窒素循環

自然界の窒素循環を理解する

窒素循環は要素の経路を表します 窒素 自然を通して。窒素は生命にとって不可欠であり、アミノ酸、タンパク質、および遺伝物質に含まれています。窒素は、大気中に最も豊富に存在する元素でもあります (~78%)。しかし、気体窒素は、生物が使用できるように別の形に「固定」する必要があります。

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窒素固定

Xuanyuハン/ゲッティイメージズ

窒素がなる主な方法は2つあります。 修繕 :'

雷による固定：雷からのエネルギーは窒素（N₂) と水 (H₂O) 結合してアンモニア (NH₃) および硝酸塩 (NO₃）。降水によってアンモニアと硝酸塩が地面に運ばれ、そこで植物に吸収されます。生物学的固定:窒素固定の約 90% はバクテリアによって行われます。シアノバクテリアは窒素をアンモニアとアンモニウムに変換します：N₂+ 3H₂→ 2NH_3.その後、アンモニアは植物によって直接使用されます。アンモニアとアンモニウムは、硝化プロセスでさらに反応する可能性があります。

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硝化

トニー・C・フレンチ/ゲッティイメージズ

硝化は、次の反応によって起こります。

2 NH3 + 3 O2 → 2 NO2 + 2 H+ + 2 H2O
2 NO2- + O2 → 2 NO3-

好気性細菌は酸素を使ってアンモニアとアンモニウムを変換します。ニトロソモナス菌は窒素を亜硝酸塩(NO2-)に変換し、ニトロバクターは亜硝酸塩を硝酸塩(NO3-)に変換します。一部のバクテリアは植物と共生関係で存在し (マメ科植物や一部の根粒種)、植物は硝酸塩を栄養素として利用します。一方、動物は植物を食べたり、植物を食べる動物によって窒素を得ています。

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アンモニア化

サイモン・マギル/ゲッティイメージズ

植物や動物が死ぬと、バクテリアが窒素栄養素をアンモニウム塩とアンモニアに変換します。この変換プロセスは、アンモニア化と呼ばれます。嫌気性細菌は、脱窒のプロセスを通じてアンモニアを窒素ガスに変換できます。

NO3- + CH2O + H+ → ½ N2O + CO2 + 1½ H2O

脱窒は窒素を大気に戻し、サイクルを完了します。