Lämmastikutsükkel: määratlus, protsess, vorm ja näited

Lämmastikutsükkel: määratlus, protsess, vormid ja näited Mis on lämmastiku tsükkel?, Sel korral Teave saidi know.co.id kohta arutab seda ja loomulikult ka muid asju, mis seda ka hõlmavad. Vaatame koos allolevas artiklis arutelu, et seda paremini mõista.

---

Lämmastikutsükkel: määratlus, protsess, vorm ja näited

---

Lämmastik ehk lämmastik on atmosfääris üks levinumaid elemente, mis moodustab umbes 78% atmosfääri gaasist lämmastik.

Kuid lämmastiku kasutamine bioloogilises väljas on minimaalne. Lämmastik on üks elementidest, mis ei ole reaktiivne, kuna on raske teiste elementidega reageerida, seega on selle elemendi kasutamine nagu Elusolendites on vaja erinevaid protsesse, mille hulka kuuluvad: lämmastiku sidumine, mineraliseerumine, nitrifikatsioon, denitrifikatsioon.

Lämmastikku vajavad taimed väga suurtes kogustes ja see on kindlasti üks piirav tegur väetamata muldadel.

Vorm on aminohapete kujul, nimelt amiidide ja amiinidena, mis täidavad raamistiku või karkassi funktsiooni ehitusplokid ja vaheühendid valgu, klorofülli ja hapete kujul tuumaline. Valgud või ensüümid reguleerivad biokeemilisi reaktsioone.

Lämmastik on klorofülli struktuuri täielik osa. Lämmastikuelementide kättesaadavus mõjutab kindlasti ökosüsteemi taset, mis hõlmab esmast tootlikkust ja lagunemisprotsesse.

Sellised tegevused nagu kütuse põletamine ja lämmastikväetiste kasutamine ning lämmastiku reovette suunamine võivad muuta lämmastikuringet tervikuna või globaalselt.

Lämmastik on maapealse elu järjepidevuse jaoks oluline element kõigil eesmärkidel. Lämmastik on aminohapete ja valkude põhikomponent, alused, mis on saadud lämmastikust koosnevatest nukleiinhapetest, nagu DNA ja RNA.

Kui taimedes kasutavad klorofülli molekulid lämmastikku piisavalt suurtes kogustes fotosünteesi protsessis.

Lämmastikutsükkel on protsess, mille käigus muundatakse lämmastikku sisaldavaid ühendeid, mis seejärel muutuvad muudeks keemilisteks vormideks.

---

Lämmastiku tsükli protsess

Lämmastikku levib erinevates vormides, nagu orgaaniline lämmastik ja ammoonium, lämmastikoksiidid ja nitraadid, lämmastikoksiid ja nitritid või anorgaaniline lämmastik.

Orgaanilisel kujul olevat lämmastikku saab kasutada elusrakkude või elusorganismidena / huumusena / vaheproduktidena orgaanilise aine lagunemisel.

Lämmastikuringe protsess muudab lämmastiku ühest elemendivormist teise. Tuleb märkida, et suurema osa transformatsiooniprotsessist viivad läbi mikroorganismid.

Etapid Lämmastikuringel on mitu etappi, sealhulgas:

• lämmastiku sidumine

Lämmastiku sidumise protsess on protsess, mille käigus lämmastik muudetakse atmosfääris ammoniaagiks. Seda protsessi viivad läbi bakterid, mis asuvad kaunviljade juurtes.

See protsess on gaasilise lämmastiku muundamine ammoniaagiks läbi bioloogilise fikseerimise etappide. Mitmed väikeste bakterite rühmad, nagu risoobium ja tsüanobakterid, kasutavad lämmastikgaasi ammoniaagiks muundamiseks kaasatud ensüümi lämmastikku.

• Nitrifikatsioon

Nitrifikatsioon on ammoniaagi bioloogiline oksüdeerimine hapnikuga ammooniumiks ja seejärel nitritiks, millele järgneb nitriti oksüdeerimine selleks nitraadiks. Ammoniaagi lagunemist nitritiks nimetatakse nitrifikatsiooniks.

See on oluline samm mulla toitainete tsüklis. Seda protsessi viivad läbi autotroofsed bakteriliigid koos mitut tüüpi ammoniaaki oksüdeerivate bakteritega, nimelt ß-proteobakterid ja gammaproteobakterid ning ammoniaaki oksüdeerivad bakterid perekonnast nitrosomonas ja ka nitrosokokk.

• Assimilatsioon

Lämmastiku assimilatsioon on orgaaniliste lämmastikuühendite, näiteks aminohapete moodustumine keskkonnas leiduvatest anorgaanilistest lämmastikuühenditest.

Pärast nitrifikatsiooniprotsessi bakterite poolt neelavad taimed lämmastikku nitraadi kujul. Seejärel imab nitraadi prootoni transportija gradient nitraate taime ja seejärel transporditakse nitraat ksüleemi kaudu juurtest võrsetele.

Tekkiv lämmastiku redutseerimine toimub võrsetes kahes etapis, nimelt redutseeritakse nitraat nitritiks tsütosoolis sisalduv reduktaasi nitraat ja kloroplastis olev nitrit redutseeritakse reduktaasi toimel ammoniaagiks nitrit.

• Ammonifikatsioon

Ammonifikatsioon on lämmastikuringe etapp, kus taimejäägid ja jäätmed lagundatakse mikroorganismide poolt ammoniaagi tootmiseks.

Pinnases olevad mikroorganismid söövad surnud orgaanilist ainet, millest saab seejärel energia ja see on hiljem toota ammoniaaki ja muid aluselisi ühendeid, mis on yangi ainevahetuse kõrvalsaadused juhtuma. See ammoniaak jääb pinnasesse ammooniumioonide kujul.

• Denitrifikatsioon

Denitrifikatsioon on nitraadi redutseerimine inertseks lämmastikgaasiks, mis viib lämmastikutsükli lõpule. Denitrifikatsiooni viivad tavaliselt läbi sellised bakteriliigid nagu Pseudomonas ja ka Clostridium anaeroobsetes tingimustes.

Hingamisprotsessi ajal kasutavad bakterid elektronide aktseptorina nitraati. Bakterid, mis suudavad ellu jääda aeroobsetes tingimustes, on fakultatiivsed anaeroobsed bakterid.

---

Lämmastikutsükli vormid looduses

Lämmastikuringe protsess muudab lämmastiku ühest vormist teise keemiliseks vormiks. Paljud mikroobide poolt läbiviidavad protsessid on kas energia tootmiseks või lämmastiku säilitamiseks kasvuks vajalikul kujul. Allolev diagramm näitab, kuidas protsessid lämmastikuringes.

Lämmastik esineb keskkonnas erinevates keemilistes vormides, sealhulgas orgaanilise lämmastiku, ammooniumi (NH4+), nitritite (NO2-), nitraatide (NO3-) ja gaasilise lämmastiku (N2) kujul. Orgaaniline lämmastik võib esineda elusorganismide ehk huumuse kujul ja orgaanilise aine lagunemise vaheproduktides või kogunenud huumuses. Lämmastikuringe protsess muudab lämmastiku ühest keemilisest vormist teise. Paljud mikroobide poolt läbiviidavad protsessid on kas energia tootmiseks või lämmastiku säilitamiseks kasvuks vajalikul kujul.

• Ammoniaak

Ammoniaak ja selle soolad lahustuvad vees kergesti. Ammoniaagi allikas vetes on orgaanilise lämmastiku (valk ja uurea) ja anorgaanilise lämmastiku lagunemine leidub pinnases ja vees, mis tekib orgaanilise aine lagunemisel mikroobide ja seente poolt (ammonifikatsioon).

Ammoniaagi allikaks on atmosfääriõhu, tööstus- ja olmejäätmete difusiooniprotsessist tekkiva lämmastikgaasi redutseerimine. Mineraalides sisalduv ammoniaak satub veekogudesse pinnase erosiooni teel. Lisaks sellele, et ammoniaak esineb gaasina, moodustab see kompleksühendeid mitme metalliiooniga.

Ammoniaak võib imenduda ka hõljuvatesse ja kolloidsetesse materjalidesse, nii et see settib vee põhja. Vees sisalduv ammoniaak võib lendumisprotsessi käigus kaduda, kuna lahuses oleva ammoniaagi osarõhk tõuseb pH tõustes.

• Nitrit

Nitritiallikad võivad olla tööstusjäätmete ja olmejäätmete kujul. Nitritite tase vees on suhteline, kuna see oksüdeerub koheselt nitraadiks. Looduslikud veed sisaldavad nitriteid umbes 0,001 mg/l. Nitriteid leidub vetes väga väikestes kogustes, vähem kui nitraate, kuna need on hapniku juuresolekul ebastabiilsed. Nitrit on vahevorm ammoniaagi ja nitraadi (nitrifikatsioon) ning nitraadi ja gaasilise lämmastiku vahel (denitrifikatsioon), mis tekib anaeroobsetes tingimustes.

• Nitraat

Nitraat on vetes peamine lämmastikuallikas, kuid taimed eelistavad ammooniumi. Nitraadisisaldus saastamata vetes on tavaliselt kõrgem kui ammooniumisisaldus. Nitraadisisaldus üle 5 mg/l illustreerib inimtegevusest ja loomade väljaheidetest tuleneva inimtekkelise reostuse esinemist.

Lämmastikusisaldus, mis on üle 0,2 mg/l, viitab vete eutrofeerumisele. Nitraat on lämmastiku vorm, mis on taimede ja vetikate kasvu peamine toitaine. Nitraatlämmastik lahustub vees väga hästi ja on stabiilne. See ühend saadakse täieliku oksüdatsiooniprotsessi käigus vees.

---

Lämmastiku tsükli näide

Lämmastikutsükli näited on järgmised:

Taimed vajavad mullast lämmastikku, imendades seda läbi juurte. Lämmastik tuleb lämmastikuioonide kujul. Kui taimed omastavad lämmastikku, redutseeritakse see nitritioonideks. Seejärel muutub see ammooniumiooniks, mida saab lisada amino- või nukleiinhapetesse ja klorofülli.

Kui taimed või loomad surevad või kui tehas või kanalisatsioon loomi välja ajab, eraldub orgaaniline lämmastik. Bakterid võivad muuta selle orgaanilise lämmastiku ammooniumiks. Seda tehakse mineralisatsioonina tuntud protsessi kaudu.

Lämmastik satub ookeanidesse põhjavee äravoolu tõttu või siis, kui sajab vihma. Lämmastik võib merre sattuda ka sademete "vihmaga", vees olev lämmastik läbib fikseerimise, mida üldiselt soodustavad bakterid, mida nimetatakse sinobakteriteks. Pärast fikseerimist võib kasutada lämmastikku bioloogiliselt kättesaadaval kujul mere fütoplanktonis.

Plankton eritab vette nii uureat kui ka ammoniaaki. Fütoplankton ja jääkained võivad põhja vajuda, viies ammoniaagi sügavusele euofotilisse tsooni. Sellest jääkproduktist pärit ammoniaak eritub seejärel eufootilisest tsoonist ja eufootilisest tsoonist allpool elavad bakterid võivad muuta ammoniaagi nitraadiks.

See muundamine võib toimuda ainult eufootilises tsoonis, kus valgus puudub, kuna valgus pärsib muundamist teostavaid baktereid. Seda muundusprotsessi nimetatakse ammonifikatsiooniks või mineraliseerimiseks.

Pärast ammoniaagi muundamist toimub nitrifikatsioon ja ammoniaak muundatakse nitrititeks ja nitraatideks ning osaline segunemine upwelling võib nitraate ülespoole kanda ja seejärel saab fotoplankton seda jätkata tsükkel.

Seega ülevaade alates Teave saidi know.co.id kohta umbes Lämmastikutsükkel: määratlus, protsess, vorm ja näited, loodetavasti võib see teie teadmisi ja teadmisi täiendada. Täname külastamast ja ärge unustage lugeda ka teisi artikleid.