Kā dabā ir slāpekļa cikls

Anonim

Ķīmiskā elementa ciklu biosfērā sauc par bioģeoķīmisko ciklu. Izšķirošo lomu slāpekļa ciklā dabā spēlē dzīvi organismi. Kādas izmaiņas šajā biogēnajā elementā notiek tā apritē?

Slāpeklis atmosfērā


No ķīmiskā viedokļa slāpeklis ir tipisks nemetālisks. Normālos apstākļos atmosfēras slāpeklis ir bezkrāsains un bez smaržas, kas sastāv no diatomiskām N2 molekulām. Dabā slāpekli pārstāv divi stabili izotopi: slāpeklis ar atomu masu 14 (99, 6%) un slāpeklis ar atomu masu 15 (0, 4%).
Gaisa atmosfēras sastāvā slāpeklis ir galvenais gāzes komponents un aizņem 78% no tilpuma.

Slāpeklis kā barības viela


Biogēniskie ("dzīvības nodrošināšanas") ir dzīvībai nepieciešamie elementi. Dzīvu organismu audu ķīmiskais pamats sastāv no 9 makrotrofiskām vielām: oglekļa, ūdeņraža, slāpekļa, skābekļa, kālija, kalcija, fosfora, magnija un sēra. Slāpeklis ir augu un dzīvnieku sastāvdaļa olbaltumvielu veidā, tāpēc tās apritē dabā ir ļoti liela nozīme dzīvības saglabāšanā uz Zemes.

Atmosfēras slāpekļa saistīšanās


Slāpekļa sasaistīšana vai fiksācija ir process, kas pārveidojas par augiem un dzīvniekiem sagremojamu formu. Tas var notikt divos veidos: elektrisko izlādi vai baktēriju palīdzību. Zibens novadīšanas laikā daļa atmosfēras slāpekļa un skābekļa apvienojas, veidojot slāpekļa oksīdus:
N2 + O2 = 2NO - Q,
2NO + O2 = 2NO2.
Šie oksīdi izšķīst ūdenī un veido atšķaidītu slāpekļskābi: \ t
2N02 + H2O = HNO2 + HNO3 (aukstumā),
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (sakarsējot).
Slāpekļskābe, savukārt, augsnē veido nitrātus, kas var parādīties arī no augsnē esošajiem amonija savienojumiem (dzīvnieku izkārnījumiem, organisko vielu nonākšanai ķermenī) konkrētu baktēriju darbībā.
Nitrātu var papildus lietot augsnei mēslošanas līdzekļu veidā.

Augi uzsūc nitrātus no augsnes caur sakņu sistēmu un izmanto tos proteīnu sintezēšanai. Dzīvnieki patērē augus un ražo savus proteīnus. Pēc augu un dzīvnieku nāves to proteīni sadalās, veidojot amonija un tā savienojumus. Visbeidzot, šie savienojumi baktēriju iedarbības rezultātā tiek pārvērsti nitrātos, paliek augsnē un atmosfēras slāpeklī.
Papildus zibens laikā pērkona negaiss, ir vēl viens veids, kā noteikt atmosfēras slāpekli un pārvērst to par augsnes nitrātiem - slāpekļa nostiprināšanas baktēriju aktivitāte. Starp pākšaugu saknēm sastopami augsnes augsnes un mezgliņu baktēriju nitrificējoši dzīvnieki (šī iemesla dēļ augošās pupiņas šajā reģionā veicina augsnes auglības uzlabošanos). Šo mikroorganismu iedarbībā atmosfēras slāpeklis tiek tieši pārvērsts par nitrātiem un kļūst pieejams augu uzsūkšanai.