Nitrogena ciklo

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo
Skema reprezentado de la nitrogena ciklo en la vivmedio

La ciklo de la nitrogeno estas la procezo per kiu la nitrogeno konvertiĝas en ties diversajn kemiajn kombinaĵojn. La transformiĝo okazas kaj per biologiaj kaj per fizikaj procezoj. Gravaj procezoj en la nitrogena ciklo inkludas la nitrogenan fiksadon, la Amonifiksadon aŭ mineraligon, la nitrito-konvertiĝon kaj la nitrito-malkonvertiĝon. La plej granda parto de la tera atmosfero (78%) komponiĝas de nitrogeno.

Tamen, la atmosfera nitrogeno havas limigitan uzon por biologiaj celoj, kaj tio rezultas en raraj eblecoj pri la uzo de nitrogeno en multaj sektoroj de la ekosistemo. La ciklo de la nitrogeno estas ĉefe interesa ĉar la nitrogenhavebleco afekteblas la disvolviĝon de la plej gravaj ekosistemaj procezoj, inkluzivante la primaran produktadon[1] kaj la malkomponiĝadon. Homaj aktivecoj, kiel la fosiliaj brulaĵoj, la uzado de artefaritaj nitrogensterkoj, kaj la nitrogenliberigo en la reziduaj akvoj draste ŝanĝis la nitrogenan ciklon de la terglobo.

Nitrogena fiksado[redakti | redakti fonton]

La fiksado estas la procezo tra kiu la nitrogeno kaptiĝas el la atmosfero en la gasa stato (N2) kaj konvertiĝas en utilaj komponajoj pretaj por aliaj kemiprocezoj, same kiel la amoniako (NH3), la nitrato (NO3) kaj la nitrito (NO2). Ĉi-konvertiĝo okazeblas en pluraj procezoj, kiuj sekve priskribiĝas.

Biologia fiksado[redakti | redakti fonton]

Kelkaj bakterioj havas la kapablon kapti la molekulojn de nitrogeno (N2) kaj transformi ilin en utilajn komponaĵojn por la restantaj vivestuloj. Inter ĉi-tiuj ekzistas bakterioj (libere vivantaj en la grundo), kiuj establigis simbiozan interrilaton kun kelkaj planto-specioj (ekzemple, la leguminozoj). La simbiozo okazas pere de la amoniako-konsumo far la plantoj. La amoniako produktiĝas de la bakterioj vivantaj en la radikoj de tiu plantaro. Kelkaj specioj de cianofitoj (cianobakterioj el kiuj la Anabaena verrucosa estas ekzemplo), kapablas fiksi la atmosferan nitrogenon pere de ties heterocistoj[2], kie ĉi tiuj apartenas al la ordenoj nostocales kaj stigonematales. La nitrogenfiksantaj specioj povas esti aŭtonomaj kaj vivi libere (kiel tiuj el la genro Nostoc) aŭ vivi simbioze kun la plantoj, kiel tiuj de la genro azolla.

Atmosfera fiksado[redakti | redakti fonton]

La atmosfera nitrogenfiksado okazas pere de la fulmoj, kies alta energio apartigas la nitrogenmolekulojn kaj permesas ke ili ligiĝu al la oksigenmolekuloj ekzistantaj en la aero formante la Nitratan oksidon (NO). Poste, ĉi tiu dissolviĝas en la pluvoakvo kaj penetras en la sojlon. La atmosfera fiksado egalvaloras al 3% aŭ 4% de la tuta nitrogeno absorbita.

Industria fiksado[redakti | redakti fonton]

Pere de la industriaj procezoj, (ĉefe de la Procezo Haber-Bosch) eblas produkti amoniakon (NH3) el la atmosferaj nitrogeno (N2) kaj hidrogeno (H2). La amoniako produktiĝas ĉefe sterkocela, kaj tiu uzo nutras 40% el la monda loĝantaro.

Asimilado[redakti | redakti fonton]

La nitratoj formitaj en la nitrogenfiksado absorbiĝas de la plantoj kaj transformiĝas en karbohavaj komponaĵoj por produkti aminoacidojn kaj aliajn organikajn nitrogenkomponaĵojn. La nitrogenenkorpiĝo de la organikaj komponaĵoj okazas grandparte ne la junaj ĉeloj kreskantaj en la radikoj.

Mineraligo[redakti | redakti fonton]

Pere de la mineraligo aŭ malkomponiĝado, la mortinta organika materio transformiĝas en la amonia jono (NH4+) far la aerobaj kaj anaerobaj bakterioj kaj kelkaj fungoj.

Nitratiĝo[redakti | redakti fonton]

La amoniaka oksidado, konata kiel nitratiĝo, estas procezo produktanta nitraton elde la amoniako (NH3). Ĉi tiu procezo okazas pere de nitratigaj bakterioj en du etapoj: en la unua fazo la amoniako konvertiĝas en nitritoj (NO2) kaj en la dua fazo (pere de aliaj tipoj de nitratigaj bakterioj), la nitritoj konvertiĝas en nitratojn (NO3) pretaj por asimiliĝi de la plantoj.

Malnitratiĝo[redakti | redakti fonton]

La malnitratiĝo estas procezo per kiu la nitrogeno revenas en la atmosferon sub la formo de inerta gaso (N2). Ĉi tiu procezo okazas pere de kelkaj specioj da bakterioj (tiel kiel la pseŭdomonoj kaj klostridiumoj) en anaeroba vivmedio. Ĉi-bakterioj alternative uzas la nitratojn anstataŭ la oksigenon, kiel spirformo kaj liberigas la gasan nitrogenon (N2).

Eŭtrofiiĝo[redakti | redakti fonton]

La eŭtrofiiĝo rilatas al la mediŝanĝoj de iu akvokurso kiel rezulto de la aldono je nitrogenofosforo. La nitrogenkomponaĵoj ekzistantaj transportiĝas tra la akvofluoj, pligrandigante la koncentrigon en la akvodeponejoj, kaŭzante la superpopuliĝo de certaj fungospecioj, kaj tio malhelpeblas la ĉirkaŭantan ekosistemon.

Nitrogendeponejoj[redakti | redakti fonton]

La ĉefaj nitrogendeponejoj estas la atmosfero, plantoj, bestaro, sojlo, kaj oceanoj.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. La Primara produktado entenas la sintezon de la organikaj komponaĵoj el la atmosfero aŭ el la akvaj solvaĵoj de Karbona dioksido.
  2. Heterocistoj estas ĉelspecio fakita pri fiksado de la atmosfera nitrogeno, ĉeestanta en kelkaj specioj da cianobakterioj filamentoplenaj, kiel la Nostoc punctiformeAnabaena sphaerica. Ilia muroj estas dikaj, kaj tio malfaciligas la gasinteŝanĝo kun la duobla oksigeno (O2) en la ĉelo, helpante la enĉelan medion esence anaeroban.