Кругообіг азоту

Азот, як і вуглець, бере участь у великому і малому круговоротах. Джерелом азоту в біологічному кругообігу є нітрати і нітрити, які поглинаються рослинами з грунту і води. У рослин відсутня можливість витягати азот безпосередньо з атмосфери. Травоїдні тварини створюють з амінокислот рослинних білків протоплазму своїх клітин. Гнильні бактерії переводять сполуки азоту в відмерлих залишках рослин і тварин у аміак. Потім нитрифицирующие бактерії перетворюють аміак у нітрити та нітрати. Частина азоту завдяки денітрифікуючі бактеріям знову надходить в атмосферу. Якби був відсутній додаткове джерело поповнення запасів азоту в грунті, то сталося б азотне голодування рослин і як наслідок – руйнування біосфери, так як в процесі денітрифікації вільний азот виводиться з біологічного циклу.

Існують два шляхи залучення азоту атмосфери в біологічний круговорот. Один з них пов’язаний з атмосферними опадами, а другий – з біологічної фіксацією азоту прокаріотних організмами.
В результаті вулканічних вивержень, а також відбуваються фотохімічних реакцій і виникає при грозових розрядах і іонізації електричного окислення азоту в атмосфері завжди присутні оксиди азоту, які разом з атмосферними опадами потрапляють в грунтові шари. Крім того, в атмосферному повітрі завжди міститься аміак. У нормальному стані він становить 0,02-0,04 мг/м3, але його кількість зростає при грозових розрядах. Підраховано, що сумарне надходження азоту в грунт таким шляхом становить 10-15 кг / га.

Біологічна фіксація азоту пов’язана з діяльністю прокаріотів. Вони здатні перетворювати біологічно даремний газоподібний азот у сполуки, необхідні для кореневого живлення рослин. Фіксація азоту вимагає великих витрат енергії, яка витрачається в основному на розрив потрійний зв’язку в молекулі азоту, щоб потім з додаванням водню з води перетворити її на дві молекули аміаку.
Азот фіксується вільно живуть аеробними (Asotobacter) і анаеробними (Clostridium) бактеріями, деякими синьо-зеленими водоростями (Anabaena, Nostos), симбиотическими бульбочкових бактерій бобових рослин (Rhizobium) та іншими мікроорганізмами. Особливо активні бульбочкові бактерії бобових культур. Загальна кількість азоту, фіксованого ними, може досягати 350 кг / га, а це в 100 разів вище показника у вільно живуть азотфіксуючих організмів.

Основна частина фіксованого азоту грунту поглинається рослинами, але частина його сполук виноситься в річки і надходить у водойми, в тому числі в моря. Найбільше солей амонію, нітратів і нітритів знаходиться у водах гирла річок і біля берегів морів, в глибинних частинах водойм суші, куди вони надходять у процесі гниття органічної речовини. Що знаходиться в поверхневих водах азот споживається рослинними мікроорганізмами. Втрата азоту безперервно заповнюється надходженням його з суші, в результаті постійного перемішування вод, випадіння аміаку з атмосфери і розкладання залишків рослин і тварин у поверхневих частинах водойм.

Антропогенні порушення кругообігу азоту в біосфері пов’язані зі спалюванням мінерального палива в наземному і повітряному транспорті, на теплових електростанціях і з виробництвом азотних добрив. Надходження в атмосферу азоту антропогенного походження в 70-і роки XX в. було в 15 разів, а в 80-ті роки – в 12 разів менше, ніж від природних джерел. Однак у зв’язку з розвитком промисловості і транспорту кількість техногенного азоту в атмосфері має тенденцію до збільшення.
При спалюванні палива в атмосферу надходить додаткова кількість оксидів азоту, які беруть участь у фотохімічних реакціях. Одна з таких реакцій призводить до виникнення фотохімічного смогу, що містить формальдегід та інші токсичні компоненти.

Забруднення стратосфери оксидами азоту в результаті польотів літаків, космічних і простих ракет порушує природний кругообіг азоту і призводить до наростаючого руйнування озонового екрану. У тропосфері оксиди азоту, контактуючи з парами води, утворюють аерозолі азотної кислоти, яка разом з аерозолями сірчаної кислоти випадає у формі кислотних дощів.
Істотні зміни в круговорот азоту вносять виробництво і застосування азотних добрив. У XX в. хімічний синтез азотних добрив на основі зв’язування азоту атмосфери став головним джерелом живлення культурних рослин. У світі щорічно вноситься понад 40 млн. т. азоту у вигляді мінеральних добрив. Крім того, в грунтовий покрив і водні системи надходить важко обліковуються кількість азоту з тваринницьких комплексів і фермерських господарств.

ПОДІЛИТИСЯ:

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.