دورة النيتروجين ومعناها

دورة النيتروجين ومعناها

في دورة النيتروجين

دورة النيتروجين هي واحدة من الدورات الكيميائية الحيوية الأساسية التي تعتبر ضرورية للحفاظ على النظام الإيكولوجي على الأرض. يستخدم هذا الدورة الدموية النيتروجين وإعادة تدويره. هذا ذو أهمية حاسمة ، لأن النيتروجين هو واحد من أهم العناصر للحياة ونمو جميع الكائنات الحية.

دور النيتروجين

النيتروجين هو عنصر أساسي في الحياة. هناك حاجة لتشكيل الأحماض الأمينية التي تمثل أساس البروتينات. من الضروري أيضًا النيتروجين لتشكيل النيوكليوتيدات ، والتي بدورها هي لبنات بناء الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، أي مادة الميراث لدينا. حتى في تكوين الكلوروفيل ، وهو أمر ضروري لضوء التمثيل الضوئي في النباتات ، يلعب النيتروجين دورًا مهمًا.

على الرغم من الكمية الهائلة من النيتروجين في الغلاف الجوي - فإنه يتكون من حوالي 78 ٪ من غاز النيتروجين (N2) - معظم الحياة لا يمكن أن تستخدم هذا النيتروجين مباشرة. وذلك لأن ذرات النيتروجين في N2 مرتبطة بقوة ببعضها البعض مع رابطة ثلاثية. وبالتالي يتطلب تحويل أو "تثبيت" هذا النيتروجين في الغلاف الجوي إلى شكل قابل للاستخدام نفقات طاقة كبيرة.

تثبيت النيتروجين

تثبيت النيتروجين هو العملية التي يتم فيها تحويل النيتروجين في الغلاف الجوي إلى مركبات النيتروجين القابلة للاستخدام بواسطة الكائنات الحية الدقيقة المتخصصة - مثبتات النيتروجين التي يتم تسويتها. هذه الكائنات الحية الدقيقة عادة ما تكون بكتيريا التي تعيش بحرية في البيئة أو في تعايش (نوع من الشراكة) مع النباتات.

يتم تثبيت النيتروجين عن طريق تحويل N2 إلى الأمونيا (NH3) ، وهو أمر مستهلك للغاية. أصبحت هذه العملية ممكنة من خلال إنزيم النيتروجينز ، الذي لديه القدرة على كسر الرابطة الثلاثية القوية في N2. بمجرد توفر النيتروجين في هذا النموذج ، يمكن للنباتات تحويلها إلى أحماض أمينية وبالتالي تشكل البروتينات.

دورة النيتروجين بالتفصيل

تتكون دورة النيتروجين من العديد من العمليات المتشابكة التي تحدث باستمرار في الطبيعة. بالإضافة إلى تثبيت النيتروجين الذي سبق ذكره ، فهذه هي النترجة ، وإزالة النتروجين والتنقل.

النتروجايش

النترجة هي عملية تعمل في خطوتين ويتم تحويلها إلى نترات (NO3-) بواسطة الأمونيا (NH3). ويقود هذا التحويل أيضا البكتيريا. في الخطوة الأولى ، يتم تحويل الأمونيا إلى نتريت (NO2) وفي الخطوة الثانية في النترات. النترات هو مصدر النيتروجين المفضل للعديد من النباتات.

Ammonification

التمييز هو العملية التي يتم فيها تحويل الكتلة الحيوية الميتة إلى الأمونيا أو الأمونيوم بواسطة الفطر والبكتيريا. يحدث هذا عادة في الأرض وهو مصدر مهم للنيتروجين المتاح.

إزالة النترج

إزالة النتروجين هو عكس النتروجين وتثبيت النيتروجين. هذه هي العملية التي يتم فيها تحويل النترات إلى نيتروجين في الغلاف الجوي مرة أخرى بواسطة ظروف منخفضة الأكسجين. يمكن أن تحدث هذه العملية في أرضيات منخفضة الأوكسجين والماء وتؤدي إلى النيتروجين من النظم الإيكولوجية ويعود إلى الجو.

التأثير البشري على دورة النيتروجين

لقد أثر الإنسان بشكل كبير على دورة النيتروجين الطبيعية من خلال العديد من الأنشطة. على وجه الخصوص ، فإن الاستخراج الصناعي للنيتروجين لإنتاج الأسمدة واحتراق الوقود الأحفوري يعني أن النيتروجين المرتبط سابقًا يدخل البيئة كنيتروجين تفاعلي.

Over -frinding

يحصل الإنتاج والاستخدام المفرط للأسمدة على جزء كبير من هذا النيتروجين التفاعلي في البيئة. هذا يمكن أن يؤدي إلى الإفراط في التخصيص وبالتالي إلى التخثث في المياه. هذا يعني أن الكثير من العناصر الغذائية تدخل في المياه ، مما يسرع بشكل كبير من نمو النباتات والطحالب. عندما تموت هذه النباتات والطحالب ، يؤدي تسوسها إلى نقص الأكسجين في الماء - مع عواقب مدمرة على البحرية.

end

دورة النيتروجين هي عملية معقدة بيولوجيًا وكيميائيًا لها أهمية حاسمة للحياة على الأرض. بدون دورة النيتروجين ، لن تتوفر مركبات النيتروجين الأساسية التي تحتاج إلى جميع أشكال الحياة. ومع ذلك ، من المهم أن ننسق أنشطتنا حتى لا نتعرض للخطر التوازن الطبيعي لهذه الدورة. إن فهمنا لدورة النيتروجين وأهميته أمر بالغ الأهمية للحفاظ على تنوع الحياة على كوكبنا.