امروز : یکشنبه, ۲۲ مهر , ۱۴۰۳ - 10 ربيع ثاني 1446
چرخه ازت
چرخه ازت(شکل ۱۵-۳) یکی از چرخههای گازی بسیار پیچیده میباشد.ازت از آن جهت دارای اهمیت است که بخش عمده اتمسفر را تشکیل میدهد(۷۸%)، و علاوه بر آن در بدن موجودات زنده نقش و اهمیت فوقالعادهای دارد به خصوص این که بخش اساسی ساختمان اسیدهای آمینه را تشکیل میدهد که نهایتا منجر به شکلگیری پروتئینها […]
چرخه ازت(شکل ۱۵-۳) یکی از چرخههای گازی بسیار پیچیده میباشد.ازت از آن جهت دارای اهمیت است که بخش عمده اتمسفر را تشکیل میدهد(۷۸%)، و علاوه بر آن در بدن موجودات زنده نقش و اهمیت فوقالعادهای دارد به خصوص این که بخش اساسی ساختمان اسیدهای آمینه را تشکیل میدهد که نهایتا منجر به شکلگیری پروتئینها میشود.ذخیره اصلی این عنصر در اتمسفر و به صورت مولکولی (N۲) میباشد.
وجود حیات باعث شده به جای آن که ازت کره زمین، مثل کرات عاری از زندگی در حالت آمونیاک(NH۳) یا اکسیدهای ازت باشد، در حالت ازت مولکولی در اتمسفر زمین باقی بماند.ازت به شکلهای مختلفی در اتمسفر وجود دارد که عبارتند از ازت مولکولی(N۲)،اکسیدهای ازت(NO۲,NO,N۲O) و ترکیبات هیدروژن-ازت(NH،NH۳،(HNO۳,HNO۲.موجودات زنده غالبا توانایی استفاده مستقیم از ازت مولکولی را ندارند و شکستن پیوندهای اتصال اتمهای ازت نیازمند انرژی قابل توجهی است.
سرعت تشکیل ترکیبات ازت دار و کربن دار(پروتئیدها و گلوسیدها) در زمین و دریا یکسان نیست.در واقع گیاهان زمینی به دلیل مقدار سلولز زیادی که دارند از نظر کربن غنی و از نظر ازت فقیر میباشند در مقابل میزان پروتئین آلگها بسیار بالا بوده لذا بدون شک اقیانوسها میتوانند یکی از منابع تولید پروتئین باشند.
هوا ۷۸% ازت بزرگترین منبع ذخیره این عنصر به شمار میرود. ولی این ازت تنها توسط
میکروارگانیسمهایی نظیر ازتوباکتر[۱]، کلوستریدیوم[۲]، ریزوبیومهای[۳]همزیست با حبوبات،
باکتریهای آزوسپیریلوم[۴]همیار با غلات و تعدادی از جلبکهای خانواده سیانوفیسه[۵]که در آبهای شیرین و خاکهای مرطوب زندگی میکنند قابل استفاده میباشد.ریزوبیومهای همزیست با یونجه و شبدر قادرند سالانه حدود ۱۵۰ تا ۴۰۰ کیلوگرم ازت را در هر هکتار تتثیبت کننند.
از میان ترکیبات مختلف ازت، فقط فرمهای نیترات (NO۳-) و آمونیم (NH۴+) برای گیاهان قابل استفاده هستند.
درطبیعت مسیرهای مختلفی در جهت تبدیل حالات مختلف ازت دار به یکدیگر وجود دارد که در این رابطه میتوان به تثبیت الکتروشیمیایی در هنگام وقوع رعدو برق اشاره نمود. رعد و برق که همراه با تولید انرژی زیاد است موجب شکسته شدن پیوندهای مولکولی از جمله مولکولهای آب(H۲O ) و نیتروژن(N۲) میگردد.در مراحل بعدی اتمهای مختلف با یکدیگر پیوند خورده و ترکیبات جدیدتری از جمله یونهای نیترات وآمونیم را به وجود میآورد که پس از رسیدن به سطح زمین،برای گیاهان قابل استفاده میباشند.
[۱] Azotobacter
[۲] Clostridium
[۳] Rhizobium
[۴] Azospirillum
[۵] Cyanophyceae
تحقیقات انجام شده نشان دادهاند که یک لیتر آب باران تقریبا ۲ میلی گرم ازت به صورت آمونیم و۷% میلی گرم نیترات دارد و در مجموع حدود۱۰۶*۲۵۵۱۱ تن ازت در سال از طریق آب باران به زمین میرسد.منع دیگر ازت که میتواند در اختیار گیاهان قرار داده شود،تولید صنعتی کودهای شیمیایی است که در کارخانجات پتروشیمی با ترکیبات مختلفی تولید میگردند و سالانه حدود ۳۰ میلیون تن انواع مختلف کودهای شیمیایی ازت دار در بخش کشاورزی در دنیا مصرف میگردد.
گرم نیترات دارد و در مجموع حدود۱۰۶*۲۵۵۱۱ تن ازت در سال از طریق آب باران به زمین میرسد.منع دیگر ازت که میتواند در اختیار گیاهان قرار داده شود،تولید صنعتی کودهای شیمیایی است که در کارخانجات پتروشیمی با ترکیبات مختلفی تولید میگردند و سالانه حدود ۳۰ میلیون تن انواع مختلف کودهای شیمیایی ازت دار در بخش کشاورزی در دنیا مصرف میگردد.
در رابطه با تغییر و تحولات ازت طی چرخه آن، اولین مرحله تبدیل موادآلی مرده یاهوموس به شکل معدنی است که این فرایند را معدنی شدن[۱]میگویند.این فرآیند توسط مکانیسمهای مختلفی در طبیعت انجام میگیرد.اولین مورد دفع مواد به وسیله جانوران است. این روش بیشتردر بیوسنوزهایی دیده میشود که قسمت مهم انرژی از طریق زنجیرههای علفخواران انتقال مییابد.برای مثال در مراتع ایران بیوماس علوفهای که توسط دام تغذیه میشود فقط ۶۵% آن به محیط بازگشت داده میشود.از طرف دیگر تجزیه میکروبی میتواند پدیده معدنی شدن را تسریع کند.این حالت در جنگلها یا بیوسنوزهایی مشاهده میشود که در آنها قسمت مهم انرژی زنجیرهها،توسط گندخواران(ساپروفیتها) منتقل میگردد.برای مثال در جنگل سوزنی برگان که جمعیت علفخوران آن کم است،تجزیه مواد بیشتر از طریق میکروارگانیسمها صورت میگیرد.
اولین فرم معدنی ازت پس از تجزیه کامل هوموس در طبیعت،آمونیم(NH۴+) است که طی فرایندی بنام آمونیفیکاسیون[۲]حاصل میشود.میکروارگانیسمهایی که در این فرایند دخالت دارند عمدتا شامل میکروکوکوس[۳]ها هستند. مرحله بعدی، فرایند نیتریفیکاسیوناست که طی آن آمونیم ابتدا به شکل نیتریت(NO2- ) و سپس به نیترات (NO3-) تبدیل میشود.در واقع فرایند نیتریفیکاسیون[۴]خود از دو بخش مجزا تحت عناوین نیتریتاسیون[۵]و نیتراتاسیون[۶]تشکیل شده است که به ترتیب باکتریهای نیتروزوموناس[۷]و نیتروباکتر[۸]در این فرایندها نقش مهمی را ایفامینمایند.سپس طی فرایند دنیتریفیکاسیون [۹]نیترات حاصله به ترکیبات گازی ازت مانندN۲O,N۲ تبدیل شده و مجددا به اتمسفر باز میگردد.
قسمتی از نیترات تولید شد هدر خشکیها در اثر آبشویی وارد محیطهای آبی میگردد.قسمتی به صورت محلول و یا به شکل ترکیب و ته نشین شدن در این محیطها در خواهندآمد و قسمتی نیز توسط فیتوپلانکتونها یا سایر جوامع گیاهی در محیطهای آبی مورد استفاده قرار میگیرند.پس از آن ترکیبات ازت در اثر تغذیه آبزیان از گیاهان یا فیتوپلانکتونها وارد چرخههای دریایی میگردد.در ادامه چرخه در صورت تغذیه پرندگان ماهیخوار و یا سایر موجودات خشکی ازآبزیان،چرخه ازت محیطهای آبی به خشکی متصل میشودزیرا فضولات این موجودات و یا پرندگان مجددا به خشکی منتقل شده و دوباره به همین ترتیب چرخه ازت تداوم مییابد.
[۱] Mineralization
[۲] Amonification
[۳] Micrococcus
[۴] Nitrification
[۵] Nitritiation
[۶] Nitritiation
[۷] Nitrosomonas
[۸] Nitrobacter
[۹] Denitrification
منبع:» خلاصه ای از کتاب اکولوژی تالیف دکتر محمد رضا اردکانی انتشارات دانشگاه تهران چاپ پانزدهم
- دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
- پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
- پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.