دورة النيتروجين: التعريف والعملية والشكل والأمثلة

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

---

دورة النيتروجين: التعريف والعملية والشكل والأمثلة

---

النيتروجين أو النيتروجين هو أحد أكثر العناصر وفرة في الغلاف الجوي ، حوالي 78٪ من الغازات في الغلاف الجوي عبارة عن نيتروجين.

ومع ذلك ، فإن 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 هيكل عظمي أو لبنات البناء والمركبات الوسيطة على شكل بروتينات وكلوروفيل وأحماض حمض نووي. ستنظم البروتينات أو الإنزيمات التفاعلات الكيميائية الحيوية.

النيتروجين جزء لا يتجزأ من بنية الكلوروفيل. يؤثر توفر عناصر النيتروجين بالتأكيد على مستوى النظام البيئي الذي يتضمن الإنتاجية الأولية وعملية التحلل.

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

النيتروجين عنصر أساسي لجميع احتياجات بقاء الحياة على الأرض. النيتروجين مكون أساسي من الأحماض الأمينية وكذلك البروتينات ، وهي قواعد مشتقة من الأحماض النووية المكونة من النيتروجين ، مثل الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (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 عناصر النيتروجين والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى أشكال كيميائية أخرى.

---

عملية دورة النيتروجين

يتشتت 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 عمليات التحول تتم بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.

مراحل دورة النيتروجين لها عدة مراحل منها:

• تثبيت النيتروجين

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

هذه العملية هي تحويل غاز النيتروجين إلى أمونيا من خلال خطوة التثبيت البيولوجي. تشارك العديد من المجموعات البكتيرية الصغيرة مثل الريزوبيوم واستخدام إنزيمات نيتروجيناز البكتيريا الزرقاء لتحويل غاز النيتروجين إلى أمونيا.

• النترتة

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

هذه خطوة مهمة في دورة مغذيات التربة. تتم هذه العملية بواسطة أنواع بكتيرية ذاتية التغذية مع عدة أنواع من بكتيريا الأمونيا المؤكسدة ، وهي: -بكتيريا البروتيوبكتريا والجامابروتيوبكتريا والبكتيريا المؤكسدة للأمونيا من أجناس النيتروسوموناس 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 نترات ناقل البروتون النترات إلى النباتات ثم يتم نقل النترات من الجذور إلى البراعم من خلال نسيج الخشب.

يتم تقليل النيتروجين الذي يحدث في البراعم على خطوتين ، وهما النترات التي سيتم تقليلها إلى نتريت بواسطة اختزال النترات في العصارة الخلوية ، وسيتم تقليل النتريت في البلاستيدات الخضراء 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 يتم تحويلها بعد ذلك إلى طاقة وفي النهاية تنتج الأمونيا بالإضافة إلى المركبات الأساسية الأخرى التي ستكون منتجات ثانوية لـ تحدث. 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 كمستقبل للإلكترون. البكتيريا القادرة على البقاء على قيد الحياة في هذه الظروف الهوائية هي البكتيريا اللاهوائية الاختيارية.

---

أشكال دورة النيتروجين في الطبيعة

تقوم عملية دورة النيتروجين بتحويل النيتروجين من شكل كيميائي إلى آخر. يتم تنفيذ العديد من العمليات بواسطة الميكروبات إما لإنتاج الطاقة أو لتجميع النيتروجين بالشكل المطلوب للنمو. يوضح الرسم البياني أدناه كيفية عمل العمليات في دورة النيتروجين.

يوجد النيتروجين في البيئة بأشكال كيميائية مختلفة بما في ذلك النيتروجين العضوي والأمونيوم (NH4 +) والنتريت (NO2-) والنترات (NO3-) وغاز النيتروجين (N2). يمكن أن يكون النيتروجين العضوي إما كائنات حية ، أو دبال ، وفي المنتجات الوسيطة لتحلل المواد العضوية أو الدبال يتراكم. تقوم عملية دورة النيتروجين بتحويل النيتروجين من شكل كيميائي إلى آخر. يتم تنفيذ العديد من العمليات بواسطة الميكروبات إما لإنتاج الطاقة أو لتجميع النيتروجين بالشكل المطلوب للنمو.

• الأمونيا

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

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

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

• نتريت

يمكن أن تكون مصادر النتريت نفايات صناعية ونفايات منزلية. محتوى النتريت في الماء نسبي لأنه يتأكسد على الفور إلى نترات. تحتوي المياه الطبيعية على حوالي 0.001 مجم / لتر من النتريت. يوجد النتريت في الماء بكميات قليلة جدًا ، أقل من النترات ، لأنه غير مستقر 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. تصف مستويات النترات التي تزيد عن 5 مجم / لتر حدوث التلوث البشري الناشئ عن الأنشطة البشرية والبراز الحيواني.

تصف مستويات النيتروجين التي تزيد عن 0.2 مجم / لتر حدوث التخثث بالماء. النترات هي شكل من أشكال النيتروجين كمغذٍ رئيسي لنمو النبات والطحالب. نترات النيتروجين قابل للذوبان في الماء ومستقر. يتم إنتاج هذا المركب من عملية الأكسدة الكاملة في الماء.

---

مثال على دورة النيتروجين

تتضمن أمثلة دورة النيتروجين ما يلي:

تحتاج النباتات إلى النيتروجين من التربة عن طريق امتصاصه من خلال جذورها. يأتي النيتروجين على 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 تفرز النباتات أو مياه الصرف الحيوانات ، يتم إطلاق النيتروجين العضوي. يمكن للبكتيريا تحويل هذا النيتروجين العضوي إلى أمونيوم. يتم ذلك من خلال عملية تسمى التمعدن.

يدخل النيتروجين المحيطات نتيجة جريان المياه الجوفية أو عند هطول الأمطار. يمكن أن يدخل النيتروجين أيضًا إلى البحر من خلال هطول الأمطار ، ويخضع النيتروجين في الماء لعملية التثبيت التي تسهلها بشكل عام بكتيريا تسمى البكتيريا الزرقاء. بعد التثبيت ، يمكن استخدام النيتروجين في الشكل المتاح بيولوجيًا من العوالق النباتية في المحيط.

تفرز العوالق كلاً من اليوريا والأمونيا في الماء. يمكن أن تغرق العوالق النباتية ومنتجات النفايات في القاع ، مما يؤدي إلى إدخال الأمونيا في أعماق منطقة euphotic. يتم بعد ذلك إزالة 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 أسفل منطقة euphotic حيث لا يوجد ضوء لأن البكتيريا التي تنفذ التحويل تمنعها الضوء. وتسمى عملية التحويل هذه التمعدن أو التمعدن.

بعد تحويل الأمونيا ، تحدث النترجة وتصبح الأمونيا نتريت ونترات ، وتختلط الجسيمات و يمكن أن يؤدي تدفق المياه إلى ارتفاع النترات ويمكن بعد ذلك استخدامه بواسطة العوالق الضوئية للاستمرار دورة.

هذا هو الاستعراض من حول Knowledge.co.id حول دورة النيتروجين: التعريف والعملية والشكل والأمثلة, نأمل أن تضيف إلى بصيرتك ومعرفتك. شكرا لزيارتك ولا تنسى قراءة مقالات أخرى.