Główna zawartość
Obieg azotu w przyrodzie
Kluczowa rola mikroorganizmów w wiązaniu azotu. Jak nadmierne stosowanie nawozów zawierających azot może powodować kwitnienia glonów.
Kluczowe informacje
- Azot ma kluczowe znaczenie dla organizmów żywych. Atomy azotu znajdują się we wszystkich białkach i
- Azot występuje w atmosferze jako gaz,
- Azot jest czynnikiem ograniczającym zarówno w naturze, jak i rolnictwie. Jest to składnik odżywczy, który jest dostępny w najmniejszej ilości, i który ogranicza wzrost organizmów.
- Gdy nawozy zawierające azot i fosfor są odprowadzane do jezior i rzek, mogą powodować zakwity glonów - nazywa się to eutrofizacją.
Wprowadzenie
Azot jest wszędzie! W rzeczywistości gaz
Ale posiadanie azotu wszędzie dookoła siebie, a możliwość jego wykorzystania to dwie różne rzeczy. Twoje ciało oraz ciała innych roślin i zwierząt nie mają dobrego sposobu na przekształcenie
Mimo to, twój
Bakterie odgrywają kluczową rolę w obiegu azotu w przyrodzie.
Azot przenika do świata żywego za pośrednictwem bakterii i innych jednokomórkowych prokariotów, które przekształcają azot atmosferyczny —
Mikroorganizmy wiążące azot wychwytują azot atmosferyczny, przekształcając go w amoniak—
Azot nie pozostaje na zawsze w organizmach żywych. Jest przekształcany przez bakterie z azotu organicznego z powrotem w gaz
Obieg azotu w ekosystemach wodnych
Do tej pory skupialiśmy się na naturalnym obiegu azotu, jaki zachodzi w ekosystemach lądowych. Jednak podobne etapy zachodzą w obiegu azotu w ekosystemach wodnych. Tam procesy amonifikacji, nitryfikacji i denitryfikacji przeprowadzane są przez bakterie morskie i archeony.
Niektóre związki zawierające azot opadają na dno oceanu jako osad. Przez długi czas osady ulegają kompresji i tworzą skały osadowe. Ostatecznie wypiętrzenie geologiczne może przesunąć skałę osadową na ląd. W przeszłości naukowcy nie sądzili, że ta bogata w azot skała osadowa jest ważnym źródłem azotu dla ekosystemów lądowych. Jednak nowe badania sugerują, że może to być całkiem ważne - azot jest uwalniany do roślin stopniowo, gdy skała wietrzeje.
Azot jako czynnik ograniczający
W naturalnych ekosystemach wiele procesów, takich jak produkcja pierwotna i rozkład, jest ograniczonych dostępnymi zasobami azotu. Innymi słowy, azot jest często czynnikiem ograniczającym, czyli składnikiem odżywczym, którego zasoby są najmniejsze, a tym samym ograniczają wzrost organizmów lub populacji.
Skąd wiemy, że składnik odżywczy jest czynnikiem ograniczającym? Często jest to testowane w następujący sposób:
- Gdy składnik odżywczy jest czynnikiem ograniczającym, dodanie jego większej ilości przyspieszy wzrost - np. spowoduje, że rośliny urosną większe, niż gdyby nic nie zostało dodane.
- Jeśli zamiast tego dodany zostanie składnik odżywczy, który nie jest czynnikiem ograniczającym, nie przyniesie to efektu - np. rośliny będą rosły do tej samej wysokości, niezależnie od tego, czy składnik odżywczy jest obecny, czy nie.
Na przykład, jeśli dodamy azot do połowy roślin fasoli w ogrodzie i stwierdzimy, że rosną one wyższe niż rośliny bez dodatku azotu, sugerowałoby to, że azot był czynnikiem ograniczającym. Jeśli natomiast nie zauważyliśmy różnicy we wzroście roślin w naszym eksperymencie, sugerowałoby to, że inny składnik odżywczy musi być czynnikiem ograniczającym.
Azot i fosfor to dwa najczęściej występujące czynniki ograniczające zarówno w naturalnych ekosystemach, jak i w rolnictwie. Dlatego jeśli spojrzysz na worek z nawozem, zauważysz, że zawiera dużo azotu i fosforu.
Działalność człowieka wpływa na obieg azotu w przyrodzie.
My, ludzie, możemy nie być w stanie biologicznie związać azotu, ale z pewnością możemy zrobić to metodami przemysłowymi! Około 450 milionów ton związanego azotu jest wytwarzanych każdego roku metodą chemiczną zwaną procesem Habera-Boscha, w którym
Ogólnie rzecz biorąc, działalność człowieka uwalnia azot do środowiska na dwa główne sposoby: spalanie paliw kopalnych oraz stosowanie w rolnictwie nawozów zawierających azot. Oba procesy powodują wzrost poziomu związków zawierających azot w atmosferze. Wysokie poziomy azotu atmosferycznego - innego niż
Ponadto, gdy w rolnictwie stosuje się nawozy sztuczne zawierające azot i fosfor, nadmiar nawozu może dostać się do jezior, strumieni i rzek poprzez spływy powierzchniowe. Głównym skutkiem spływu nawozów jest eutrofizacja wód słonych i słodkich. W tym procesie napływ składników odżywczych powoduje przerost lub „rozkwit” glonów lub innych mikroorganizmów. Bez napływu składników odżywczych ich wzrost był ograniczony dostępnością azotu lub fosforu.
Eutrofizacja może zmniejszyć dostępność tlenu w wodzie podczas nocy, ponieważ algi oraz mikroorganizmy, które się nimi żywią, zużywają duże ilości tlenu podczas oddychania komórkowego. Może to przyczynić się do śmierci innych organizmów żyjących w dotkniętych ekosystemach, takich jak ryby i krewetki, oraz doprowadzić do powstania obszarów o niskiej zawartości tlenu i zredukowanej ilości gatunków organizmów żywych, zwanych martwymi strefami.
Chcesz dołączyć do dyskusji?
Na razie brak głosów w dyskusji