چرخه نیتروژن
نوعی ترکیب نیتروژن دار غیر آلی به نام نیترات در خاک وجود دارد . نیترات در آب موجود در خاک حل و سپس جذب گیاهان می شود . گیاهان این نیترات را به اسید های آمینه و سپس اسید های آمینه را به پروتئین تبدیل می کنند .
هنگامی که جانداری بخشی از گیاه را می خورد ، نیتروژنی را که در آن به صورت پروتئین یا اسید نوکلئیک وجود دارد ، به بدن خود منتقل و بخشی از آن را به جسم خود تبدیل می کند . بدن گیاهان و جانوران پس از مرگ تجزیه می شود . باکتری ها و قارچ های تجزیه کننده پروتئین های بدن جانداران را به آمونیاک تبدیل می کنند . ادرار جانوارن نیز پس از مدتی به آمونیاک تجزیه می شود .
انواعی باکتری در خاک وجود دارد که سرانجام آمونیاک را به نیترات تبدیل می کنند . به این ترتیب نیترات بار دیگر به خاک باز می گردد و دوباره مورد استفاده ی گیاهان قرار می گیرد . چنین باکتری هایی که خاک را برای رشد گیاهان مناسب می کنند ، باکتریهای شوره گذار نامیده می شوند .
تبادل نیتروژن بین جانداران و محیط ، چرخه نیتروژن نام دارد . در این شکل مشاهده می کنید که بعضی باکتری ها نیترات خاک را به آمونیاک ، یا حتی به نیتروژن در می آورند . چنین باکتری هایی که نیترات خاک را کاهش می دهند باکتری های شوره زدا نام دارند .
مفهوم و تعریف خاک در بیولوژی خاک
نیاز بشر به شناخت موجودات خاک و واکنشهایی که در آن صورت می گیرد، عامل اصلی بوجود آمدن زمینه های مختلف میکروبیولوژی و بیوشیمی خاک بوده است . معدنی شدن کربن ، تثبت ازت ، اکسیداسیون گوگرد، تشکیل قارچریشه، نیتریفیکاسیون و دنیتریفکاسیون از جمله فرآیندهای طبیعی هستند که از دیر باز مد نظر بوده و اکنون یک قرن کامل درباره آنها تحقیق شده است . شناخت تنوع موجودات و واکنشهای بیوشیمیائی که توسط آنها در خاک انجام می پذیرد ، یکی از جالبترین مباحث علوم بیولوژی در کشاورزی می باشد که تحت عنوان « بیولوژی خاک» مورد بحث قرار می گیرد تجزیه مواد مختلف در خاک از قبیل بقایای آلی گیاهی و جانوری و انواع سموم آفت کش توسط میکروارگانیسمهای خاک انجام می گیرد . اگر چرخه عناصر غذائی را در طبیعت بررسی کنیم، قسمت مهمی از این چرخه در داخل خاک توسط میکروارگانیسمها هدایت می شود.میکروبیولوژی خاک مطالعه ارگانیزم هائی است که در خاک زندگی می کنند. هدف اصلی ، بررسی فعالیتهای متابولیک و نقش آنها در جریان انرژی و گردش عناصر غذائی و رابطه آن با باروری خاک است. بعلاوه، خط مشی اصلی در ارتباط با اثرهای محیطی،اعم از مساعد یا نامساعد، بر روی موجودات خاک و فرآیندهائی است که توسط آنها انجام می گیرد . اگر از نقطه نظر مکانیسم نگاه کنیم، میکروبیولوژی خاک در واقع همان بیوشیمی خاک است . در آغاز فقط موجودات میکروسکوپی را درخاک به حساب می آوردند ولی بعداً گسترش یافت و شامل موجودات درشت نیز که در خاک اقامت داشته و در دینامیک خاک سهیم هستند گردید.در بیولوژی خاک هم ماکروارگانیسم ها و هم میکروارگانیسم ها مورد مطالعه قرار دارند. در این وبلاگ تست های بیولوژی خاک آزمون کارشناسی سالهای قبل مورد بحث و بررسی علمی، قرار خواهند گرفت
پیدایش
نیتروژن بیشترین عنصر جو کره زمین از نظر حجم است. (78.1 % حجمی) و برای اهداف صنعتی با عمل تقطیر هوای مایع بدست میآید. ترکیباتی که حاوی این عنصر هستند در فضای بیرونی نیز مشاهده شده اند. نیتروژن -14 در اثر عمل همجوشی هستهای در ستارگان، تولید میگردد. نیتروژن از ترکیبات عمده ضایعات حیوانی(مانند چلغوز یا کود) بوده و معمولاً به صورت اوره، اسید اوریک و ترکیباتی از محصولات نیتروژنی یافت میشود.
ترکیبات
اصلیترین هیدرید نیتروژن، آمونیاک است (NH3)، البته هیدرازین (N2H4) نیز مشهور است. ترکیب آمونیاک ساده تر از آب بوده و در محلول یونهای آمونیاک (NH4+) را تشکیل میدهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی آمفیروتیک بوده و آمونیاک و یونهای آمینه (NH2-) را بوجود میآورد؛ که البته هر دو نمک آمیدها و نیترید شناخته شده اند، ولی در آب تجزیه میشوند. ترکیبات جانشین آمونیاک به تنهایی یا باهم، آمینها نامیده میشوند. زنجیره ها، حلقهها و ساختارهای بزرگتر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده اند، ولی در واقع ناپایدار هستند.
گروههای دیگر آنیونهای نیتروژن، آزیدینها (N3-) هستند، که خطی بوده و نسبت به دی اکسید کربن ایزو الکتریک هستند. مولوکول دیگر با ساختار مشابه، مونوکسید دی نیتروژن N2O یا گاز خنده است، و یکی از اکسیدهای گوناگون بوده و برجسته تر از مونوکسید نیتروژن (NO) و دی اکسید نیتروژن (NO2) است، که هر دوی آنها الکترون غیر زوج دارند. که دومی تمایلی را به دوپارشدن نشان داده و از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده است.
اکسیدهای استاندارد بیشتری مانند تری اکسید دی نیتروژن (N2O3) و پنتاکسید دی نیتروژن (N2O5) معمولاً تا حدی نا پایدار و قابل انفجار هستند. اسیدهای متناظر آنها نیتروس (HNO2) و اسید نیتریک (HNO3) بوده با نمکهای متناظر که نیتریتها و نیتراتها نامیده میشوند. اسید نیتریک یکی از چند اسیدی است که از هیدرونیوم قوی تر است.
نقش زیستشناختی
نیتروژن عنصر اصلی اسیدهای آمینه و اسیدهای هستهای که نیتروژن را مادهای حیاتی برای ادامه زندگی میکنند، است. لوبیا مانند اکثر گیاهانی که دانههای سبوسی دارند میتواند عمل بازیافت نیتروژن را به طور مستقیم از هوا انجام دهد، چراکه ریشههای آنها دارای برآمدگی هایی، برای نگهداری میکروبهایی است که عمل تبدیل به آمونیاک را فرایندی به نام تثبیت نیتروژن انجام میدهد، میباشد. این گیاهان آمونیاک را به اکسیدهای نیتروژن و آمینو اسید تبدیل کرده و پروتئین میسازند. colby was here
ایزوتوپها
نیتروژن دو ایزوتوپ پایدار دارد: (N-14 , N-15). که مهمترین آن دو N-14 (99.634%) است که در چرخه CNO در ستارگان تولید میشود. مابقی، ایزوتوپ N-15 است. یکی از ده ایزوتوپی که به صورت مصنوعی تولید میشوند دارای نیمه عمر نه دقیقهای داشته و ایزوتوپهای دیگر نیمه عمر چند ثانیه یا کمتر دارند.
واکنشهای زیستشناختی-واسطهای (مانند همانند سازی، جذب و ترکیب نیترات سازی) و ... پویایی نیتروژن در خاک را به شدت کنترل میکنند. این ترکیبات معمولاً باعث عمل غنی سازی N-15 لایه زیرین و تخلیه محصول میشود. البته این فرایند سریع اغلب مقادیری از آمونیام و نیترات نیز در بر دارد، زیرا آمونیوم بصورت ترجیحی بهوسیله سایبان جو نیترات، نکهداری میشود. خاک نیتراتی نسبت به خاک آمونیومی، توسط ریشه درختان بهتر جذب و ترکیب میشود.
تهيه کننده
مقاله در