Информације

Азотни циклус

Азотни циклус



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.

Биљкама је потребан већи број елемената осим оних које добијају директно из атмосфере (угљеник и кисеоник у облику угљен-диоксида) и из подземних вода (водоник и кисеоник).

Све осим једног од ових елемената потиче од распада стена и захватају их биљке из земље. Изузетак је азот, који представља 78% земљине атмосфере.

Тхе земљане стијене Они су такође примарни извор азота, који продре у тло, индиректно кроз атмосферу и кроз тло, продире у биљке које расту на њему.

Већина живих бића не може да користи атмосферски азот за синтезу протеина и других органских супстанци. За разлику од угљеника и кисеоника, азот је хемијски нереактиван и само известан бактерије и плаве алге Имају високо специјализовану способност да асимилирају азот из атмосфере и претворе га у облик који ћелије могу да користе. Употребљиви недостатак азота често је главни ограничавајући фактор за раст биљака.

Процес кроз који азот циркулише кроз биљке и тло дејством живих организама познат је као азотни циклус.

Аммонификација

Велики део азота који се налази у тлу долази из мртвих органских материјала који постоје у облику сложених органских једињења као што су протеини, аминокиселине, нуклеинске киселине и нуклеотиди. Међутим, ова азотна једињења се у организму живе брзо разграђују у једноставније материје.

Тхе сапрофитне бактерије и разне врсте гљивица првенствено су одговорни за распадање мртвих органских материјала. Ови микроорганизми користе протеине и аминокиселине као извор властитих протеина и ослобађају вишак азота у облику амонијум (НХ4)+). Овај процес се зове муниција. Азот се може испоручити као гас амонијака (НХ3), али овај процес се обично дешава само када разградимо велике количине материјала богатих азотом, као на пример у великом делу ђубрива или ђубрива. Генерално, амонијак произведен у амонијаку је растворен у земљишној води, где се комбинује са протонима да би створио амонијум јоне.

Нитрификација

Неколико врста бактерија које се обично налазе у тлима способне су да оксидују амонијак или амонијум. Оксидација амонијака, позната као нитрификацијаје процес који производи енергију, а ослобођену енергију ове бактерије користе за смањење угљен-диоксида, баш као што аутотрофне биљке користе светлосну енергију за смањење угљен-диоксида. Такви организми су познати као хемосинтетски аутотрофични лекови (разликује се од фотосинтетских аутотрофа као што су биљке и алге). Тхе нитрификујуће бактерије хемосинтетски Нитросомонас и Нитросоцоццус оксидује амонијак у нитрит (НО2-):

2 НХ 3 + 302 --------> 2 НЕ2- + 2 Х+ + 2 Х2Тхе

(гас амонијака) (нитрит)

Нитрит је токсичан за више биљке, али се ретко накупља у тлу. Нитробацтер, други род бактерија оксидира нитрит у нитрате (НО)3-), поново са ослобађањем енергије:

2 НЕ2- + О2 ---------> 2 НЕ3-

(нитрит) (нитрат)

Нитрат је облик у којем се готово сав азот креће из земље у корење.

Мало биљних врста је у стању да користи животињски протеин као извор азота. Ове врсте, које сачињавају месождерке, имају посебне прилагодбе које се користе за привлачење и хватање малих животиња. Они се варе апсорбујући азотна једињења и друга органска и минерална једињења попут калијума и фосфата. Већина биљака месождера се налази у мочварама, које су углавном јако киселе и стога неповољне за раст нитрификационих бактерија.

Губитак азота

Као што смо приметили, азотна једињења хлорофилатних биљака се враћају у тло након њихове смрти (или животиње које су се на њима храниле), при чему их организми у тлу и микроорганизми поново прерађују, а корење апсорбује у облику нитрата раствореног у земљишној води. претворена у органска једињења. Током овог циклуса увек долази до „губитка“ одређене количине азота, што га чини неупотребљивим за биљку.

Један од главних узрока овог губитка азота је постројења за уклањање тла. Култивирана тла често показују стални пад садржаја азота. Азот се такође може изгубити када му се обрубља врхња тла ерозија или када је његова површина уништена ватра. Азот се такође уклања испирање; нитрати и нитрити, који су аниони, су посебно подложни испирању воде кроз тло. У неким тлима, бактерије денитрификују разграђују нитрате и ослобађају азот у ваздух. Овај процес који опскрбљује бактерије кисеоником потребним за дисање је скуп у смислу енергетских потреба (тј.2 може да се смањи брже од НО3-) и јавља се широко само на тлима са недостатком кисеоника, то јест на тлима која су слабо дренирана и због тога су слабо прозрачена.

Понекад високим удјелом азота у тлу није доступан биљкама. Ова имобилизација долази када постоји вишак угљеника. Када су органске материје богате угљеником, али сиромашне азотом, слама је добар пример, ако их има у земљи у обиљу, микроорганизмима који нападају те материје биће потребно више азота него што их садрже да би у потпуности искористили присутни угљеник. Као резултат, неће користити само азот присутан у слами или сличном материјалу, већ и све доступне азотне соли у тлу. Сходно томе, ова неравнотежа има тенденцију да се нормализује јер се угљен испоручује као угљен диоксид микробним дисањем, а како се однос азота и угљеника у земљи повећава.

Наставља се након оглашавања

Фиксација азота

Као што видимо, ако се сав азот који се уклања из земље не би непрестано допуњавао, практично би животни дани на овој планети коначно нестали. Азот се у тлу надопуњава фиксација азота Фиксација азота је поступак којим се гас азота у ваздуху уграђује у азотна органска једињења и тако уводи у азотни циклус. Фиксација овог гаса, коју може у значајној мери учинити само неколико бактерија и плавих алги, процес је од кога данас зависе сви живи организми, баш као што сви они на крају зависе од фотосинтезе за добијање енергије.

Биолошким системима сваке године се на Земљину површину дода једна до две стотине милиона метричких тона азота. Човек производи 28 милиона тона, од којих се већина користи као ђубриво; Међутим, овај процес се изводи са високим трошковима енергије у смислу фосилних горива. Укупна количина енергије која је потребна за производњу амонијумских ђубрива тренутно се процењује на 2 милиона барела нафте дневно. Заиста, процењује се да трошкови гнојидбе азотом достижу тачку смањења профита. Традиционалне културе у областима као што је Индија не постижу значајно повећане приносе користећи азотна ђубрива, али имају мале потребе за азотом, али их сада замењују „чудо житарицама“ и другим усевима који се више не производе гнојењем азотом. - тачно у време када такав третман постаје неизмјерно скуп.

Од различитих класа организама који учвршћују азот, симбиотске бактерије су далеко најважније у погледу укупних количина фиксираног азота. Најчешће су бактерије које учвршћују азот Рхизобиум, која је врста бактерија која напада инвазију на корене махунарки (порођајног порода) Фабацеае или Легуминосае) попут детелине, грашка, пасуља, ветрова и луцерке.

Благотворно дејство махунарки на тло је толико очигледно да су препознате пре стотине година. Теофраст, који је живео у трећем веку пре нове ере, написао је да су Грци користили усјеве пасуља за обогаћивање тла. Тамо где махунарке расту, одређена количина „додатног“ азота може се пустити у тло где је доступна осталим биљкама. У модерној пољопривреди је уобичајена пракса да се усев без махунарки, попут кукуруза, наизменично разликује од луцерке. Затим се махунарке сакупљају за сено, а коријење богато азотом, или још боље, орањи се назад у пољу. Добар усев луцерне, који је пресељен у земљу, може да обезбеди 450 килограма азота по хектару. Примена кобалта и молибдена у траговима потребних симбиотским бактеријама у великој мери повећава производњу азота ако су ти елементи присутни у ограниченим количинама, као у већем делу Аустралије.

Слободно живи микроорганизми који учвршћују азот

Несимбиотске бактерије родова Азотобацтер и Цлостридиум су у стању да фиксирају азот. Азотобацтер је аеробна, док Цлостридиум је анаеробни; Обе су уобичајене сапрофитне бактерије које се налазе у земљишту. Процјењује се да би вјероватно могли да дају око 7 килограма азота по хектару тла годишње. Друга важна група укључује многе фотосинтетске бактерије. Слободно живеће плаве алге такође играју важну улогу у фиксацији азота. Они су пресудни за узгој пиринча, који је главна исхрана више од половине светске популације. Плаве алге могу такође играти важну еколошку улогу у фиксацији азота у оцеанима.

Разлика између фиксације азота слободним животом и симбиотским организмима можда није тако строга као што се традиционално мисли. Неки микроби се редовно јављају у тлу око корена одређених биљака које смањују угљене хидрате трошећи ова једињења и истовремено индиректно опскрбљујући биљке азотом. Симбиотске асоцијације између нормално живећих бактерија као што су Азотобацтери више биљне ћелије у културама ткива индуцирале су њихов раст у вештачком медију који недостаје азота.

Следећи садржај: Временска прогноза


Видео: Blato za prevod kliknuti na CC (Август 2022).