяють на два види: Nitrobacter winogradsky і Nitr. agilis.

Це типові хемосинтезуючі автотрофи. Вони асимілюють вуглекислий газ з повітря при відсутності світла. Енергію для цього процесу вони одержують при окисленні аміаку й азотистих сполук. Вони синтезують всі органічні речовини клітин (амінокислоти, вітаміни, полісахариди) з неорганічних компонентів і вуглекислого газу.

Завдяки діяльності бактерій, що нітрифікують, величезні маси газоподібного аміаку, утвореного в процесі амоніфікації, фіксуються в ґрунті і переводяться в нітрати, що є важливим джерелом азотного живлення для рослин. У результаті своєї фізіологічної діяльності вони створюють родючі ґрунти, перетворюючи малодоступні і недоступні рослинам аміачні солі й аміак у легкозасвоювані рослинами мінеральні форми азотистого живлення. Тому процес нітрифікації має розглядатися як один з найважливіших біологічних процесів ґрунту. При сприятливих умовах протягом року в орному шарі 1 га ґрунту може накопичуватися до 300 кг азотної кислоти.

Така кількість нітратів створює не тільки гарні умови для азотного живлення рослин, але і сильно впливає на перехід фосфорнокислих солей у доступну для рослин форму.

Обладнання і матеріали: ґрунт, колбочки з рідким середовищем С. М. Виноградського, пастеровскі піпетки, порцелянові чашечки, реактиви: цинк-йод-крохмаль, дифеніламін, міцна сірчана кислота, 20%-ний розчин сірчаної кислоти, пірогалол, реактив Гріса.