Azoto ciklas ir jo svarba

Azoto ciklas ir jo svarba

į azoto ciklą

Azoto ciklas yra vienas iš pagrindinių biogeocheminių ciklų, būtinų palaikyti ekosistemą Žemėje. Per šį ciklą azotas naudojamas ir perdirbamas. Tai labai svarbu, nes azotas yra vienas iš svarbiausių elementų visų organizmų gyvybei ir augimui.

Azoto vaidmuo

Azotas yra esminė gyvybės statybinė medžiaga. Jis reikalingas amino rūgštims, kurios yra baltymų pagrindas, susidaryti. Azotas taip pat būtinas formuojantis nukleotidams, kurie savo ruožtu yra DNR ir RNR, t. y. mūsų genetinės medžiagos, statybiniai blokai. Azotas taip pat vaidina lemiamą vaidmenį formuojant chlorofilą, kuris būtinas augalų fotosintezei.

Nepaisant milžiniško azoto kiekio atmosferoje – apie 78 % jo sudaro azoto dujos (N2) – dauguma gyvybės negali šio azoto tiesiogiai panaudoti. Taip yra todėl, kad azoto atomai N2 yra stipriai sujungti kartu su triguba jungtimi. Todėl šio atmosferos azoto pavertimas arba „fiksavimas“ į tinkamą formą reikalauja daug energijos.

Azoto fiksacija

Azoto fiksavimas yra procesas, kurio metu specializuoti mikroorganizmai, vadinami azoto fiksatoriais, atmosferos azotą paverčia naudingais azoto junginiais. Šie mikroorganizmai dažniausiai yra bakterijos, kurios laisvai gyvena aplinkoje arba simbiozėje (partnerystės tipas) su augalais.

Azoto fiksacija vyksta N2 paverčiant amoniaku (NH3), o tai sunaudoja itin daug energijos. Šis procesas yra įmanomas dėl fermento azotogenazės, kuri gali nutraukti stiprią trigubą N2 jungtį. Kai tik atsiranda azoto tokia forma, augalai gali jį paversti aminorūgštimis ir panaudoti baltymams formuoti.

Azoto ciklas išsamiai

Azoto ciklas susideda iš kelių tarpusavyje susijusių procesų, kurie nuolat vyksta gamtoje. Be jau minėto azoto fiksavimo, tai apima nitrifikaciją, denitrifikaciją ir amonifikaciją.

Nitrifikacija

Nitrifikacija yra dviejų pakopų procesas, kurio metu amoniakas (NH3) paverčiamas nitratu (NO3-). Šią konversiją taip pat vykdo bakterijos. Pirmajame etape amoniakas paverčiamas nitritu (NO2-), o antrajame – nitratu. Nitratas yra pageidaujamas azoto šaltinis daugeliui augalų.

Amonifikacija

Amonifikacija yra procesas, kurio metu negyva biomasė grybų ir bakterijų paverčiama amoniaku arba amoniu. Paprastai tai atsitinka dirvožemyje ir yra svarbus augalams prieinamo azoto šaltinis.

Denitrifikacija

Denitrifikacija yra priešinga nitrifikacijai ir azoto fiksacijai. Tai procesas, kurio metu mikroorganizmai nitratą vėl paverčia atmosferos azotu esant deguonies skurdžiai. Šis procesas gali vykti deguonies neturtinguose dirvožemiuose ir vandenyse, todėl azotas prarandamas iš ekosistemų ir vėl patenka į atmosferą.

Žmogaus įtaka azoto ciklui

Žmonės daugybe veiklų padarė didelę įtaką natūraliam azoto ciklui. Visų pirma, pramoninis azoto išgavimas trąšoms gaminti ir iškastinio kuro deginimas lėmė tai, kad anksčiau surištas azotas dabar patenka į aplinką kaip reaktyvus azotas.

Pertręšimas

Gaminant ir per daug naudojant trąšas didelė dalis šio reaktyvaus azoto patenka į aplinką. Tai gali sukelti pertręšimą, taigi ir vandens telkinių eutrofikaciją. Tai reiškia, kad į vandenį išsiskiria per daug maisto medžiagų, kurios labai pagreitina tam tikrų augalų ir dumblių augimą. Kai šie augalai ir dumbliai miršta, dėl jų irimo vandenyje trūksta deguonies, o tai turi pražūtingų padarinių jūros gyvybei.

Pabaiga

Azoto ciklas yra biologiškai ir chemiškai sudėtingas procesas, labai svarbus gyvybei Žemėje. Be azoto ciklo būtiniausių azoto junginių, kurių reikia visoms gyvybės formoms, nebūtų. Nepaisant to, svarbu, kad savo veiklą koordinuotume taip, kad nekiltų pavojus natūraliai šio ciklo pusiausvyrai. Todėl mūsų supratimas apie azoto ciklą ir jo svarbą yra labai svarbus norint išlaikyti mūsų planetos gyvybės įvairovę.