Cykl azotowy

Zrozum cykl azotu w naturze

Cykl azotu opisuje ścieżkę pierwiastka azot przez naturę. Azot jest niezbędny do życia — znajduje się w aminokwasach, białkach i materiale genetycznym. Azot jest również pierwiastkiem najobficiej występującym w atmosferze (~78%). Jednak azot gazowy musi zostać „utrwalony” w innej postaci, aby mógł być wykorzystany przez żywe organizmy.

01 z 03

Utrwalanie azotu

Xuanyu Han / Getty Images

Istnieją dwa główne sposoby, w jakie azot może stać się ' naprawił :'

Mocowanie za pomocą błyskawicy:Energia błyskawicy wytwarza azot (N_dwa) i wody (H_dwaO) łączą się z wytworzeniem amoniaku (NH₃) i azotany (NO₃). Opady przenoszą amoniak i azotany do ziemi, gdzie mogą być przyswajane przez rośliny.Fiksacja biologiczna:Około 90% wiązania azotu jest wykonywane przez bakterie. Cyjanobakterie przekształcają azot w amoniak i amon: N_dwa+ 3 godz_dwa→ 2 NH_3.Amoniak może być wtedy wykorzystany bezpośrednio przez rośliny. Amoniak i amon mogą podlegać dalszej reakcji w procesie nitryfikacji.

02 z 03

Nitryfikacja

Tony C francuski / Getty Images

Nitryfikacja zachodzi w wyniku następujących reakcji:

2 NH3 + 3 O2 → 2 NO2 + 2 H+ + 2 H2O
2 NO2- + O2 → 2 NO3-

Bakterie tlenowe wykorzystują tlen do konwersji amoniaku i amonu. Bakterie Nitrosomonas przekształcają azot w azotyn (NO2-), a następnie Nitrobacter przekształca azotyn w azotan (NO3-). Niektóre bakterie istnieją w symbiotycznej relacji z roślinami (roślinami strączkowymi i niektórymi gatunkami brodawek korzeniowych), a rośliny wykorzystują azotan jako składnik odżywczy. Tymczasem zwierzęta pozyskują azot, jedząc rośliny lub zwierzęta roślinożerne.

03 z 03

Amonifikacja

Simon McGill / Getty Images

Kiedy umierają rośliny i zwierzęta, bakterie przekształcają azotowe składniki odżywcze z powrotem w sole amonowe i amoniak. Ten proces konwersji nazywa się amonifikacją. Bakterie beztlenowe mogą przekształcać amoniak w gazowy azot w procesie denitryfikacji:

NO3- + CH2O + H+ → ½ N2O + CO2 + 1½ H2O

Denitryfikacja przywraca azot do atmosfery, kończąc cykl.