4.3.2 Nitratatmung (dissimilatorische Nitratreduktion)
Das Gegenteil der Nitratatmung (dissimilatorische Nitratreduktion) ist die sog. assimilatorische Nitratreduktion. Sie dient dem Aufbau zelleigener N-Verbindungen unter Energieverbrauch. Durch Aufnahme von H-Atomen wird NO3- (Nitrat) zu NO2- (Nitrit) und H2O. Ausgehend von NO2- ergeben sich zwei Möglichkeiten:
- NO2- wird weiter reduziert zu N2 (oder seiner Vorstufe N2O) (Denitrifikation). Diese Möglichkeit wird v. a. von fakultativ anaeroben Mikroorganismen angewandt.
- NO2- wird weiter reduziert zu NH4+ (Ammonium-Ion) (Nitratammonifikation).
Denitrifikation und Nitratammonifikation spielen im N-Kreislauf der Natur eine wichtige Rolle:
Abb. 28: N-Kreislauf der Natur
- Auf- und Abbauwege, die nur von Mikroorganismen ausgeführt werden können, sind grün dargestellt, Wege, die nur von Tieren vollzogen werden können rot und Wege, die alle Organismen durchführen können schwarz.
Strikt aerobe und chemolithotrophe Bakterien führen Nitrifikation durch. Der Energiegewinn erfolgt durch Übertragung der H-Atome aus NH4+ über eine aerobe Atmungskette auf O2:
Die Nitrifikation dient zum Auffüllen von NO3- in Boden und Wasser, als Ausgang für N-Verbindungen, v. a. der Pflanzen, zum Ausgleich, wenn aufgrund längerzeitiger anaerober Bedingungen zu viel Denitrifikation stattgefunden hat und zum Abbau von Nitrat, das mit dem Regenwasser aus dem Boden ausgewaschen und in Seen bzw. ins Meer gelangt sind. Die Denitrifikation hingegen entnimmt NO3- aus dem Boden oder Wasser und wandelt es in N2 um und dient zur Verringerung von aufgrund längerer günstiger Bedingungen entstandener NO3--Sättigung im Boden oder Wasser sowie zur Verhinderung von Überdüngung und zu hoher NO3--Konzentration in der Nahrung.
