Slāpekļa cikls

Izprotiet slāpekļa ciklu cauri dabai

Slāpekļa cikls apraksta elementa ceļu slāpeklis caur dabu. Slāpeklis ir būtisks dzīvībai — tas ir atrodams aminoskābēs, olbaltumvielās un ģenētiskajā materiālā. Slāpeklis ir arī visizplatītākais elements atmosfērā (~78%). Tomēr gāzveida slāpeklis ir “jānofiksē” citā formā, lai to varētu izmantot dzīvie organismi.

01 no 03

Slāpekļa fiksācija

Xuanyu Han / Getty Images

Ir divi galvenie veidi, kā slāpeklis var kļūt fiksēts :'

Fiksācija ar zibens palīdzību:Zibens enerģija rada slāpekli (N_divi) un ūdens (H_diviO), lai apvienotos, veidojot amonjaku (NH₃) un nitrātiem (NO₃). Nokrišņi pārnes amonjaku un nitrātus uz zemi, kur tos var asimilēt augi.Bioloģiskā fiksācija:Apmēram 90% slāpekļa fiksācijas veic baktērijas. Cianobaktērijas pārvērš slāpekli amonjakā un amonijā: N_divi+ 3 H_divi→ 2 NH_3.Pēc tam augi var izmantot amonjaku tieši. Nitrifikācijas procesā var tālāk reaģēt ar amonjaku un amoniju.

02 no 03

Nitrifikācija

Tony C French / Getty Images

Nitrifikācija notiek šādu reakciju rezultātā:

2 NH3 + 3 O2 → 2 NO2 + 2 H+ + 2 H2O
2 NO2- + O2 → 2 NO3-

Aerobās baktērijas izmanto skābekli, lai pārvērstu amonjaku un amoniju. Nitrosomonas baktērijas pārvērš slāpekli nitrītos (NO2-), un pēc tam Nitrobacter pārvērš nitrītu par nitrātu (NO3-). Dažas baktērijas pastāv simbiotiskās attiecībās ar augiem (pākšaugiem un dažām sakņu mezgliņu sugām), un augi izmanto nitrātu kā barības vielu. Tikmēr dzīvnieki iegūst slāpekli, ēdot augus vai augu ēdājus.

03 no 03

Amonifikācija

Saimons Makgils / Getty Images

Kad augi un dzīvnieki mirst, baktērijas pārvērš slāpekļa barības vielas atpakaļ amonija sāļos un amonjakā. Šo konversijas procesu sauc par amonifikāciju. Anaerobās baktērijas denitrifikācijas procesā var pārvērst amonjaku slāpekļa gāzē:

NO3- + CH2O + H+ → ½ N2O + CO2 + 1½ H2O

Denitrifikācija atgriež slāpekli atmosfērā, pabeidzot ciklu.