Chapter 27: Ecosystems

Back to chapter

27.9:

Azot Döngüsü

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Biology

The Nitrogen Cycle

Previous Video
27.8: The Carbon Cycle

Next Video
27.10: The Phosphorus Cycle

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

– [Eğitici] Azot döngüsü, ekosistemdeki azot atomlarının biyotik ve abiyotik bileşenler arasındaki hareketini içerir. Ekosistemdeki azotunun çoğu atmosferde gaz, yani N2 olarak depolanır. Ancak, yalnızca bakteriler azot gazını diğer organizmalar tarafından kullanılabilir bir forma dönüştürmek (azon fiksasyonu) için gerekli enzimlere sahiptir. Bu nedenle azot ekosistemde çok az bulunan bir besindir. Topraktaki bakteriler gazı amonyağa dönüştürdükten sonra, bitkiler azotu proteine, DNA’ya ve herbivorlar tarafından tüketilen ve amino asitlere parçalanan diğer organik moleküllere dönüştürebilir. Bunlar, büyüme ve gelişme ve tüketicilerin beslenmesi için kullanılabilir proteinler halinde yeniden birleştirilebilir. Aynı zamanda, otçular ve tüketiciler bir miktar azotu atık ürünler olarak toprağa geri döndürür. Hem ölü organizmalar hem de atık ürünler, protein, üre ve ürik asit formunda azot içerir. Bakteri ve mantar gibi ayrıştırıcı maddeler bu molekülleri parçalayarak toprağa amonyak salar, amonyak da bitkiler tarafından absorbe edilerek azotlayıcı bakteriler tarafından nitratlara dönüştürülebilir. Bu nitratlar ayrıca bitkiler tarafından absorbe edilebilir veya oksijenin yokluğunda azot giderici bakteriler tarafından azot gazına dönüştürülebilirler. İnsanlar ayrıca tarımsal gübre kullanımıyla ekosisteme azot verirler. Bununla birlikte, yanlış zamanda veya büyük miktarlarda kullanıldığında, fazla azot, akuatik ekosistemlere akabilir ve ötrofikasyon adı verilen süreçte bakteri, yosun ve su bitkilerinin büyümesini artırabilir.

27.9:

Azot Döngüsü

Tüm proteinlerde ve DNA'da bulunan azot atomları, ekosistemin abiyotik ve biyotik bileşenleri arasında geri dönüştürülür. Bununla birlikte, yeryüzündeki birincil azot formu, çoğu hayvan ve bitki tarafından kullanılamayan azot gazıdır. Bu nedenle, azot gazı, diğer canlı organizmalardan geçmeden önce azot sabitleyen bakteriler tarafından kullanılabilir bir forma dönüştürülmelidir. İnsan tarımında azot içeren gübrelerin ve hayvansal atık ürünlerin kullanılması, doğal azot döngüsünü büyük ölçüde etkilemektedir.

Biyolojik Azot Döngüsü

Soluduğumuz havanın yaklaşık %78'i azot gazıdır. Bununla birlikte, çok az organizma onu bu formda, N₂, kullanabilir. Azot, proteinler ve DNA gibi tüm organizmalarda temel molekülleri oluşturmaktadır. Atmosferik azot formunu kullanamayan çoğu organizma, azot sabitleme ve nitrifikasyon prokaryotlarının yan ürünlerini kullanır. Azot fiksasyonu nitrojen gazını (N₂) amonyağa (NH₃) dönüştürürken nitrifikasyon NH₃'u nitritlere (NO₂^–) ve nitratlara (NO₃^–) dönüştürür. Bitkiler doğrudan amonyak ve nitratları kullanabilirler ve bitki yiyen organizmalar bitkileri sindirerek azot elde edebilirler. Bu organizmalar öldüğünde, topraktaki bakteriler organik azotu amonifikasyon adı verilen bir işlemle amonyağa dönüştürebilir. Denitrifikasyon yoluyla aerobik bakteriler, amonyağı atmosfere geri salınan azot gazına dönüştürebilir ve döngüyü tamamlayabilirler.

Azot Yutağı

Azotun uzun süreli depolanması için birincil rezervuar, atmosferdeki azot gazıdır. Bununla birlikte, ekosistemde başka, daha küçük azot yutakları da vardır. Azot, bataklıklarda, deniz sedimanlarında ve tortul kayalarda nispeten uzun süre bağlı kalabilirler. Bununla birlikte, azot bileşikleri suda çözünürlüğü fazla olduğundan, tortul kayaların ayrışması azotu ekosisteme geri salabilir.

Azot Döngüsü Üzerindeki İnsan Etkileri

Azot genellikle doğal ortamlarda bitki büyümesi için sınırlayıcı bir faktör olduğundan, çiftçiler tarımsal verimi artırmak için gübre olarak toprağa azot ekler. Sucul ekosistemlere tarımsal akış, ötrofikasyona ve toksik alg türlerinin doğal olmayan bir şekilde hızlı büyümesine neden olabilir. Çok sayıda çiftlik hayvanı yetiştirmek, topraktaki ve yerel su kaynaklarındaki nitrik atık miktarını da artırabilir.

Suggested Reading

Ramakrishnan VV, Ghaly AE. “Nitrogen Sources and Cycling in the Ecosystem and Its Role in Air, Water and Soil Pollution: A Critical Review.” Journal of Pollution Effects & Control 03, no. 02 (2015). [Source]