Cyklus dusíka
Kolobeh dusíka je spôsob, akým sa dusík v prírode mení na rôzne formy, ktoré využívajú živé organizmy.
Vzduch obsahuje približne 78 % dusíka. Dusíkaté chemikálie sú potrebné pre život. Dusík je nevyhnutnou súčasťou bielkovín, DNA a RNA. V rastlinách je dusík potrebný na fotosyntézu a rast. Živé organizmy však na tieto účely nemôžu využívať elementárny dusík obsiahnutý vo vzduchu. Fixácia dusíka je potrebná na zmenu dusíka vo vzduchu (N2) na formy, ktoré môže život využiť. Väčšinu fixácie dusíka vykonávajú mikroorganizmy nazývané baktérie. Tieto baktérie majú enzým, ktorý spája N2 s plynným vodíkom (H2) na výrobu amoniaku (NH3).
Niektoré z týchto baktérií žijú v koreňoch rastlín (najmä strukovín). V týchto koreňoch vyrábajú pre rastlinu amoniak a rastlina im dáva sacharidy. Iné rastliny odoberajú zlúčeniny dusíka z pôdy prostredníctvom svojich koreňov. Všetok dusík u živočíchov pochádza z konzumácie rastlín.
Amonium (NH4) v pôde vytvárajú baktérie viažuce dusík a rozkladače, baktérie a huby, ktoré rozkladajú odumretý život na jeho časti. Tento proces sa nazýva amonifikácia. Amonium má kladný náboj. Ľahko sa spája s ílom a humusom v pôde. Amoniak a amónium sú jedovaté pre ryby a iné živočíchy. Splaškové a iné odpadové vody sa kvôli tomu pravidelne merajú. Ak je hladina amoniaku príliš vysoká, musí dôjsť k nitrifikácii.
Nitrifikácia je oxidácia amoniaku a amoniaku na dusitany (NO2-) a následne na dusičnany (NO3-) baktériami. Keďže dusitany a dusičnany majú záporný náboj, nespojujú sa ľahko s pôdou a počas dažďa a zavlažovania sa z pôdy vyplavujú. Vysoké hladiny dusičnanov v pitnej vode sú pre deti škodlivé a môžu spôsobiť syndróm modrého dieťaťa. Vysoké hladiny dusičnanov môžu spôsobiť aj príliš veľký rast rias v jazerách a bazénoch. Táto eutrofizácia môže byť škodlivá pre ryby a iné vodné živočíchy. Používanie hnojív je z tohto dôvodu kontrolované.
Tam, kde nie je kyslík, niektoré baktérie premieňajú dusičnany na plynný dusík (N2), aby získali energiu. Tým sa cyklus dusíka začína odznova. Tento proces sa nazýva denitrifikácia.
Cyklus dusíka
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to dusíkový cyklus?
Odpoveď: Cyklus dusíka je proces, pri ktorom sa dusík v prírode mení na rôzne formy, ktoré môžu využívať živé organizmy.
Otázka: Akú časť vzduchu tvorí dusík?
Odpoveď: Vzduch sa skladá približne zo 78 % dusíka.
Otázka: Akú úlohu zohráva dusík v živých organizmoch?
Odpoveď: Dusík zohráva dôležitú úlohu v bielkovinách, DNA a RNA, ako aj vo fotosyntéze a raste rastlín.
Otázka: Ako sa elementárny dusík stáva použiteľným pre život?
Odpoveď: Elementárny dusík musí prejsť procesom nazývaným fixácia dusíka, aby sa premenil na formy použiteľné pre život. Tento proces zvyčajne zahŕňa baktérie s enzýmom, ktorý kombinuje N2 s plynným vodíkom (H2) na amoniak (NH3).
Otázka: Ako rastliny získavajú potrebný prísun dusíka?
Odpoveď: Rastliny získavajú potrebný prísun dusíka buď z baktérií žijúcich v ich koreňoch, alebo zo zlúčenín prijatých z pôdy prostredníctvom koreňov. Všetky živočíchy získavajú dusík z potravy rastlín.
Otázka: Aké procesy prebiehajú, keď je hladina amoniaku príliš vysoká?
Odpoveď: Keď je hladina amoniaku príliš vysoká, musí nastať proces nazývaný nitrifikácia, ktorý zahŕňa oxidáciu amoniaku a amoniaku na dusitany (NO2-) a potom na dusičnany ( NO3-) baktériami. Vysoké hladiny dusičnanov môžu spôsobiť syndróm modrého dieťaťa, ak sú prítomné v pitnej vode, a príliš veľký rast rias, ak sú prítomné v jazerách alebo bazénoch.
Otázka: Ako sa denitrifikáciou začína cyklus odznova?
Odpoveď: K denitrifikácii dochádza, keď niektoré baktérie premieňajú dusičnany na plynný dusík (N2), pričom sa pri tomto procese uvoľňuje energia, čím sa cyklus začína odznova.
