Dušikov cikel

Razumeti kroženje dušika skozi naravo

Dušikov cikel opisuje pot elementa dušik skozi naravo. Dušik je nujen za življenje – najdemo ga v aminokislinah, beljakovinah in genetskem materialu. Dušik je tudi najpogostejši element v ozračju (~78 %). Vendar je treba plinasti dušik 'fiksirati' v drugo obliko, da ga lahko uporabljajo živi organizmi.

01 od 03

Fiksacija dušika

Xuanyu Han / Getty Images

Dušik lahko postane na dva glavna načina. fiksno :'

Pritrditev s strelo:Energija strele povzroča dušik (N_dva) in vodo (H_dvaO), da se združijo v amoniak (NH₃) in nitrati (NO₃). Padavine prenašajo amoniak in nitrate v tla, kjer jih rastline lahko asimilirajo.Biološka fiksacija:Približno 90 % fiksacije dušika opravijo bakterije. Cianobakterije pretvarjajo dušik v amoniak in amonij: N_dva+ 3 H_dva→ 2 NH_3.Amoniak lahko nato neposredno uporabijo rastline. Amoniak in amonij lahko nadalje reagirata v procesu nitrifikacije.

02 od 03

Nitrifikacija

Tony C French / Getty Images

Nitrifikacija poteka z naslednjimi reakcijami:

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

Aerobne bakterije uporabljajo kisik za pretvorbo amoniaka in amonija. Bakterije Nitrosomonas pretvorijo dušik v nitrit (NO2-), nato pa Nitrobacter pretvori nitrit v nitrat (NO3-). Nekatere bakterije obstajajo v simbiotskem odnosu z rastlinami (stročnice in nekatere vrste koreninskih gomoljev), rastline pa uporabljajo nitrat kot hranilo. Medtem živali pridobivajo dušik z uživanjem rastlin ali rastlinojedih živali.

03 od 03

Amonifikacija

Simon McGill / Getty Images

Ko rastline in živali umrejo, bakterije pretvorijo dušikova hranila nazaj v amonijeve soli in amoniak. Ta proces pretvorbe se imenuje amonifikacija. Anaerobne bakterije lahko pretvorijo amoniak v plinast dušik s postopkom denitrifikacije:

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

Denitrifikacija vrne dušik v ozračje in s tem zaključi cikel.