Azot döngüsü

Yazar: Leandro Alegsa

18-05-2022

Azot döngüsü, doğadaki azotun canlı organizmalar tarafından kullanılan birçok farklı forma dönüşme şeklidir.

Havanın yaklaşık %78'i nitrojendir. Yaşam için azot kimyasallarına ihtiyaç vardır. Azot proteinlerin, DNA'nın ve RNA'nın gerekli bir parçasıdır. Bitkilerde fotosentez ve büyüme için azota ihtiyaç vardır. Ancak canlılar havadaki elementel azotu bu işler için kullanamazlar. Havadaki azotu (N₂ ) yaşam tarafından kullanılabilecek formlara dönüştürmek için azot fiksasyonuna ihtiyaç vardır. Azot fiksasyonunun çoğu bakteri adı verilen mikroorganizmalar tarafından yapılır. Bu bakteriler N ile ₂hidrojen gazını (H₂ ) birleştirerek amonyak (NH₃ ) oluşturan bir enzime sahiptir.

Bu bakterilerin bazıları bitkilerin (çoğunlukla baklagiller) köklerinde yaşar. Bu köklerde bitki için amonyak üretirler ve bitki de onlara karbonhidrat verir. Diğer bitkiler azot bileşiklerini kökleri aracılığıyla topraktan alırlar. Hayvanlardaki tüm azot bitkileri yemekten gelir.

Topraktaki amonyum (NH₄ ), azot bağlayıcı bakteriler ve ayrıştırıcılar, ölü yaşamı parçalarına ayıran bakteri ve mantarlar tarafından yapılır. Bu sürece amonifikasyon denir. Amonyum pozitif bir yüke sahiptir. Topraktaki kil ve humusa kolayca bağlanır. Amonyak ve amonyum balıklar ve diğer hayvanlar için zehirlidir. Kanalizasyon ve diğer atık sular bu nedenle düzenli olarak ölçülür. Amonyak seviyeleri çok yüksekse, nitrifikasyon gerçekleşmelidir.

Nitrifikasyon, amonyak ve amonyumun bakteriler tarafından nitrite (NO₂⁻ ) ve ardından nitrata ( NO ) ₃⁻oksidasyonudur. Nitrit ve nitrat negatif yüke sahip olduklarından toprağa kolayca karışmazlar ve yağmur ve sulama sırasında topraktan yıkanırlar. İçme suyundaki yüksek nitrat seviyeleri bebekler için zararlıdır ve mavi bebek sendromuna neden olabilir. Yüksek nitrat seviyeleri ayrıca göllerde ve havuzlarda çok fazla yosun büyümesine neden olabilir. Bu ötrofikasyon balıklar ve diğer su hayvanları için zararlı olabilir. Bu nedenle gübre kullanımı kontrol edilmektedir.

Oksijenin olmadığı yerlerde, bazı bakteriler enerji elde etmek için nitratı azot gazına (N₂ ) dönüştürür. Bu da nitrojen döngüsünü yeniden başlatır. Bu sürece denitrifikasyon denir.

Sorular ve Yanıtlar

S: Azot döngüsü nedir?

C: Azot döngüsü, doğadaki azotun canlı organizmalar tarafından kullanılabilecek farklı formlara dönüştüğü süreçtir.

S: Havanın ne kadarı azottan oluşur?

C: Hava yaklaşık %78 oranında nitrojenden oluşur.

S: Azot canlılarda nasıl bir rol oynar?

C: Azot, proteinler, DNA ve RNA'nın yanı sıra fotosentez ve bitkilerde büyümede önemli bir rol oynar.

S: Elementel azot yaşam için nasıl kullanılabilir hale gelir?

C: Elementel azotun yaşam için kullanılabilir formlara dönüştürülmesi için azot fiksasyonu adı verilen bir süreçten geçmesi gerekir. Bu süreç tipik olarak amonyak (NH3) yapmak için N2'yi hidrojen gazı (H2) ile birleştiren bir enzime sahip bakterileri içerir.

S: Bitkiler gerekli azot kaynağını nasıl elde eder?

C: Bitkiler gerekli azot kaynağını ya köklerinde yaşayan bakterilerden ya da kökleri aracılığıyla topraktan aldıkları bileşiklerden elde ederler. Tüm hayvanlar nitrojen ihtiyacını bitkileri yiyerek karşılar.

S: Amonyum seviyeleri çok yüksek olduğunda hangi süreçler gerçekleşir?

C: Amonyum seviyeleri çok yüksek olduğunda, amonyak ve amonyumun bakteriler tarafından nitrite (NO2-) ve ardından nitrata (NO3-) oksidasyonunu içeren nitrifikasyon adı verilen bir süreç gerçekleşmelidir. Yüksek nitrat seviyeleri, içme suyunda mevcutsa mavi bebek sendromuna ve göllerde veya havuzlarda mevcutsa çok fazla alg büyümesine neden olabilir.

S: Denitrifikasyon döngüyü nasıl tekrar başlatır?

A Denitrifikasyon, bazı bakterilerin nitratı nitrojen gazına (N2) dönüştürmesi, bu işlem sırasında enerji açığa çıkarması ve böylece döngüyü yeniden başlatmasıyla gerçekleşir.