Kroženje dušika in njegov pomen

Kroženje dušika in njegov pomen

v dušikov cikel

Dušikov cikel je eden temeljnih biogeokemičnih ciklov, ki so bistveni za ohranjanje ekosistema na Zemlji. V tem ciklu se dušik uporabi in reciklira. To je ključnega pomena, ker je dušik eden najpomembnejših elementov za življenje in rast vseh organizmov.

Vloga dušika

Dušik je bistveni gradnik življenja. Potreben je za tvorbo aminokislin, ki so osnova za beljakovine. Dušik je nujen tudi za tvorbo nukleotidov, ki so gradniki DNK in RNK, torej našega genetskega materiala. Dušik ima tudi ključno vlogo pri tvorbi klorofila, ki je potreben za fotosintezo v rastlinah.

Kljub ogromni količini dušika v atmosferi – približno 78 % je dušikov plin (N2) – večina življenja tega dušika ne more neposredno uporabiti. To je zato, ker so atomi dušika v N2 močno povezani s trojno vezjo. Pretvarjanje ali "fiksiranje" tega atmosferskega dušika v uporabno obliko torej zahteva precejšnjo količino energije.

Fiksacija dušika

Fiksacija dušika je proces, pri katerem se atmosferski dušik pretvori v uporabne dušikove spojine s posebnimi mikroorganizmi - imenovanimi dušikovi fiksatorji. Ti mikroorganizmi so običajno bakterije, ki živijo prosto v okolju ali v simbiozi (vrsta partnerstva) z rastlinami.

Do fiksacije dušika pride s pretvorbo N2 v amoniak (NH3), kar je izjemno energetsko intenzivno. Ta proces omogoča encim nitrogenaza, ki ima sposobnost pretrgati močno trojno vez v N2. Takoj ko je dušik na voljo v tej obliki, ga lahko rastline pretvorijo v aminokisline in jih uporabijo za tvorbo beljakovin.

Kroženje dušika v podrobnostih

Dušikov cikel je sestavljen iz več prepletenih procesov, ki se v naravi nenehno odvijajo. Poleg že omenjene fiksacije dušika so to nitrifikacija, denitrifikacija in amonifikacija.

Nitrifikacija

Nitrifikacija je dvostopenjski proces, skozi katerega se amoniak (NH3) pretvori v nitrat (NO3-). Tudi to pretvorbo izvajajo bakterije. V prvem koraku se amoniak pretvori v nitrit (NO2-), v drugem koraku pa v nitrat. Nitrat je prednostni vir dušika za številne rastline.

Amonifikacija

Amonifikacija je proces, pri katerem glive in bakterije pretvorijo mrtvo biomaso v amoniak ali amonij. To se običajno zgodi v tleh in je pomemben vir dušika, ki je na voljo rastlinam.

Denitrifikacija

Denitrifikacija je nasprotje nitrifikacije in fiksacije dušika. To je proces, pri katerem mikroorganizmi pretvorijo nitrat nazaj v atmosferski dušik v pogojih s pomanjkanjem kisika. Ta proces se lahko pojavi v tleh in vodah, revnih s kisikom, in povzroči izgubo dušika iz ekosistemov in sprostitev nazaj v ozračje.

Vpliv človeka na cikel dušika

Človek je s številnimi dejavnostmi pomembno vplival na naravni krogotok dušika. Zlasti industrijsko pridobivanje dušika za proizvodnjo gnojil in sežiganje fosilnih goriv sta povzročila, da prej vezan dušik zdaj vstopa v okolje kot reaktivni dušik.

Prekomerno gnojenje

Proizvodnja in prekomerna uporaba gnojil sprosti velik del tega reaktivnega dušika v okolje. To lahko povzroči prekomerno gnojenje in s tem evtrofikacijo vodnih teles. To pomeni, da se v vodo sprosti preveč hranilnih snovi, kar močno pospeši rast nekaterih rastlin in alg. Ko te rastline in alge odmrejo, njihov razpad vodi do pomanjkanja kisika v vodi – z uničujočimi posledicami za morsko življenje.

Konec

Kroženje dušika je biološko in kemično kompleksen proces, ki je ključen za življenje na Zemlji. Brez dušikovega cikla bistvene dušikove spojine, ki jih potrebujejo vse oblike življenja, ne bi bile na voljo. Kljub temu je pomembno, da svoje aktivnosti uskladimo tako, da ne ogrozimo naravnega ravnovesja tega cikla. Naše razumevanje cikla dušika in njegovega pomena je torej ključnega pomena za ohranjanje raznolikosti življenja na našem planetu.