Chapter 27: Ecosystems

27.9:

Cykl azotowy

27.9:

Cykl azotowy

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Biology

The Nitrogen Cycle

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

27.8: The Carbon Cycle

27.10: The Phosphorus Cycle

50,280 Views

•

01:49 min

•

March 11, 2019

Atomy azotu, obecne we wszystkich białkach i DNA, są zawracane między abiotycznymi i biotycznymi składnikami ekosystemu. Jednak podstawową formą azotu na Ziemi jest gazowy azot, który nie może być używany przez większość zwierząt i roślin. W związku z tym gazowy azot musi najpierw zostać przekształcony w użyteczną formę przez bakterie wiążące azot, zanim będzie mógł zostać przetworzony przez inne organizmy żywe. Stosowanie nawozów zawierających azot i odpadów zwierzęcych w rolnictwie człowieka znacznie wpłynęło na naturalny obieg azotu.

Biologiczny cykl azotowy

Około 78% powietrza, którym oddychamy, to gazowy azot. Jednak w tej formie, N₂, niewiele organizmów jest w stanie go wykorzystać. Azot tworzy niezbędne cząsteczki we wszystkich organizmach, takich jak białka i DNA. Nie mogąc wykorzystać atmosferycznej formy azotu, większość organizmów wykorzystuje produkty uboczne prokariontów wiążących azot i nitryfikujących. Wiązanie azotu przekształca gazowy azot (_N2) w amoniak (NH₃), podczas gdy nitryfikacja przekształca NH₃ w azotyny (NO₂^–) i azotany (NO₃^–). Rośliny mogą bezpośrednio wykorzystywać amoniak i azotany, a organizmy roślinożerne pozyskują azot poprzez spożywanie roślin. Kiedy organizmy te umierają, bakterie w glebie są w stanie przekształcić organiczny azot w amoniak w procesie zwanym amonifikacją. Poprzez denitryfikację bakterie tlenowe mogą następnie przekształcać amoniak w gazowy azot, który jest uwalniany z powrotem do atmosfery, kończąc cykl.

Pochłaniacze azotu

Podstawowym rezerwuarem do długotrwałego magazynowania azotu jest azot gazowy znajdujący się w atmosferze. W ekosystemie znajdują się jednak inne, mniejsze pochłaniacze azotu. Azot może być wiązany przez stosunkowo długi czas na bagnach, osadach morskich i skałach osadowych. Ponieważ jednak związki azotu są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie, wietrzenie skał osadowych może uwalniać azot z powrotem do ekosystemu.

Wpływ człowieka na obieg azotu

Ponieważ azot jest często czynnikiem ograniczającym wzrost roślin w środowisku naturalnym, rolnicy dodają azot do gleby jako nawóz, aby zwiększyć plony rolne. Spływ rolniczy do ekosystemów wodnych może powodować eutrofizację i nienaturalnie szybki wzrost toksycznych gatunków glonów. Hodowla dużej liczby zwierząt gospodarskich może również zwiększyć ilość odpadów azotanowych w glebie i lokalnych źródłach wody.