azot jest najliczniejszym pierwiastkiem w atmosferze naszej planety. Około 78% atmosfery składa się z gazu azotowego (N2).

azot jest niezwykle ważnym składnikiem dla całego życia. Jest ważną częścią wielu komórek i procesów, takich jak aminokwasy, białka, a nawet nasze DNA. Jest również potrzebny do wytwarzania chlorofilu w roślinach, który jest używany w fotosyntezie do ich jedzenia.

w ramach tych procesów życiowych azot przekształca się z jednej formy chemicznej w drugą. Przemiany, którym ulega azot przemieszczając się między atmosferą, lądem i istotami żywymi, składają się na cykl azotowy.

Wiązanie

azot w postaci gazowej (N2) nie może być używany przez większość żywych istot. To musi być przekształcone lub „stałe” do bardziej użytecznej postaci poprzez proces zwany fixation. Istnieją trzy sposoby utrwalania azotu, aby był użyteczny dla żywych istot:

• biologicznie: Gaz azotowy (N2) dyfunduje do gleby z atmosfery, a gatunki bakterii przekształcają ten azot w jony amonowe (NH4+), które mogą być używane przez rośliny. Rośliny strączkowe (takie jak koniczyna i łubin) są często uprawiane przez rolników, ponieważ mają guzki na korzeniach, które zawierają bakterie ustalające azot. (Dowiedz się więcej o tym procesie w artykule rola koniczyny.)
• poprzez błyskawicę: Błyskawica zamienia azot atmosferyczny w amoniak i azotan (NO3), które przedostają się do gleby z opadami deszczu.
• Przemysłowo: ludzie nauczyli się przekształcać Gaz azotowy w amoniak (NH3-) i nawozy bogate w azot, aby uzupełnić ilość azotu ustalonego naturalnie.

rozkład

rośliny pobierają związki azotu przez korzenie. Zwierzęta uzyskują te związki, gdy jedzą rośliny. Kiedy rośliny i zwierzęta umierają lub gdy zwierzęta wydalają odpady, związki azotu w materii organicznej ponownie dostają się do gleby, gdzie są rozkładane przez mikroorganizmy, znane jako rozkładacze. W wyniku tego rozkładu powstaje amoniak, który następnie może przejść przez proces nitryfikacji.

Nitryfikacja

bakterie nitryfikacyjne w glebie przekształcają amoniak w azotyn (NO2 -), a następnie w azotan (NO3-). Proces ten nazywany jest nitryfikacją. Związki takie jak azotan, azotyn, amoniak i Amon mogą być pobierane z gleby przez rośliny, a następnie wykorzystywane do tworzenia białek roślinnych i zwierzęcych.

Denitryfikacja

Denitryfikacja kończy cykl azotowy, przekształcając azotan (NO3-) z powrotem w gazowy azot (N2). Bakterie denitryfikujące są czynnikami tego procesu. Bakterie te wykorzystują azotan zamiast tlenu podczas pozyskiwania energii, uwalniając gaz azotowy do atmosfery.

związki azotu i potencjalne oddziaływanie na środowisko

Rolnictwo może być odpowiedzialne za około połowę wiązania azotu na Ziemi poprzez nawozy i uprawę roślin wiążących azot. Zwiększone wprowadzanie azotu (do gleby) doprowadziło do produkcji znacznie większej ilości żywności, aby wyżywić więcej ludzi – znanej jako „zielona rewolucja”.

jednak azot przekraczający zapotrzebowanie roślin może wypłukiwać się z gleb do dróg wodnych. Wzbogacanie azotu przyczynia się do eutrofizacji.

kolejny problem może wystąpić podczas nitryfikacji i denitryfikacji. Gdy proces chemiczny nie zostanie zakończony, może powstać podtlenek azotu (N2O). Jest to niepokojące, ponieważ N2O jest silnym gazem cieplarnianym, przyczyniającym się do globalnego ocieplenia.

równowaga związków azotu w środowisku wspiera życie roślin i nie stanowi zagrożenia dla zwierząt. Problemy pojawiają się tylko wtedy, gdy cykl nie jest zrównoważony.

Some common forms of nitrogen