If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Azotning davriy aylanishi

Azotning oʻzlashtirilishida (fiksatsiyasida) mikroorganizmlarning ahamiyati. Azot saqlovchi oʻgʻitlarning ortiqcha ishlatilishi qanday qilib suv oʻtlarining koʻpayib ketishiga sabab boʻlishi mumkinligi.

Asosiy tushunchalar

  • Azot tirik organizmlar tanasining muhim tarkibiy qismidir. Azot atomlari barcha oqsillar va start text, D, N, K, end textning asosi hisoblanadi.
  • Azot atmosferada start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript gaz holatida uchraydi. Azot fiksatsiyasi jarayonida bakteriyalar start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript ni ammiakka, yaʼni oʻsimliklar foydalanishi mumkin boʻlgan azotga aylantiradi. Hayvonlar oʻsimliklar bilan oziqlanganda ular azotning ishlatishga yaroqli birikmalariga ega boʻladi.
  • Azot tabiatda va qishloq xoʻjaligida keng tarqalgan cheklangan ozuqa hisoblanadi. Cheklangan ozuqa – bu zaxirasi kam boʻlgan va oʻsishni cheklaydigan ozuqa moddasi.
  • Azotli va fosforli oʻgʻitlar koʻl va daryolarga oqib tushganda suvoʻtlar paydo boʻlishi mumkin, bu eutrofikatsiya deb ataladi.

Kirish

Azot hamma joyda bor! Darhaqiqat, start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript gazi hajmi boʻyicha atmosferaning 78% ini tashkil qiladi va bu biz “havo” deb hisoblagan start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript dan ancha yuqori.
Ammo atrof-muhitda azotga ega boʻlish va undan toʻgʻri foydalanish ikki xil narsadir. Bizning tanamiz hamda oʻsimlik va hayvonlarning tanasi start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript ni ishlatishga yaroqli holatga aylantirish xususiyatiga ega emas. Inson, hayvon va oʻsimliklar atmosferadagi azotni tutib oluvchi yoki oʻziga tortuvchi kerakli fermentlarga ega emas.
Shunday boʻlsa-da, tanamizdagi DNK va oqsillar azotni oʻzida ozroq miqdorda saqlaydi. Xoʻsh, azot qayerdan paydo boʻladi? Tabiiyki, bakteriyalardan!

Bakteriyalar azot siklida asosiy rolni oʻynaydi

Azot fiksatsiyasi nomli jarayon orqali bakteriya va boshqa bir hujayrali prokariotlarning atmosferadagi azot – start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript ni biologik yaroqli holatga aylantirishi yordamida azot tirik olamga kirib keladi. Azotni fiksatsiyalovchi bakteriyalarning ayrim turlari tuproqda yoki suvda erkin yashaydi, boshqalari esa oʻsimliklar ichida yashaydigan foydali simbiontlardir.
Azotni fiksatsiyalovchi mikroorganizmlar atmosferadagi azotni ammiakka (start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript) aylantiradi va oʻsimliklar uni qabul qilib, organik molekulalar hosil qilish uchun ishlatishi mumkin. Hayvonlar oʻsimliklar bilan oziqlanganda, tarkibida azot boʻlgan molekulalar hayvonlarga oʻtadi. Ular hayvonning tanasiga kirishi yoki parchalanishi va siydik tarkibidagi karbamid kabi chiqindi bilan tashqariga chiqarilishi mumkin.
Prokariotlar azotning davriy aylanishida bir nechta vazifani bajaradi. Tuproqdagi va baʼzi oʻsimliklarning ildiz tugunlarida azotni fiksatsiyalovchi bakteriyalar atmosferadagi azot gazini ammiakka aylantiradi. Nitritlovchi bakteriyalar ammiakni nitritlarga yoki nitratlarga aylantiradi. Ammiak, nitrit va nitratlar barchasi fiksatsiyalangan azotga ega boʻlib, ular oʻsimliklar tomonidan soʻrilishi mumkin. Denitrifikatsiyalovchi bakteriyalar nitratlarni qayta azot gaziga aylantiradi.
Azotning davriy aylanishi. Manba: “Nitrogen cycle” / Johann Dréo (CC BY-SA 3.0). Ushbu grafik material CC BY-SA 3.0 litsenziyasi asosida litsenziyalangan.
Azot tirik organizmlar tanasida abadiy qolmaydi. Buning oʻrniga u bakteriyalar tomonidan organik azotdan start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript gaziga aylantiriladi. Bu jarayon koʻpincha quruqlik ekotizimining bir necha bosqichlarni oʻz ichiga oladi. Oʻlik organizmlar yoki chiqindilarning azotli birikmalari bakteriyalar tomonidan ammiakka (start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript), ammiak esa nitrit va nitratlarga aylantiriladi. Oxir-oqibat nitratlar denitrifikator prokariotlar yordamida start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript gaziga aylantiriladi.

Dengiz ekotizimlarida azotning davriy aylanishi

Hozirgacha biz quruqlik ekotizimlarida sodir boʻladigan tabiiy azotning davriy aylanishiga eʼtibor qaratdik. Biroq odatda shunga oʻxshash bosqichlar dengiz azotining davriy aylanishida ham sodir boʻladi. U yerda ammonifikatsiya, nitrifikatsiya va denitrifikatsiya jarayonlari dengiz bakteriyalari va arxeylar tomonidan amalga oshiriladi.
Rasmda azotning davriy aylanishi koʻrsatilgan. Atmosferadagi azot gazi azotni fiksatsiyalovchi bakteriyalar orqali organik azotga birikadi. Ushbu organik azot quruqlik oziq toʻrlariga kiradi. Bu oziq toʻrlari tuproqda azotli chiqindilar sifatida qoladi. Ushbu azotli chiqindilarning tuproqdagi bakteriya va zamburugʻlar tomonidan ammonifikatsiya qilinishi organik azotni ammiak (NH4) musbat ioniga aylantiradi. Nitrifikatsiyalovchi bakteriyalar ammiakni nitrit (NO2) manfiy ioniga, keyin nitrat (NO3) manfiy ioniga aylantiradi. Denitrifikatsiyalovchi bakteriyalar nitratni qayta azot gaziga aylantiradi, natijada gaz atmosferaga qaytadi. Oqimlar va oʻgʻitlardagi azot okeanga tushib, u yerda dengizdagi oziq toʻriga kiradi. Baʼzi bir organik azot choʻkindi sifatida okean tubiga tushadi. Okeandagi boshqa organik azot nitrit va nitrat ionlariga aylantiriladi va u keyinchalik quruqlikda sodir boʻladigan jarayonga oʻxshash azot gaziga aylanadi.
Biogeokimyoviy sikllar. Manba: Biogeochemical cycles: Figure 4 / OpenStax College, Biology, CC BY 4.0. Mualliflar: Jon M. Evans va Hovard Perlman, USGS
Baʼzi azotli birikmalar choʻkindi sifatida okean tubiga tushadi. Uzoq vaqt davomida choʻkindilar presslanib, choʻkindi jinslarni hosil qiladi. Pirovardida geologik koʻtarilish choʻkindi jinslarni quruqlikka haydashi mumkin. Ilgarilari olimlar azotga boy ushbu choʻkindi jinslarni quruqlik ekotizimlari uchun muhim azot manbai deb oʻylashmagan. Ammo soʻnggi tadqiqotlar shuni koʻrsatadiki, choʻkindi jinslarning nurashi yoki yemirilishi natijasida azot asta-sekin oʻsimliklarga tarqalishi bilan juda muhim boʻlishi mumkin.squared

Azot cheklangan ozuqa sifatida

Tabiiy ekotizimlarda koʻpgina jarayonlar, masalan, produtsentlar va redutsentlar ishtirok etadigan jarayonlar – hosil qilish va parchalanish zaxirada mavjud boʻlgan azot taʼminoti bilan cheklanadi. Boshqacha qilib aytganda, azot koʻpincha zaxira manbai eng kam boʻlgan va shu tariqa organizmlar yoki populyatsiyalar oʻsishini cheklaydigan cheklangan ozuqadir.
Ozuqaning cheklanganligini biz qanday bilamiz? Bu koʻpincha quyidagidek tekshiriladi:cubed
  • Agar ozuqa moddasi cheklangan boʻlsa, uning koʻproq boʻlishi oʻsishni oshiradi, masalan, oʻsimlik hech narsa qoʻshilmagan holidagidan koʻra balandroq oʻsadi.
  • Agar oʻsimlikka cheklanmaydigan ozuqa berilsa, u oʻsimlikning oʻsishiga taʼsir qilmaydi, masalan, ushbu ozuqa mavjud boʻladimi yoki yoʻqmi, oʻsimliklar bir xil balandlikda oʻsaveradi.
Masalan, agar biz bogʻdagi loviya oʻsimliklarining yarmiga azot berganimizda ular ishlov berilmagan oʻsimliklarga nisbatan balandroq oʻsgan boʻlsa, ushbu azot cheklangan degan xulosaga kelinadi. Aksincha, agar biz tajribamizda oʻsishdagi farqni koʻrmagan boʻlsak, bu azot boʻlmagan boshqa ozuqaviy moddalar cheklangan boʻlishi kerakligini anglatadi.
Azot va fosfor tabiiy ekotizimlarda ham, qishloq xoʻjaligida ham eng keng tarqalgan cheklangan ozuqa moddalaridir. Shuning uchun ham bir qop oʻgʻitda juda koʻp azot va fosfor borligini koʻrasiz.

Inson faoliyati azotning davriy aylanishiga taʼsir qiladi

Biz odamlar biologik jihatdan azotni fiksatsiyalay olmaymiz, lekin buni sanoatda albatta uddalaymiz! Haber-Bosch deb nomlangan kimyoviy usul yordamida har yili 450 million tonna fiksatsiyalangan azot ishlab chiqariladi, bunda start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript vodorod bilan (start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript) yuqori haroratda reaksiyaga kirishadi.start superscript, 4, end superscript Ushbu fiksatsiyalangan azotning katta qismi maysazorlar, bogʻlar va qishloq xoʻjalik maydonlarida qoʻllash uchun oʻgʻit ishlab chiqarishga sarflanadi.
Umuman olganda, inson faoliyati azotni atrof-muhitga ikkita asosiy vosita orqali chiqaradi: qazib olinadigan yoqilgʻilarni yoqish va qishloq xoʻjaligida azotli oʻgʻitlardan foydalanish. Ikkala jarayon ham atmosferada azotli birikmalar miqdorini oshiradi. Atmosfera azotining yuqori miqdori (start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript dan tashqari) zararli taʼsirlar bilan bogʻliq, masalan, nitrat kislotasi (start text, H, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript) boʻlgan kislotali yomgʻirlarning yogʻishi va issiqxona effektiga hissa qoʻshuvchi azot oksidi (start text, N, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text) shular jumlasidandir.
Shuningdek, azot va fosforli sunʼiy oʻgʻitlar qishloq xoʻjaligida ishlatilganda, ortiqcha oʻgʻit koʻl va daryolarga oqib quyilishi mumkin. Oʻgʻitlarning oqizilishidagi asosiy taʼsir bu shoʻr va chuchuk suvlarning eutrofikatsiyasidir. Ushbu jarayonda ozuqa moddalarining oqishi suvoʻtlarning “gullashiga” yoki boshqa mikroorganizmlarning koʻpayishiga olib keladi. Oziq moddalar oqimi boʻlmaganda, ular oʻsishda azot yoki fosfor mavjudligi bilan cheklangan boʻlar edi.
“Potomak daryosidagi oqova suvlar keladigan joyda eutrofikatsiya, Vashington”. Manba: Eutrophication at a waste water outlet in the Potomac River, Washington, D.C. / Alexandr Trubetskoy, CC BY-SA 3.0
Eutrofikatsiya jarayoni tunda suvdagi kislorod miqdorini kamaytirishi mumkin, chunki ular bilan oziqlanadigan suvoʻtlar va mikroorganizmlarning hujayralari nafas olishda koʻp miqdordagi kislorodni isteʼmol qiladi. Buning taʼsiri ekotizimlarda yashaydigan boshqa organizmlarning, masalan, baliq va qisqichbaqalarning oʻlimiga olib kelishi mumkin va natijada oʻlik zonalar deb ataladigan kam kislorodli va turlari kamaygan hududlar paydo boʻlishi mumkin.start superscript, 5, end superscript