Slāpekļa cikls
Slāpekļa cikls ir veids, kā slāpeklis dabā pārveidojas daudzās dažādās formās, ko izmanto dzīvie organismi.
Gaisā ir aptuveni 78 % slāpekļa. Slāpekļa ķīmiskās vielas ir nepieciešamas dzīvībai. Slāpeklis ir olbaltumvielu, DNS un RNS sastāvdaļa. Augiem slāpeklis ir nepieciešams fotosintēzei un augšanai. Tomēr dzīvās būtnes nevar izmantot gaisā esošo slāpekli šīm vajadzībām. Lai gaisā esošo slāpekli (N2) pārvērstu dzīvībai izmantojamā veidā, ir nepieciešama slāpekļa saistīšana. Lielāko daļu slāpekļa fiksācijas veic mikroorganismi, ko sauc par baktērijām. Šīm baktērijām ir enzīms, kas N2 apvieno ar ūdeņraža gāzi (H2), veidojot amonjaku (NH3).
Dažas no šīm baktērijām dzīvo augu (galvenokārt pākšaugu) saknēs. Šajās saknēs tās ražo amonjaku augam, un augs tām dod ogļhidrātus. Citi augi slāpekļa savienojumus no augsnes paņem caur saknēm. Viss dzīvnieku organismā esošais slāpeklis rodas, apēdot augus.
Amoniju (NH4) augsnē veido slāpekli fiksējošās baktērijas un sadalītāji - baktērijas un sēnītes, kas sašķeļ atmirušās dzīvās organismus to daļās. Šo procesu sauc par amonifikāciju. Amonijam ir pozitīvs lādiņš. Tas viegli savienojas ar augsnē esošo mālu un humusu. Amonjaks un amonijs ir indīgi zivīm un citiem dzīvniekiem. Tāpēc regulāri tiek veikti notekūdeņu un citu notekūdeņu mērījumi. Ja amonjaka līmenis ir pārāk augsts, jāveic nitrifikācija.
Nitrifikācija ir amonjaka un amonija oksidēšana, ko veic baktērijas, pārvēršot to nitrītos (NO2-) un pēc tam nitrātos (NO3-). Tā kā nitrītiem un nitrātiem ir negatīvs lādiņš, tiem nav viegli savienoties ar augsni, un lietus un apūdeņošanas laikā tie izskalojas no augsnes. Augsts nitrātu līmenis dzeramajā ūdenī ir kaitīgs zīdaiņiem un var izraisīt zilā zīdaiņa sindromu. Augsts nitrātu līmenis var izraisīt arī pārmērīgu aļģu augšanu ezeros un baseinos. Šī eitrofikācija var kaitēt zivīm un citiem ūdens dzīvniekiem. Tādēļ tiek kontrolēta mēslošanas līdzekļu lietošana.
Ja nav skābekļa, dažas baktērijas pārveido nitrātus slāpekļa gāzē (N2), lai iegūtu enerģiju. Tādējādi slāpekļa cikls sākas no jauna. Šo procesu sauc par denitrifikāciju.
Slāpekļa cikls
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir slāpekļa cikls?
A: Slāpekļa cikls ir process, kurā slāpeklis dabā pārvēršas dažādās formās, ko var izmantot dzīvi organismi.
J: Cik lielu gaisa daļu veido slāpeklis?
A: Gaisa sastāvā ir aptuveni 78 % slāpekļa.
J: Kāda nozīme ir slāpeklim dzīvās organismos?
A: Slāpeklim ir svarīga loma olbaltumvielās, DNS un RNS, kā arī augu fotosintēzē un augšanā.
J: Kā elementārais slāpeklis kļūst izmantojams dzīvībai?
A. Lai elementārais slāpeklis pārvērstos dzīvībai izmantojamās formās, ir jānotiek procesam, ko sauc par slāpekļa fiksāciju. Šajā procesā parasti iesaistītas baktērijas ar fermentu, kas apvieno N2 ar ūdeņraža gāzi (H2), veidojot amonjaku (NH3).
J: Kā augi iegūst nepieciešamo slāpekļa daudzumu?
A: Augi nepieciešamo slāpekļa daudzumu iegūst vai nu no baktērijām, kas dzīvo to saknēs, vai arī no savienojumiem, ko augi paņem no augsnes caur saknēm. Visi dzīvnieki slāpekli iegūst, ēdot augus.
J: Kādi procesi notiek, ja amonija līmenis ir pārāk augsts?
A: Ja amonija līmenis ir pārāk augsts, jānotiek procesam, ko sauc par nitrifikāciju un kas ietver amonjaka un amonija oksidāciju līdz nitrītam (NO2-) un pēc tam līdz nitrātam (NO3-), ko veic baktērijas. Augsts nitrātu līmenis var izraisīt zilā bērna sindromu, ja tas ir dzeramajā ūdenī, un pārāk lielu aļģu augšanu, ja tās ir ezeros vai baseinos.
J: Kā denitrifikācija sāk ciklu no jauna?
A Denitrifikācija notiek, kad dažas baktērijas pārvērš nitrātus slāpekļa gāzē (N2), šajā procesā atbrīvojot enerģiju, tādējādi cikls sākas no jauna.
