Məlumat

Azot dövrü


Bitkilər birbaşa atmosferdən (karbon dioksid şəklində karbon və oksigen) və yeraltı sulardan (hidrogen və oksigen) əldə etdikləri elementlərdən başqa bir sıra elementlərə ehtiyac duyurlar.

Bu elementlərdən başqa hamısı qayaların dağılmasından irəli gəlir və bitkilər tərəfindən yerdən tutulur. İstisna, təmsil edən azotdur Yer atmosferinin 78% -ni təşkil edir.

the yer səthi qayaları Ayrıca, torpağa atmosfer vasitəsilə və torpaq vasitəsilə daxil olan, üzərində böyüyən bitkilərə nüfuz edən azotun ilkin mənbəyidir.

Çox canlılar zülalları və digər üzvi maddələri sintez etmək üçün atmosfer azotundan istifadə edə bilmirlər. Karbon və oksigen fərqli olaraq, azot çox kimyəvi cəhətdən təsirsizdir və yalnız müəyyəndir bakteriyamavi yosunlar Atmosferdən azotu assimilyasiya etmək və hüceyrələr tərəfindən istifadə edilə bilən bir formaya çevirmək üçün yüksək dərəcədə ixtisaslaşmış xüsusiyyətə malikdirlər. İstifadə olunan azot çatışmazlığı tez-tez bitki böyüməsi üçün əsas məhdudlaşdırıcı amildir.

Azotun canlı orqanizmlərin təsiri ilə bitki və torpaq vasitəsilə dolması prosesi azot dövrü kimi tanınır.

Ammonifikasiya

Torpaqda olan azotun çox hissəsi zülallar, amin turşuları, nuklein turşuları və nukleotidlər kimi mürəkkəb üzvi birləşmələr şəklində mövcud olan ölü üzvi materiallardan əmələ gəlir. Ancaq bu azotlu birləşmələr ümumiyyətlə torpaqda yaşayan orqanizmlər tərəfindən daha sadə maddələrə sürətlə parçalanır.

the saprofit bakteriyaları və müxtəlif göbələk növləri ilk növbədə ölü üzvi materialların parçalanmasına görə məsuliyyət daşıyırlar. Bu mikroorqanizmlər zülallar və amin turşularını öz zülallarının mənbəyi kimi istifadə edir və artıq azot şəklində azad edirlər ammonium (NH4)+). Bu proses deyilir ammonifikasiya. Azot ammonyak qazı (NH3) şəklində verilə bilər, lakin bu proses ümumiyyətlə az miqdarda azotla zəngin olan materialların, məsələn gübrənin və ya gübrənin böyük bir hissəsində parçalanma zamanı baş verir. Ümumiyyətlə, istehsal olunan ammonyak torpaq suyu ilə həll edilir və burada protonlarla birləşərək ammonium ionunu meydana gətirir.

Nitrifikasiya

Torpaqlarda tez-tez rast gəlinən bir neçə növ bakteriya ammonyak və ya ammoniumun oksidləşməsinə qadirdir. Kimi tanınan ammonyak oksidləşmə nitrifikasiyaenerji istehsal edən bir prosesdir və buraxılan enerji bu bakteriyalar tərəfindən karbon qazını azaltmaq üçün istifadə olunur, eynən avtotrof bitkilər karbon qazını azaltmaq üçün yüngül enerjidən istifadə edirlər. Belə orqanizmlər kimi tanınır kimyosintetik avtotrofik maddələr (bitki və yosunlar kimi fotosintetik avtotroflardan fərqlidir). the nitrifif bakteriya kimyosintetik NitrosomonasNitrosokok ammonyağı nitritə oksid edin (YOX2-):

2 NH 3 + 302 --------> 2 YOX2- + 2 H+ + 2 H2The

(ammonyak qazı) (nitrit)

Nitrit daha yüksək bitkilər üçün zəhərlidir, lakin nadir hallarda torpaqda toplanır. Nitrobakter, başqa bir bakteriya cinsi nitriti oksidləşdirərək nitrat meydana gətirir (YOX3-), yenidən enerji buraxılması ilə:

2 YOX2- + O2 ---------> 2 YOX3-

(nitrit) (nitrat)

Nitrat demək olar ki, bütün azotun torpaqdan köklərə keçirildiyi bir formadır.

Az sayda bitki növü heyvan zülalını azot mənbəyi kimi istifadə edə bilər. Bunlardan ibarət olan növlər ətyeyən bitkilər, kiçik heyvanları cəlb etmək və tutmaq üçün istifadə olunan xüsusi uyğunlaşmalara malikdir. Kalium və fosfat kimi azotlu birləşmələri və digər üzvi və mineral birləşmələri udaraq həzm edirlər. Ətirli bitkilərin əksəriyyəti bataqlıqlarda olur, onlar ümumiyyətlə güclü turşudur və buna görə nitrifikasiya edən bakteriyaların böyüməsi üçün əlverişsizdir.

Azot itkisi

Müşahidə etdiyimiz kimi, xlorofillat bitkilərinin azot birləşmələri (və ya onları bəsləyən heyvanlar) öldükdən sonra torpağa qayıdır, torpaq orqanizmləri və mikroorqanizmlər tərəfindən təkrar emal edilərək, torpaq suyunda həll olunan nitrat şəklində kökləri tərəfindən udulur. üzvi birləşmələrə çevrilir. Bu dövrdə həmişə bitki üçün yararsız hala gətirən müəyyən miqdarda azotun "itkisi" olur.

Bu azot itkisinin əsas səbəblərindən biri budur torpaq çıxaran bitkilər. Əkinli torpaqlar azot tərkibində davamlı azalma göstərir. Torpağın üst qatının başından keçirildiyi zaman azot da itirə bilər eroziya və ya onun səthi məhv edildikdə atəş. Azot da xaric edilir suyun yuyulması; Anion olan nitrat və nitritlər, suyun torpaqdan axması üçün xüsusilə həssasdırlar. Bəzi torpaqlarda imtina edən bakteriya nitratları parçalayır və havaya azot buraxır. Bakteriyaları tənəffüs üçün lazım olan oksigen ilə təmin edən bu proses enerji ehtiyacı baxımından baha başa gəlir (yəni.2 YOX daha sürətli azaldıla bilər3-) və yalnız oksigen çatışmazlığı olan torpaqlarda, yəni zəif qurudulmuş və buna görə zəif havalandırılan torpaqlarda baş verir.

Bəzən torpaqdakı azotun yüksək bir hissəsi bitkilər üçün mövcud deyil. Bu immobilizasiya artıq karbon olduqda baş verir. Karbonla zəngin, lakin azotla zəngin üzvi maddələr olduqda, saman yaxşı bir nümunədir, əgər torpaq çoxdursa, bu maddələrə hücum edən mikroorqanizmlər mövcud karbondan tam istifadə etmək üçün tərkibində olduğundan daha azota ehtiyac duyacaqlar. Nəticədə, onlar yalnız saman və ya oxşar materialda olan azotu deyil, torpaqdakı bütün mövcud azot duzlarını da istifadə edəcəklər. Nəticə etibarı ilə bu dengesizliğ, karbon qazın mikrob tənəffüsü ilə karbon qazı ilə təmin edildiyi və torpaqdakı azotun karbona nisbəti artdıqca normallaşmağa meyllidir.

Reklamdan sonra davam edir

Azot fiksasiyası

Gördüyümüz kimi, yerdən çıxarılan bütün azot daim doldurulmasaydı, bu planetdə praktik olaraq həyat verənlər sonda yox olardı. Torpaqda azot doldurulur azot fiksasiyası. Azot fiksasiyası havadakı azot qazının azotlu üzvi birləşmələrə daxil olması və bununla da azot dövrünə daxil edilməsi prosesidir. Yalnız bir neçə bakteriya və mavi yosun tərəfindən xeyli dərəcədə edilə bilən bu qazın sabitlənməsi bu gün bütün canlı orqanizmlərin asılı olduğu bir prosesdir, necə ki, hamısı nəticədə fotosintezdən asılıdır. enerji əldə etmək.

Hər il bioloji sistemlər tərəfindən yer səthinə bir-iki yüz milyon metrik ton azot əlavə olunur. İnsan 28 milyon metrik ton istehsal edir, bunun çox hissəsi gübrə kimi istifadə olunur; Bununla birlikdə, bu proses qaz yanacaqları baxımından yüksək enerji dəyəri ilə həyata keçirilir. Ammonium gübrə istehsalı üçün tələb olunan ümumi enerji miqdarı hazırda gündə 2 milyon barel neftə bərabərdir. Həqiqətən, azot gübrələməsinin xərclərinin azalma mənfəət nöqtəsinə çatdığı təxmin edilir. Hindistan kimi ərazilərdə ənənəvi məhsullar azot gübrələrindən istifadə edərək əhəmiyyətli dərəcədə artan məhsul əldə etmir, lakin azot tələbatına malikdir, lakin indi "möcüzə dənələri" və azot gübrələməsi ilə çıxmayan digər bitkilərlə əvəz olunur. - bu cür müalicənin qadağan dərəcədə baha olduğu bir vaxtda.

Azot təyin edən orqanizmlərin müxtəlif siniflərindən, simbiyotik bakteriyalar sabit azotun ümumi miqdarı baxımından ən vacibdir. Ən çox görülən azot təyin edən bakteriyalardır Rizobium, baklagillerin kökünü (ailənin angiospermlərini) işğal edən bakteriya növüdür Fabaceae və ya Leguminosae) məsələn yonca, noxud, lobya, vetches və yonca.

Paxlalıların torpağa faydalı təsiri o qədər açıqdır ki, yüz illər əvvəl tanınıb. Miladdan əvvəl III əsrdə yaşamış Teofrast yazırdı ki, yunanlar torpağı zənginləşdirmək üçün lobya bitkilərindən istifadə edirdilər. Paxlalıların böyüdüyü yerlərdə müəyyən miqdarda "əlavə" azot tökülərək digər bitkilər üçün mövcud ola bilər. Müasir kənd təsərrüfatında qarğıdalı kimi qarğıdalı olmayan bir məhsulu, məsələn, alfaba kimi bir paxlalı ilə əvəz etmək adi bir təcrübədir. Bundan sonra paxlalılar azotla zəngin kökləri tərk edən ot üçün yığılır və ya daha da yaxşısı tarlada şumlanır. Yerə köçürülən yaxşı bir yonca məhsulu hər hektara 450 kiloqram azot verə bilər. Simbiotik bakteriyalar tərəfindən tələb olunan iz elementlərinin kobalt və molibdenin tətbiqi, Avstraliyada olduğu kimi bu elementlər məhdud miqdarda olduqda azot istehsalını artırır.

Sərbəst yaşayan azot təyin edən mikroorqanizmlər

Generanın simbiotik olmayan bakteriyaları AzotobakterClostridium azotu düzəldə bilirlər. Azotobakter aerobikdir, halbuki Clostridium anaerobikdir; Hər ikisi də torpaqda olan ümumi saprofit bakteriyalardır. Onların, ehtimal ki, ildə hər hektara təxminən 7 kiloqram azot tədarük etdiyi təxmin edilir. Başqa bir vacib qrupa çox sayda fotosintetik bakteriya daxildir. Sərbəst yaşayan mavi yosunlar da azotun sabitlənməsində mühüm rol oynayır. Onlar dünya əhalisinin yarıdan çoxunun əsas pəhrizi olan düyü yetişdirilməsi üçün çox vacibdir. Mavi yosunlar okeanlardakı azotun sabitlənməsində də mühüm ekoloji rol oynaya bilər.

Sərbəst yaşayan və simbiotik orqanizmlər tərəfindən azot fiksasiyası arasındakı fərq ənənəvi düşündüyü qədər sərt olmaya bilər. Bəzi mikroblar müntəzəm olaraq bu birləşmələri istehlak edərək eyni zamanda bitki mənşəli azot verən bəzi karbohidratı tükəndirən bitkilərin kökləri ətrafında meydana gəlir. Kimi normal yaşayan canlı bakteriyalar arasındakı simbiyotik birləşmələr Azotobakter, və toxuma mədəniyyətlərindəki daha yüksək bitki hüceyrələri azotdan məhrum bir süni mühitdə böyümələrinə səbəb oldu.

Sonrakı məzmun: Hava proqnozu