Bilgi

Azot Döngüsü

Azot Döngüsü


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bitkiler, doğrudan atmosferden (karbondioksit formundaki karbon ve oksijen) ve yeraltı sularından (hidrojen ve oksijen) elde ettikleri dışında bir dizi element gerektirir.

Bu elementlerden biri hariç hepsi kayaların parçalanmasından gelir ve bitkiler tarafından yerden yakalanır. İstisna, nitrojendir; Dünya atmosferinin% 78'i.

toprak yüzey kayalar Ayrıca dolaylı olarak atmosfere ve toprağa nüfuz eden bitkilere nüfuz eden birincil azot kaynağıdır.

Çoğu canlı, proteinleri ve diğer organik maddeleri sentezlemek için atmosferik azotu kullanamaz. Karbon ve oksijenin aksine, azot kimyasal olarak çok reaktif değildir ve sadece kesindir bakteriler ve mavi algler Azotu atmosferden asimile etme ve hücreler tarafından kullanılabilecek bir forma dönüştürme konusunda oldukça özel yeteneklere sahiptirler. Kullanılabilir azot eksikliği genellikle bitki büyümesi için ana sınırlayıcı faktördür.

Azotun canlı organizmaların etkisi ile bitkiler ve toprakta dolaştığı sürece azot döngüsü denir.

Amonifikasyon

Toprakta bulunan azotun çoğu, proteinler, amino asitler, nükleik asitler ve nükleotitler gibi karmaşık organik bileşikler formunda bulunan ölü organik maddelerden gelir. Bununla birlikte, bu azotlu bileşikler genellikle toprakta yaşayan organizmalar tarafından daha basit maddelere hızla ayrıştırılmaktadır.

saprofitik bakteri ve çeşitli mantar türleri esas olarak ölü organik maddelerin ayrışmasından sorumludur. Bu mikroorganizmalar, kendi proteinlerinin kaynağı olarak proteinleri ve amino asitleri kullanırlar ve aşırı azotu amonyum (NH4+). Bu işleme denir amonifikasyon. Azot, amonyak gazı (NH3) olarak tedarik edilebilir, ancak bu işlem genellikle sadece büyük miktarda gübre veya gübre gibi azot bakımından zengin malzemelerin ayrıştırılması sırasında gerçekleşir. Genel olarak, amonyakla üretilen amonyak toprak suyunda çözülür ve burada amonyum iyonunu oluşturmak için protonlarla birleşir.

Azotlanma

Topraklarda yaygın olarak bulunan birkaç bakteri türü amonyak veya amonyumu oksitleyebilir. Amonyak oksidasyonu, bilinen azotlanmaenerji üreten bir süreçtir ve salınan enerji bu bakteriler tarafından karbondioksiti azaltmak için kullanılır, tıpkı ototrofik bitkiler karbondioksiti azaltmak için hafif enerji kullanır. Bu organizmalar olarak bilinir kemosentetik ototrofik ilaçlar (bitkiler ve algler gibi fotosentetik ototroflardan farklı). nitrifikasyon bakterileri kemosentetik Nitrosomonas ve Nitrosococcus amonyağı nitrite oksitleyin (NO2-):

2 NH 3 + 302 --------> 2 HAYIR2- + 2 H+ + 2 H2

(amonyak gazı) (nitrit)

Nitrit, yüksek bitkiler için toksiktir, ancak toprakta nadiren birikir. Nitrobacter, başka bir bakteri cinsi nitrit oluşturmak için nitriti oksitler (NO3-), yine enerji salınımı ile:

2 HAYIR2- + O2 ---------> 2 HAYIR3-

(nitrit) (nitrat)

Nitrat, neredeyse tüm azotların topraktan köklere geçtiği formdur.

Birkaç bitki türü hayvansal proteini azot kaynağı olarak kullanabilir. Bu türler, etçil bitkiler, küçük hayvanları çekmek ve yakalamak için kullanılan özel uyarlamalara sahiptir. Azotlu bileşikleri ve potasyum ve fosfat gibi diğer organik ve mineral bileşikleri emerek sindirirler. Etçil bitkilerin çoğu, genellikle kuvvetli asidik olan ve bu nedenle nitrifikasyon bakterilerinin büyümesi için elverişsiz olan bataklıklarda bulunur.

Azot Kaybı

Gözlemlediğimiz gibi, klorofilil bitkilerinin azot bileşikleri, toprak sularında çözünen nitrat formunda kökler tarafından emilen toprak organizmaları ve mikroorganizmalar tarafından yeniden işlenerek, ölümleri (veya üzerlerine beslenen hayvanlar) üzerine toprağa geri döner. organik bileşiklere dönüştürülür. Bu döngü sırasında her zaman belirli bir azot miktarında bir "kayıp" vardır, bu da onu bitki için kullanılamaz hale getirir.

Bu azot kaybının ana nedenlerinden biri toprak temizleme tesisleri. Ekili topraklar genellikle azot içeriğinde sürekli bir düşüş gösterir. Üst toprak toprağa karıştığında azot da kaybolabilir erozyon veya yüzeyi tarafından yok edildiğinde yangın. Azot ayrıca liç; anyonlar olan nitratlar ve nitritler, topraktan sızan suya özellikle duyarlıdır. Bazı topraklarda, denitrifiye edici bakteriler nitratları parçalar ve nitrojeni havaya salar. Bakterilere solunum için gerekli oksijeni sağlayan bu süreç enerji ihtiyaçları (yani;2 HAYIR'dan daha hızlı azaltılabilir3-) ve sadece oksijen yetersizliği olan topraklarda, yani zayıf drene olan ve bu nedenle zayıf havalandırılan topraklarda yoğun olarak bulunur.

Bazen topraktaki yüksek oranda azot bitkiler için mevcut değildir. Bu immobilizasyon, fazla karbon olduğunda meydana gelir. Karbon bakımından zengin fakat azot bakımından fakir organik maddeler olduğunda, saman iyi bir örnektir, eğer toprakta bol miktarda bulunuyorlarsa, bu maddelere saldıran mikroorganizmaların mevcut karbonu tam olarak kullanabilmek için içerdiklerinden daha az azota ihtiyaç duyacaklardır. Sonuç olarak, sadece saman veya benzeri malzemede bulunan azotu değil, aynı zamanda topraktaki mevcut tüm azot tuzlarını da kullanacaklardır. Sonuç olarak, bu dengesizlik karbonun mikrobiyal solunumla karbondioksit olarak beslenmesi ve topraktaki azotun karbona oranı arttıkça normalleşmeye meyillidir.

Reklamdan sonra devam ediyor

Azot fiksasyonu

Gördüğümüz gibi, yerden çıkarılan tüm azot sürekli olarak yenilenmezse, bu gezegende neredeyse hayat veren nihayet ortadan kalkacaktı. Toprakta azot, azot fiksasyonu. Azot fiksasyonu, havadaki azot gazının azotlu organik bileşiklere dahil edilmesi ve böylece azot döngüsüne sokulması işlemidir. Sadece birkaç bakteri ve mavi alg tarafından önemli ölçüde yapılabilen bu gazın sabitlenmesi, günümüzde tüm canlı organizmaların, hepsi de sonuç olarak fotosenteze bağlı olduğu için bağlı olduğu bir süreçtir. enerji elde etme.

Biyolojik sistemler tarafından her yıl dünyanın yüzeyine bir ila iki yüz milyon metrik ton azot eklenir. İnsan, çoğu gübre olarak kullanılan 28 milyon metrik ton üretiyor; Ancak bu işlem fosil yakıtlar açısından yüksek enerji maliyeti ile gerçekleştirilmektedir. Amonyum gübre üretimi için gereken toplam enerji miktarının şu anda günde 2 milyon varil petrole eşdeğer olduğu tahmin edilmektedir. Gerçekten de azot gübrelemesinin maliyetinin azalan kar noktasına ulaştığı tahmin edilmektedir. Hindistan gibi bölgelerdeki geleneksel ürünler azotlu gübreler kullanarak önemli ölçüde artan verim elde edemezler ancak düşük azot gereksinimine sahiptirler, ancak artık “mucize tahıllar” ve artık azot gübrelemesiyle üretim yapmayan diğer mahsullerle değiştirilmektedir. - tam olarak böyle bir tedavinin aşırı derecede pahalı olduğu bir zamanda.

Çeşitli azot fikse edici organizma sınıflarından simbiyotik bakteriler, toplam azot miktarı bakımından en önemlisidir. En yaygın azot fiksasyonlu bakteriler RhizobiumBaklagillerin köklerini işgal eden bir bakteri türü (ailenin anjiyospermleri) Baklagiller veya Leguminosae) yonca, bezelye, fasulye, fiğ ve yonca gibi.

Baklagillerin toprak üzerindeki yararlı etkileri o kadar açıktır ki, yüzlerce yıl önce tanınmışlardır. MÖ 3. yüzyılda yaşayan Theophrastus, Yunanlıların toprağı zenginleştirmek için fasulye bitkileri kullandıklarını yazdı. Baklagiller büyüdüğünde, toprağa belirli miktarda “ekstra” azot salınabilir ve burada diğer bitkiler tarafından kullanılabilir hale gelir. Modern tarımda mısır gibi baklagil olmayan mahsulü yonca gibi bir baklagil ile değiştirmek yaygın bir uygulamadır. Baklagiller daha sonra azot açısından zengin kökler bırakarak saman için hasat edilir, hatta daha iyisi tarlada sürülür. Yere taşınan iyi bir yonca mahsulü, hektar başına 450 kilogram azot sağlayabilir. Simbiyotik bakterilerin ihtiyaç duyduğu eser elementlerin kobalt ve molibden uygulaması, bu elementlerin çoğu Avustralya'da olduğu gibi sınırlı miktarlarda mevcut olması durumunda azot üretimini büyük ölçüde artırır.

Serbest yaşayan azot sabitleyici mikroorganizmalar

Gen simbiyotik olmayan bakteriler Azotobakter ve Clostridium Azotu düzeltebilir. Azotobakter aerobik, oysa Clostridium anaerobiktir; Her ikisi de toprakta bulunan yaygın saprofitik bakterilerdir. Muhtemelen yılda hektar toprak başına yaklaşık 7 kilogram azot sağladıkları tahmin edilmektedir. Bir başka önemli grup, birçok fotosentetik bakteri içerir. Serbest yaşayan mavi algler azot fiksasyonunda da önemli bir rol oynamaktadır. Dünya nüfusunun yarısından fazlasının ana diyeti olan pirinç tarımı için çok önemlidir. Mavi algler ayrıca okyanuslardaki azot fiksasyonunda önemli bir ekolojik rol oynayabilir.

Serbest yaşayan ve simbiyotik organizmalar tarafından nitrojen fiksasyonu arasındaki fark, geleneksel düşünce kadar katı olmayabilir. Bazı mikroplar, bu bileşikleri tüketerek ve aynı zamanda bitkilere dolaylı olarak azot sağlayarak belirli karbonhidrat tüketen bitkilerin kökleri çevresinde toprakta düzenli olarak oluşur. Normalde yaşayan bakteriler arasındaki simbiyotik ilişkiler Azotobakterve doku kültürlerindeki daha yüksek bitki hücreleri, azottan yoksun bir yapay ortamda büyümelerini indükledi.

Sonraki içerik: Hava Durumu