Kruženje dušika i njegova važnost

Kruženje dušika i njegova važnost

u ciklus dušika

Ciklus dušika jedan je od temeljnih biogeokemijskih ciklusa koji su bitni za održavanje ekosustava na Zemlji. Kroz ovaj ciklus, dušik se koristi i reciklira. Ovo je kritično jer je dušik jedan od najvažnijih elemenata za život i rast svih organizama.

Uloga dušika

Dušik je bitan građevni blok života. Potreban je za stvaranje aminokiselina koje su osnova za proteine. Dušik je također neophodan za stvaranje nukleotida, koji su pak građevni blokovi DNK i RNK, odnosno našeg genetskog materijala. Dušik također igra ključnu ulogu u stvaranju klorofila, koji je neophodan za fotosintezu u biljkama.

Unatoč ogromnoj količini dušika u atmosferi - oko 78% toga je plinoviti dušik (N2) - većina života ne može izravno koristiti ovaj dušik. To je zato što su atomi dušika u N2 međusobno čvrsto povezani trostrukom vezom. Pretvaranje ili "fiksiranje" ovog atmosferskog dušika u upotrebljiv oblik stoga zahtijeva znatnu količinu energije.

Fiksacija dušika

Fiksacija dušika je proces kojim se atmosferski dušik pretvara u upotrebljive spojeve dušika pomoću specijaliziranih mikroorganizama - zvanih fiksatori dušika. Ti su mikroorganizmi obično bakterije koje žive slobodno u okolišu ili u simbiozi (vrsta partnerstva) s biljkama.

Do fiksacije dušika dolazi pretvorbom N2 u amonijak (NH3), što je iznimno energetski intenzivno. Ovaj proces omogućuje enzim nitrogenaza, koji ima sposobnost razbijanja jake trostruke veze u N2. Čim je dušik dostupan u ovom obliku, biljke ga mogu pretvoriti u aminokiseline i koristiti ih za stvaranje proteina.

Detaljno o ciklusu dušika

Ciklus dušika sastoji se od nekoliko isprepletenih procesa koji se kontinuirano odvijaju u prirodi. Uz već spomenutu fiksaciju dušika, to uključuje nitrifikaciju, denitrifikaciju i amonifikaciju.

Nitrifikacija

Nitrifikacija je proces u dva koraka kroz koji se amonijak (NH3) pretvara u nitrat (NO3-). Ovu pretvorbu također provode bakterije. U prvom koraku amonijak se pretvara u nitrit (NO2-), a u drugom koraku u nitrat. Nitrat je preferirani izvor dušika za mnoge biljke.

Amonifikacija

Amonifikacija je proces kojim se gljivice i bakterije mrtvu biomasu pretvaraju u amonijak ili amonij. To se obično događa u tlu i važan je izvor dušika koji je dostupan biljkama.

Denitrifikacija

Denitrifikacija je suprotna nitrifikaciji i fiksaciji dušika. Ovo je proces kojim mikroorganizmi pretvaraju nitrat natrag u atmosferski dušik u uvjetima s malo kisika. Ovaj se proces može dogoditi u tlima i vodama siromašnim kisikom i rezultira gubitkom dušika iz ekosustava i otpuštanjem natrag u atmosferu.

Utjecaj čovjeka na kruženje dušika

Ljudi su brojnim aktivnostima značajno utjecali na prirodni ciklus dušika. Konkretno, industrijska ekstrakcija dušika za proizvodnju gnojiva i izgaranje fosilnih goriva doveli su do toga da prethodno vezani dušik sada ulazi u okoliš kao reaktivni dušik.

Pretjerana gnojidba

Proizvodnja i pretjerana uporaba gnojiva oslobađa veliki dio ovog reaktivnog dušika u okoliš. To može dovesti do prekomjerne gnojidbe, a time i eutrofikacije vodenih tijela. To znači da se u vodu ispušta previše hranjivih tvari, što uvelike ubrzava rast pojedinih biljaka i algi. Kada ove biljke i alge umru, njihovo propadanje dovodi do nedostatka kisika u vodi – s razornim posljedicama za život u moru.

Završetak

Kruženje dušika je biološki i kemijski složen proces koji je ključan za život na Zemlji. Bez ciklusa dušika, esencijalni dušikovi spojevi koji su potrebni svim oblicima života ne bi bili dostupni. Ipak, važno je da koordiniramo svoje aktivnosti kako ne bismo ugrozili prirodnu ravnotežu ovog ciklusa. Naše razumijevanje ciklusa dušika i njegove važnosti stoga je ključno za održavanje raznolikosti života na našem planetu.