Раванди гардиши нитроген: Ҳаёти табиӣ дар ҳамоҳангӣ
Давраи нитроген яке аз муҳимтарин давраҳои биогеохимиявӣ дар Замин буда, ҳаракати нитрогенро дар шаклҳои гуногуни кимиёвӣ байни атмосфера, хок, об ва организмҳои зинда дар бар мегирад. Нитроген як унсури муҳим аст, ки тақрибан 78% атмосфераи Заминро дар шакли гази нитроген (N2) ташкил медиҳад. Гарчанде ки он фаровон аст, ин шакли нитрогенро организмҳои зинда мустақиман истифода бурда наметавонанд. Аз ин рӯ, гардиши нитроген дар табдил додани нитрогени атмосфера ба шаклҳое, ки барои растаниҳо ва ҳайвонот мувофиқанд, нақши муҳим мебозад. Дар ин мақола марҳилаҳои асосии гардиши нитроген баррасӣ мешаванд.
### 1. Фиксатсияи нитроген (Фиксатсияи нитроген)
Марҳилаи аввали давраи нитроген фиксатсияи нитроген аст, раванде, ки дар он гази нитрогени атмосфера (N2) тавассути таъсири микроорганизмҳо ё тавассути равандҳои абиотикӣ ба монанди барқ ба аммиак (NH3) табдил меёбад.
Ду намуди асосии фиксатсияи нитроген мавҷуданд:
– Фиксатсияи биологӣ: Аз ҷониби баъзе бактерияҳо, аз ҷумла бактерияҳои ҷинси Rhizobium, ки дар гиреҳҳои решаи лӯбиёгиҳо, ба монанди лӯбиё ва юнучқа зиндагӣ мекунанд, амалӣ карда мешавад. Ин бактерияҳо ферменти нитрогеназа доранд, ки метавонад пайвандҳои қавии байни атомҳои нитрогенро дар N2 вайрон кунад ва онро ба аммиак табдил диҳад.
– Фиксатсияи абиотикӣ: Ин раванд табиатан тавассути барқ рух медиҳад, ки энергияи кофӣ барои шикастани пайванди N2 ба атомҳои алоҳидаи нитроген медиҳад, ки сипас бо оксиген дар атмосфера реаксия карда, нитрит ва нитратро ташкил медиҳанд, ки тавассути борон ба замин интиқол дода мешаванд.
### 2. Аммонификация (Аммонификация)
Аммонификация, ки онро таҷзия ё минерализатсия низ меноманд, равандест, ки дар он моддаҳои органикии мурда, хоҳ растанӣ ва хоҳ ҳайвонӣ, аз ҷониби микроорганизмҳои сапрофитӣ таҷзия мешаванд ва аммиак (NH3) ё ионҳои аммоний (NH4+) ба вуҷуд меоянд. Ин моддаи органикӣ сафедаҳо, ДНК ва дигар пайвастагиҳои нитрогениро дар бофтаҳои зинда дар бар мегирад. Вақте ки организмҳо мемиранд ва таҷзия ба амал меояд, нитроген дар моддаи органикӣ ба хок ҳамчун аммиак бармегардад, ки онро растаниҳо метавонанд дубора истифода баранд.
### 3. Нитрификатсия
Нитрификатсия раванди думарҳилаӣ аст, ки аммиак (NH3) ё ионҳои аммоний (NH4+)-ро ба нитрит (NO2-) ва сипас ба нитрат (NO3-) табдил медиҳад. Ин раванд аз ҷониби бактерияҳои нитрификатсия анҷом дода мешавад:
– Марҳилаи аввал: Оксидшавии аммиак ба нитрит аз ҷониби бактерияҳо бо номи Nitrosomonas.
– NH3 + O2 → NO2- + H2O + H+
– Марҳилаи дуюм: Оксидшавии минбаъдаи нитрит ба нитрат аз ҷониби бактерияҳои гуногун, ба монанди Nitrobacter.
– NO2- + 1/2 O2 → NO3-
Нитратҳои ҳосилшуда метавонанд аз ҷониби решаҳои растанӣ ҳамчун маводи ғизоии муҳим ҷаббида шаванд ё вобаста ба шароити муҳити зист ба гази нитрогени озод баргардонида шаванд.
### 4. Ассимиляция
Ассимиляция равандест, ки тавассути он растаниҳо нитрат (NO3-) ё аммоний (NH4+)-ро аз хок тавассути решаҳои худ ҷаббида мегиранд. Нитратҳои ҷаббидашуда тавассути ферменти нитратредуктаза дар ҳуҷайраҳои растанӣ ба аммиак табдил меёбанд. Сипас ин аммиак барои синтези аминокислотаҳо, нуклеотидҳо ва дигар пайвастагиҳои нитрогенӣ, ки барои афзоиш ва рушди растанӣ заруранд, истифода мешавад. Ин раванд инчунин манбаи муҳими нитрогенро барои ҳайвоноте, ки аз ин растаниҳо ғизо мегиранд, таъмин мекунад ва ҷараёни нитрогенро то сатҳҳои трофикии минбаъда дар экосистема васеъ мекунад.
### 5. Денитрификация
Денитрификация равандест, ки тавассути он нитрат (NO3-) тавассути як қатор реаксияҳои анаэробӣ, ки аз ҷониби бактерияҳои денитрификӣ, ба монанди Pseudomonas ва Clostridium, анҷом дода мешаванд, ба гази нитроген (N2) ё гази оксиди нитроген (N2O) бармегардад.
– NO3- → NO2- → NO → N2O → N2 (г)
Денитрификация асосан дар шароити анаэробӣ, ба монанди хокҳои сершуда аз об ё тӯдаҳои партовҳои органикӣ, ба амал меояд. Ин раванд муҳим аст, зеро он ба пешгирии ҷамъшавии аз ҳад зиёди нитратҳо дар экосистемаҳо, ки метавонад ба эвтрофикатсияи обанборҳо оварда расонад, мусоидат мекунад.
### 6. Нақши инсон дар гардиши нитроген
Фаъолияти инсон ба гардиши нитрогени табиӣ таъсири назаррас мерасонад. Истифодаи нуриҳои нитрогени синтетикӣ дар кишоварзӣ ба афзоиши фиксатсияи нитроген мусоидат мекунад, аммо инчунин ба ифлосшавии муҳити зист тавассути ҷараёни об мусоидат мекунад, ки метавонад боиси эвтрофикатсия дар обанборҳо гардад. Сӯхтани сӯзишвории истихроҷшаванда ва фаъолиятҳои саноатӣ инчунин оксидҳои нитрогенро ба вуҷуд меорад, ки ба ифлосшавии ҳаво, борони кислота ва тағирёбии иқлим мусоидат мекунанд.
### Хулоса
Давраи нитроген намунаи комили он аст, ки чӣ гуна унсурҳои муҳим тавассути экосистемаҳои табиӣ ҳаракат мекунанд ва тавозунеро, ки ба нашъунамои ҳаёт имкон медиҳад, таъмин мекунанд. Аз фиксатсияи нитроген, аммонификация, нитрификация, ассимилятсия ва денитрификация, ҳар як марҳила нақши ба ҳам алоқаманд ва муҳимро мебозад. Дарк ва қадр кардани мураккабии давраи нитроген на танҳо барои илми экология, балки барои талошҳои мо барои идоракунии захираҳои табиӣ ва муҳити зист бо роҳи устувортар низ муҳим аст. Бо огоҳии бештар аз ин давра, мо метавонем чораҳоеро барои кам кардани таъсири манфии фаъолияти инсон ва нигоҳ доштани тавозуни табиии экосистемаҳои худ андешем.
