Azoto ciklas

Supraskite azoto ciklą per gamtą

Azoto ciklas apibūdina elemento kelią azoto per gamtą. Azotas yra būtinas gyvybei – jo yra aminorūgštyse, baltymuose ir genetinėje medžiagoje. Azotas taip pat yra gausiausias elementas atmosferoje (~78%). Tačiau dujinis azotas turi būti „fiksuotas“ į kitą formą, kad jį galėtų panaudoti gyvi organizmai.

01 iš 03

Azoto fiksavimas

Xuanyu Han / Getty Images

Yra du pagrindiniai būdai, kaip azotas gali tapti fiksuotas :'

Tvirtinimas žaibu:Žaibo energija sukelia azotą (N_du) ir vanduo (H_duO) susijungti, kad susidarytų amoniakas (NH₃) ir nitratų (NR₃). Krituliai nuneša amoniaką ir nitratus į žemę, kur augalai gali juos pasisavinti.Biologinė fiksacija:Apie 90% azoto fiksavimo atlieka bakterijos. Cianobakterijos azotą paverčia amoniaku ir amoniu: N_du+ 3 H_du→ 2 NH_3.Tada augalai gali tiesiogiai naudoti amoniaką. Amoniakas ir amonis gali toliau reaguoti nitrifikacijos procese.

02 iš 03

Nitrifikacija

Tony C French / Getty Images

Nitrifikacija vyksta šiomis reakcijomis:

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

Aerobinės bakterijos naudoja deguonį amoniakui ir amoniui paversti. Nitrosomonas bakterijos azotą paverčia nitritu (NO2-), o tada Nitrobacter nitritus paverčia nitratais (NO3-). Kai kurios bakterijos egzistuoja simbiotiniame ryšyje su augalais (ankštiniais augalais ir kai kuriomis šaknų mazgelių rūšimis), o augalai naudoja nitratą kaip maistinę medžiagą. Tuo tarpu gyvūnai azotą gauna valgydami augalus arba augalus mintančius gyvūnus.

03 iš 03

Amonifikacija

Simonas McGillas / Getty Images

Kai augalai ir gyvūnai miršta, bakterijos azoto maistines medžiagas paverčia atgal į amonio druskas ir amoniaką. Šis konversijos procesas vadinamas amonifikacija. Anaerobinės bakterijos gali paversti amoniaką azoto dujomis per denitrifikacijos procesą:

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

Denitrifikacija grąžina azotą į atmosferą ir užbaigia ciklą.