固氮和硝化的主要区别在于固氮是将氮气（N2）转化为含氮物质，而硝化是将铵离子（NH4+）转化为亚硝酸盐（NO2-）和硝酸盐（NO3-）。此外，固氮可通过大气、工业或生物过程进行，而硝化作用则由土壤活细菌和其他硝化细菌进行。此外，在氮循环中，固氮是第一步，它将大气中的氮固定为铵离子，而硝化是下一步铵离子转化为亚硝酸盐。

固氮和硝化是氮循环的两个过程。

覆盖的关键领域

1.什么是固氮-定义、过程、重要性2。什么是硝化作用-定义、过程、重要性3。固氮和硝化作用之间有什么相似之处——共同特征概述4。固氮和硝化的区别是什么？关键区别的比较

关键术语

铵离子、大气氮、硝酸盐、亚硝酸盐、硝化作用、固氮作用

什么是固氮(nitrogen fixation)？

固氮是氮循环的第一步，它将大气中的氮转化为铵离子。一般来说，地球大气的80%含有氮气。尽管如此，氮仍然是初级生产者的限制性营养因子，因为他们无法吸收大气中的氮。因此，氮循环负责将大气中的氮转化为氮物质，这些物质很容易被初级生产者吸收。

Figure 1: Nitrogen Cycle

此外，在氮循环中，无论是自由生物还是共生生物，都会经历固氮过程。值得注意的是，所有这些固氮生物都有一个相似的特征，那就是它们都有相同的酶复合物，固氮酶。此外，这种酶复合物催化氮气还原成氨（NH3）。

此外，需氧自由生活固氮细菌的实例包括假单胞菌、固氮菌、甲基单胞菌、产碱菌和硫杆菌。另外，发菜和鱼腥藻是自由生活的蓝藻，是需氧的，固氮的。另一方面，固定氮的自由生活的厌氧生物包括甲烷单胞菌、甲烷球菌、夏绿藻、氯苯、脱硫弧菌和梭状芽孢杆菌。此外，根瘤菌和Frankia是共生细菌，它们生活在豆科植物的根瘤中，固氮。

虽然氮循环是生物固氮过程，但哈伯-博世过程是工业固氮的方法。另外，大气固氮是第三种固氮方法，闪电的巨大能量打破氮分子，使其原子与氧结合形成氮氧化物。然而，这些氮氧化物溶解在雨水中，形成硝酸盐带到地球上。

什么是硝化作用(nitrification)？

硝化作用是氮循环的第二步，将铵离子转化为亚硝酸盐和硝酸盐。值得注意的是，细菌进行硝化作用。然而，这一过程发生在两个随后的子步骤由不同的细菌进行。第一步是将氨转化为亚硝酸盐，第二步是将亚硝酸盐转化为硝酸盐。在这里，第一步是氨氧化成亚硝酸盐。此外，好氧氨氧化剂，如亚硝基单胞菌，亚硝基螺旋菌和亚硝基球菌进行这第一步。首先，氨单加氧酶将氨转化为羟胺，然后在羟胺氧化还原酶的作用下将其转化为亚硝酸盐。

Figure 2: Chemical Reaction of the Nitrogen Cycle

此外，第二步是亚硝酸盐氧化成硝酸盐。另外，一组单独的氮氧化细菌，包括硝化螺旋菌、硝化杆菌、亚硝基球菌和硝基菠菜，执行这个亚步骤。此外，负责将亚硝酸盐氧化成硝酸盐的酶是亚硝酸盐氧化还原酶。例如，氨氧化剂和亚硝酸盐氧化剂在有氧生境中普遍存在，包括土壤、河口、湖泊和开阔海洋环境。此外，它们在废水处理设施中起着关键作用，去除有害水平的铵。同时，氨氧化古菌在海洋、土壤和盐沼中大量存在。在纯培养条件下生长的氨氧化古生菌之一是海洋亚硝基虫。

固氮与硝化作用的相似性

• 固氮和硝化是氮循环的两个步骤。
• 它们负责将大气中的氮转化为可供生物利用的物质。
• 土壤细菌经历了这两个过程。

固氮(nitrogen fixation)和硝化作用(nitrification)的区别

定义

固氮是指氮循环的化学过程，将大气中的氮吸收成有机化合物，特别是通过某些微生物。另一方面，硝化作用是指氨或铵被生物氧化成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐被氧化成硝酸盐。

意义

固氮作用是将氮气转化为氨气，而硝化作用是将氨气转化为亚硝酸盐和硝酸盐。

工艺类型

固氮作用可通过大气、工业或生物过程进行，而硝化作用则由土壤活菌和其他硝化细菌进行。

在氮循环中

固氮是将大气中的氮固定为铵离子的第一步，硝化是铵离子转化为亚硝酸盐的第二步。

微生物

土壤固氮细菌（如蓝藻）和根瘤菌（如根瘤菌）负责固氮，而硝化细菌（如亚硝基单胞菌和硝化细菌）负责硝化作用。

结论

固氮是将大气中的氮转化为植物可以吸收的含氮物质的过程。因此，在氮循环中，大气中的氮转化为铵离子。此外，土壤细菌，包括蓝藻和根瘤中的共生细菌，包括根瘤菌，也进行固氮。另一方面，硝化作用是氮循环的第二步，将铵离子转化为亚硝酸盐和硝酸盐。此外，亚硝化单胞菌和硝化细菌是负责硝化作用的两种硝化细菌。因此，固氮和硝化的主要区别在于转化的类型和过程中微生物的类型。

References:

1.伯恩哈德，安妮。”氮循环：过程、参与者和人类影响〉，《自然新闻》，自然出版集团，可在这里找到。