دورة النيتروجين: التعريف والعملية والشكل والأمثلة

دورة النيتروجين: التعريف والعملية والنماذج والأمثلة - ما هي دورة النيتروجين ؟، بهذه المناسبة حول Knowledge.co.id سوف يناقشها وبالطبع حول الأشياء الأخرى التي تغطيها أيضًا. دعنا نلقي نظرة على المناقشة معًا في المقالة أدناه لفهمها بشكل أفضل.

---

دورة النيتروجين: التعريف والعملية والشكل والأمثلة

---

النيتروجين أو النيتروجين هو أحد أكثر العناصر وفرة في الغلاف الجوي ، حيث يشكل النيتروجين حوالي 78٪ من الغاز الموجود في الغلاف الجوي.

لكن استخدام النيتروجين في المجال البيولوجي ضئيل للغاية. النيتروجين من العناصر غير التفاعلية لأنه يصعب التفاعل مع العناصر الأخرى ، لذا فإن استخدام هذا العنصر يشبه في الكائنات الحية ، هناك حاجة إلى عمليات مختلفة ، وتشمل هذه العمليات: تثبيت النيتروجين ، التمعدن ، النترجة ، نزع النتروجين.

تحتاج النباتات إلى النيتروجين بكميات كبيرة جدًا ، وهذا بالتأكيد أحد العوامل المحددة في التربة غير المخصبة.

الشكل في شكل أحماض أمينية ، وهي الأميدات والأمينات التي لها وظيفة كإطار أو لبنات البناء والمركبات الوسيطة على شكل بروتين وكلوروفيل وأحماض نووي. ستنظم البروتينات أو الإنزيمات التفاعلات الكيميائية الحيوية.

النيتروجين جزء كامل من هيكل الكلوروفيل. يؤثر توفر عناصر النيتروجين بالتأكيد على مستوى النظام البيئي الذي يشمل الإنتاجية الأولية وعمليات التحلل.

يمكن للأنشطة مثل احتراق الوقود واستخدام الأسمدة النيتروجينية وكذلك تصريف النيتروجين في مياه الصرف أن تغير دورة النيتروجين ككل أو عالميًا.

النيتروجين عنصر أساسي لجميع الأغراض لاستمرارية الحياة على الأرض. النيتروجين مكون أساسي من الأحماض الأمينية والبروتينات ، وهي قواعد مشتقة من الأحماض النووية المكونة من النيتروجين ، مثل DNA و RNA.

بينما في النباتات ، تستخدم جزيئات الكلوروفيل النيتروجين بكميات كبيرة بما يكفي في عملية التمثيل الضوئي.

دورة النيتروجين هي عملية تحويل المركبات التي تحتوي على عنصر النيتروجين والتي تتحول بعد ذلك إلى أشكال كيميائية أخرى.

---

عملية دورة النيتروجين

ينتشر النيتروجين في أشكال مختلفة ، مثل النيتروجين العضوي والأمونيوم وأكاسيد النيتروجين والنترات وأكسيد النيتريك والنتريت أو غاز النيتروجين غير العضوي.

يمكن استخدام النيتروجين في شكل عضوي كخلايا حية أو كائنات حية / الدبال / في شكل منتجات وسيطة في تحلل المواد العضوية.

ستعمل عملية دورة النيتروجين على تغيير النيتروجين من شكل عنصري إلى آخر. وتجدر الإشارة إلى أن معظم عملية التحول تتم بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.

مراحل دورة النيتروجين لها عدة مراحل منها:

• تثبيت النيتروجين

عملية تثبيت النيتروجين هي عملية تحويل النيتروجين في الغلاف الجوي إلى أمونيا. يتم تنفيذ هذه العملية عن طريق البكتيريا الموجودة في جذور نباتات البقول.

هذه العملية هي تحويل غاز النيتروجين إلى أمونيا عبر مراحل التثبيت البيولوجي. تستخدم عدة مجموعات من البكتيريا الصغيرة مثل الريزوبيوم والبكتيريا الزرقاء إنزيم النيتروجيناز المتضمن لتحويل غاز النيتروجين إلى أمونيا.

• النترتة

النترجة هي الأكسدة البيولوجية للأمونيا بالأكسجين إلى الأمونيوم ثم إلى النتريت الذي يتبعه أكسدة النتريت إلى هذه النترات. يُعرف تحلل الأمونيا إلى نتريت باسم النترجة.

هذه خطوة مهمة في دورة مغذيات التربة. يتم تنفيذ هذه العملية بواسطة أنواع بكتيرية ذاتية التغذية مع عدة أنواع من البكتيريا المؤكسدة للأمونيا ß-Proteobacteria و gammaproteobacteria والبكتيريا المؤكسدة للأمونيا من أجناس nitrosomonas وأيضًا نيتروسوكوكس.

• الاستيعاب

استيعاب النيتروجين هو تكوين مركبات النيتروجين العضوية ، على سبيل المثال الأحماض الأمينية من مركبات النيتروجين غير العضوية الموجودة في البيئة.

بعد أن تتم عملية النترجة بواسطة البكتيريا ، تمتص النباتات النيتروجين في شكل نترات. ثم يمتص تدرج ناقل بروتون النترات النترات إلى النبات ثم يتم نقل النترات من الجذور إلى البراعم عبر نسيج الخشب.

يتم الحد من النيتروجين الذي يحدث في البراعم على خطوتين ، وهما النترات التي سيتم تحويلها إلى نتريت عن طريق نترات الاختزال في العصارة الخلوية والنتريت في البلاستيدات الخضراء سيتم تقليله إلى أمونيا عن طريق الاختزال النتريت.

• Ammonification

Ammonification هي مرحلة في دورة النيتروجين حيث تتحلل بقايا النباتات ومنتجات النفايات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة لإنتاج الأمونيا.

سوف تأكل الكائنات الحية الدقيقة في التربة المواد العضوية الميتة والتي ستصبح بعد ذلك طاقة وستكون لاحقًا تنتج الأمونيا وكذلك المركبات الأساسية الأخرى التي ستكون منتجات ثانوية لعملية التمثيل الغذائي لليانغ يحدث. سيتم الاحتفاظ بهذه الأمونيا في التربة على شكل أيونات الأمونيوم.

• نزع النتروجين

نزع النتروجين هو عملية تقليل النترات إلى غاز النيتروجين الخامل الذي سيكمل دورة النيتروجين. عادة ما يتم نزع النتروجين عن طريق الأنواع البكتيرية مثل Pseudomonas وكذلك Clostridium في ظل الظروف اللاهوائية.

أثناء عملية التنفس ، ستستخدم البكتيريا النترات كمتقبل للإلكترون. البكتيريا التي يمكن أن تعيش في الظروف الهوائية هي بكتيريا لاهوائية اختيارية.

---

أشكال دورة النيتروجين في الطبيعة

تقوم عملية دورة النيتروجين بتحويل النيتروجين من شكل إلى شكل كيميائي آخر. العديد من العمليات التي تقوم بها الميكروبات هي إما لإنتاج الطاقة أو لتخزين النيتروجين في الشكل المطلوب للنمو. يوضح الرسم البياني أدناه كيفية العمليات في دورة النيتروجين.

يوجد النيتروجين في البيئة بأشكال كيميائية مختلفة بما في ذلك النيتروجين العضوي والأمونيوم (NH4 +) والنتريت (NO2-) والنترات (NO3-) والنيتروجين الغازي (N2). يمكن أن يكون النيتروجين العضوي في شكل كائنات حية ، أو الدبال ، وفي المنتجات الوسيطة لتحلل المواد العضوية أو الدبال المتراكم. تقوم عملية دورة النيتروجين بتحويل النيتروجين من صورة كيميائية إلى أخرى. العديد من العمليات التي تقوم بها الميكروبات هي إما لإنتاج الطاقة أو لتخزين النيتروجين في الشكل المطلوب للنمو.

• الأمونيا

الأمونيا وأملاحها قابلة للذوبان في الماء بسهولة. مصدر الأمونيا في المياه هو تكسير النيتروجين العضوي (البروتين واليوريا) والنيتروجين غير العضوي الموجودة في التربة والمياه ، والتي تنشأ من تحلل المواد العضوية بواسطة الميكروبات والفطريات (ammonification).

مصدر الأمونيا هو تقليل غاز النيتروجين الناتج عن عملية انتشار الهواء الجوي والنفايات الصناعية والمنزلية. تدخل الأمونيا الموجودة في المعادن إلى المسطحات المائية من خلال تآكل التربة. بصرف النظر عن وجودها كغاز ، تشكل الأمونيا مركبات معقدة تحتوي على العديد من الأيونات المعدنية.

يمكن أيضًا امتصاص الأمونيا في المواد المعلقة والغروية بحيث تستقر في قاع المياه. يمكن أن تختفي الأمونيا في الماء من خلال عملية التطاير لأن الضغط الجزئي للأمونيا في المحلول يزداد مع زيادة الرقم الهيدروجيني.

• نتريت

يمكن أن تكون مصادر النتريت في شكل نفايات صناعية ونفايات منزلية. مستوى النتريت في الماء نسبي لأنه يتأكسد على الفور إلى نترات. تحتوي المياه الطبيعية على حوالي 0.001 مجم / لتر من النتريت. يوجد النتريت في المياه بكميات قليلة جدًا ، أقل من النترات ، لأنها غير مستقرة في وجود الأكسجين. النتريت هو شكل وسيط بين الأمونيا والنترات (النترجة) وبين النترات وغاز النيتروجين (نزع النتروجين) والذي يتكون في ظل ظروف لاهوائية.

• نترات

النترات هي المصدر الرئيسي للنيتروجين في المياه ، ولكن تفضل النباتات الأمونيوم. عادة ما تكون مستويات النترات في المياه غير الملوثة أعلى من مستويات الأمونيوم. توضح مستويات النترات التي تزيد عن 5 ملجم / لتر حدوث تلوث من صنع الإنسان ناشئ عن الأنشطة البشرية وبراز الحيوانات.

تشير مستويات النيتروجين التي تزيد عن 0.2 مجم / لتر إلى زيادة المغذيات في المياه. النترات هي شكل من أشكال النيتروجين كمغذٍ رئيسي لنمو النبات والطحالب. نترات النيتروجين قابل للذوبان في الماء ومستقر. يتم إنتاج هذا المركب من عملية أكسدة كاملة في الماء.

---

مثال دورة النيروجين

تتضمن أمثلة دورة النيتروجين ما يلي:

تحتاج النباتات إلى النيتروجين من التربة عن طريق امتصاصه من خلال جذورها. يأتي النيتروجين في شكل أيونات النيتروجين. عندما تمتص النباتات النيتروجين ، يتم تقليله إلى أيونات النتريت. ثم يصبح أيون الأمونيوم الذي يمكن دمجه في الأحماض الأمينية أو النووية والكلوروفيل.

عندما تموت النباتات أو تموت الحيوانات أو عندما يطرد المصنع أو نظام الصرف الصحي الحيوانات ، يتم بعد ذلك إطلاق النيتروجين العضوي. يمكن للبكتيريا تحويل هذا النيتروجين العضوي إلى أمونيوم. يتم ذلك من خلال عملية تعرف باسم التمعدن.

يدخل النيتروجين المحيطات بسبب جريان المياه الجوفية أو عند هطول الأمطار. يمكن أن يدخل النيتروجين أيضًا إلى البحر من خلال هطول الأمطار "المطر" ، ويخضع النيتروجين في الماء لعملية التثبيت التي تسهلها بشكل عام بكتيريا تسمى البكتريا cynobacteria. بعد التثبيت ، يمكن استخدام النيتروجين في صورة متاحة بيولوجيًا في العوالق النباتية البحرية.

تفرز العوالق كلاً من اليوريا والأمونيا في الماء. يمكن أن تغرق العوالق النباتية ومنتجات النفايات في القاع ، مما يؤدي إلى إدخال الأمونيا في أعماق المنطقة euophotic. يتم بعد ذلك إخراج الأمونيا من منتج النفايات هذا من منطقة euphotic ويمكن للبكتيريا التي تعيش أسفل منطقة euphotic تحويل الأمونيا إلى نترات.

يمكن أن يحدث هذا التحويل فقط تحت منطقة euphotic حيث لا يوجد ضوء لأن البكتيريا التي تقوم بالتحويل تمنعها الضوء. تسمى عملية التحويل هذه التمعدن أو التمعدن.

بعد تحويل الأمونيا تحدث النترجة وتتحول الأمونيا إلى نترات ونترات وخلط جزئي يمكن أن تحمل النترات صعودًا إلى الأعلى ثم يمكن استخدامها بواسطة العوالق الضوئية للاستمرار دورة.

وبالتالي فإن المراجعة من حول Knowledge.co.id عن دورة النيتروجين: التعريف والعملية والشكل والأمثلة, نأمل أن تضيف إلى بصيرتك ومعرفتك. شكرا لزيارتك ولا تنسى قراءة مقالات أخرى.