Cyklus dusíka

Pochopte kolobeh dusíka v prírode

Cyklus dusíka opisuje dráhu prvku dusíka cez prírodu. Dusík je nevyhnutný pre život – nachádza sa v aminokyselinách, bielkovinách a genetickom materiáli. Dusík je tiež najrozšírenejším prvkom v atmosfére (~78 %). Plynný dusík však musí byť „fixovaný“ do inej formy, aby ho mohli živé organizmy využiť.

01 z 03

Fixácia dusíka

Xuanyu Han / Getty Images

Existujú dva hlavné spôsoby, ako sa dusík môže stať pevné :'

Fixácia bleskom:Energia blesku spôsobuje dusík (N_dva) a voda (H_dvaO), aby sa spojil za vzniku amoniaku (NH₃) a dusičnany (NO₃). Zrážky prenášajú amoniak a dusičnany do zeme, kde ich môžu asimilovať rastliny.Biologická fixácia:Približne 90% fixácie dusíka je vykonávané baktériami. Sinice premieňajú dusík na amoniak a amónium: N_dva+ 3 H_dva→ 2 NH_3.Amoniak potom môžu rastliny využívať priamo. Amoniak a amónium môžu ďalej reagovať v procese nitrifikácie.

02 z 03

Nitrifikácia

Tony C French / Getty Images

Nitrifikácia prebieha nasledujúcimi reakciami:

2 NH3 + 3 O2 -> 2 N02 + 2 H+ + 2 H2O
2 NO2- + O2 → 2 NO3-

Aeróbne baktérie využívajú kyslík na premenu amoniaku a amónia. Baktérie Nitrosomonas premieňajú dusík na dusitany (NO2-) a potom Nitrobakter premieňa dusitany na dusičnany (NO3-). Niektoré baktérie existujú v symbiotickom vzťahu s rastlinami (strukoviny a niektoré druhy koreňových uzlín) a rastliny využívajú dusičnany ako živinu. Medzitým zvieratá získavajú dusík jedením rastlín alebo zvierat, ktoré sa živia rastlinami.

03 z 03

Amonifikácia

Simon McGill / Getty Images

Keď rastliny a zvieratá uhynú, baktérie premenia dusíkaté živiny späť na amónne soli a amoniak. Tento proces konverzie sa nazýva amonifikácia. Anaeróbne baktérie môžu premieňať amoniak na plynný dusík prostredníctvom procesu denitrifikácie:

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

Denitrifikácia vracia dusík do atmosféry, čím sa cyklus dokončuje.