دورة النيتروجين هي دوران النيتروجين بين الجو والتربة والماء ونباتات الأرض وحيواناتها . وتحتاج كل الكائنات الحية إلي النيتروجين ، ولكن أغلب الأحياء لاتستطيع استعمال النيتروجين الغازي n2 والذي يشكل 78% من الهواء ، إذ يجب أن تحصل على نيتروجين متحد مع عناصر أخرى لتكوّن مركبات .
مراحل دورة النيتروجين
دورة النيتروجين هي عبارة عن دورة بين الجو والتربة والماء وحيوانات الأرض ونباتاتها ، وتتم بالمراحل الآتية : يتم تثبيت النيتروجين الموجود في الهواء والتربة . تمتص النباتات النيتروجين بواسطة جذورها . تتغذى الحيوانات على النباتات . تموت الكائنات الحية (من حيوانات ونباتات) وتتحلل بواسطة البكتيريا وأنواع معينة من الفطريات ، وتنتج النشادر الذي يتفكك مرة أخرى بواسطة البكتيريا الهوائية ، ويطلق غاز النيتروجين إلى الجو مرة أخرى .
مرحلة التثبيت في دورة النيتروجين
في هذه المرحلة يجب أن يتحول غاز النيتروجين غير الصالح لاستخدام معظم الكائنات إلى مادة عضوية قابلة للاستخدام ، فيبدأ الغاز بالتكاثف فوق المسطحات المائية غالباً ، ثم تقوم كل ذرتي نيتروجين بالاتحاد مع ذرة هيدروجين ، وتشكلان معاً ما يعرف بالأمونيا (+nh4) التي يمكن للطحالب والبكتيريا المجهرية أن تستخدمها ، ومن المعروف أنّ بعض أنواع البكتيريا التي تثبت النيتروجين تعيش بحرية في الماء أو التربة ، أما البعض الآخر فيعيش داخل النباتات، وتحول الكائنات الحية الدقيقة النيتروجين الجوي إلى أمونيا ، وتمتص النباتات الأمونيا وتتغذى عليها لتكويت الجزيئات العضوية ، ثمّ تُنقل الجزيئات التي تحتوي على النيتروجين إلى الحيوانات التي تأكل النباتات ، ويمكن أن يندمج النيتروجين في جسم الحيوان أو يمكن أن يُفرز على شكل مخلفات كأن يُفرز على شكل يوريا مع البول .
أنواع التثبيت في دورة النيتروجينالتثبيت البايولوجي للنتروجين
هناك أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة تكون قادرة على اختزال النتروجين الجوي إلى امونيا في الظروف الحرارة والضغط للتربة ، وهذه الكائنات الحية الدقيقة تلعب دورا مهما في دورة النتروجين في الطبيعة ، وذلك عن طريق تحويل النتروجين الجزيئي إلى نتروجين عضوي وبهذا يصبح النتروجين الجوي جاهزا لكائنات حية أخرى . وتسمى هذه العملية بتثبيت النتروجين بايولوجيا .
النتروجين الجوي المثبت بوساطة تفريغ الشحنات الكهربائية في الجو (البرق)
إن تفريغ الشحنات الكهربائية يؤدي إلى أكسدة النتروجين الجزيئي الجوي إلى نترات تصل إلى التربة مع المطر . وتكون الكمية المثبتة من النتروجين بهذه الطريقة في التربة قليلة جداً وتقدر ببضع كيلو جرامات على شكل نترات في الهكتار الواحد في السنة الواحدة وتحت الظروف المناخية المعتدلة . وفي الظروف الاستوائية لا تزيد الكمية المثبتة على عشرة كيلو غرامات من النتروجين بالهكتار الواحد في السنة الواحدة ولكنها اكبر من الكمية المثبتة تحت الظروف المناخية المعتدلة .
مرحلة ما بعد التثبيت
و بعد تثبيت النيتروجين بإحدى الطرق السابقة تتمكن النباتات من الاستفادة منه و استعماله في بناء جزيئات البروتين النباتي . و بدوره ينتقل النيتروجين إلى المستهلكات عبر السلسلة الغذائية حيث يتكون البروتين الحيواني . و بعد موت النباتات و المستهلكات ، تقوم المحللات من بكتيريا و فطريات بتحليل البروتين النباتي أو الحيواني و إطلاق الأمونيا ( قد تصعد إلى الجو ) أو أيونات الأمونيوم التي يمكن أن ينتج منها أيونات النترات وتصبح بدورها مصدرا جديدا للنيتروجين في التربة تمتصه النباتات التي تعيش فيها .
و لا تعتبر النباتات و الحيوانات الميتة المصدر الوحيد لإثراء التربة بالنيتروجين ، بل يضاف لذلك أوراق النباتات و أزهارها و ثمارها المتساقطة ، و من الحيوانات شعرها المتساقط و ريشها و جلدها و هيكلها الخارجي بالإضافة إلى إفرازاتها الصلبة ( برازها ) و إفرازاتها السائلة ( البول ) المحتوية على مركبات نيتروجينية . و تصبح التربة خصبة من تحلل هذه المركبات العضوية الغنية بالنيتروجين .
مرحلة النترجة
بعد أن تتشكل الأمونيا التي يمكن لبعض الطحالب والنباتات والكائنات أن تستخدمها ، وتقوم البكتيريا المعروفة باسم : البكتيريا المسببة للنترجة بتحويل الأمونيا إلى نترات.(-no3-) .
مراحل دورة النيتروجين
دورة النيتروجين هي عبارة عن دورة بين الجو والتربة والماء وحيوانات الأرض ونباتاتها ، وتتم بالمراحل الآتية : يتم تثبيت النيتروجين الموجود في الهواء والتربة . تمتص النباتات النيتروجين بواسطة جذورها . تتغذى الحيوانات على النباتات . تموت الكائنات الحية (من حيوانات ونباتات) وتتحلل بواسطة البكتيريا وأنواع معينة من الفطريات ، وتنتج النشادر الذي يتفكك مرة أخرى بواسطة البكتيريا الهوائية ، ويطلق غاز النيتروجين إلى الجو مرة أخرى .
مرحلة التثبيت في دورة النيتروجين
في هذه المرحلة يجب أن يتحول غاز النيتروجين غير الصالح لاستخدام معظم الكائنات إلى مادة عضوية قابلة للاستخدام ، فيبدأ الغاز بالتكاثف فوق المسطحات المائية غالباً ، ثم تقوم كل ذرتي نيتروجين بالاتحاد مع ذرة هيدروجين ، وتشكلان معاً ما يعرف بالأمونيا (+nh4) التي يمكن للطحالب والبكتيريا المجهرية أن تستخدمها ، ومن المعروف أنّ بعض أنواع البكتيريا التي تثبت النيتروجين تعيش بحرية في الماء أو التربة ، أما البعض الآخر فيعيش داخل النباتات، وتحول الكائنات الحية الدقيقة النيتروجين الجوي إلى أمونيا ، وتمتص النباتات الأمونيا وتتغذى عليها لتكويت الجزيئات العضوية ، ثمّ تُنقل الجزيئات التي تحتوي على النيتروجين إلى الحيوانات التي تأكل النباتات ، ويمكن أن يندمج النيتروجين في جسم الحيوان أو يمكن أن يُفرز على شكل مخلفات كأن يُفرز على شكل يوريا مع البول .
أنواع التثبيت في دورة النيتروجينالتثبيت البايولوجي للنتروجين
هناك أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة تكون قادرة على اختزال النتروجين الجوي إلى امونيا في الظروف الحرارة والضغط للتربة ، وهذه الكائنات الحية الدقيقة تلعب دورا مهما في دورة النتروجين في الطبيعة ، وذلك عن طريق تحويل النتروجين الجزيئي إلى نتروجين عضوي وبهذا يصبح النتروجين الجوي جاهزا لكائنات حية أخرى . وتسمى هذه العملية بتثبيت النتروجين بايولوجيا .
النتروجين الجوي المثبت بوساطة تفريغ الشحنات الكهربائية في الجو (البرق)
إن تفريغ الشحنات الكهربائية يؤدي إلى أكسدة النتروجين الجزيئي الجوي إلى نترات تصل إلى التربة مع المطر . وتكون الكمية المثبتة من النتروجين بهذه الطريقة في التربة قليلة جداً وتقدر ببضع كيلو جرامات على شكل نترات في الهكتار الواحد في السنة الواحدة وتحت الظروف المناخية المعتدلة . وفي الظروف الاستوائية لا تزيد الكمية المثبتة على عشرة كيلو غرامات من النتروجين بالهكتار الواحد في السنة الواحدة ولكنها اكبر من الكمية المثبتة تحت الظروف المناخية المعتدلة .
مرحلة ما بعد التثبيت
و بعد تثبيت النيتروجين بإحدى الطرق السابقة تتمكن النباتات من الاستفادة منه و استعماله في بناء جزيئات البروتين النباتي . و بدوره ينتقل النيتروجين إلى المستهلكات عبر السلسلة الغذائية حيث يتكون البروتين الحيواني . و بعد موت النباتات و المستهلكات ، تقوم المحللات من بكتيريا و فطريات بتحليل البروتين النباتي أو الحيواني و إطلاق الأمونيا ( قد تصعد إلى الجو ) أو أيونات الأمونيوم التي يمكن أن ينتج منها أيونات النترات وتصبح بدورها مصدرا جديدا للنيتروجين في التربة تمتصه النباتات التي تعيش فيها .
و لا تعتبر النباتات و الحيوانات الميتة المصدر الوحيد لإثراء التربة بالنيتروجين ، بل يضاف لذلك أوراق النباتات و أزهارها و ثمارها المتساقطة ، و من الحيوانات شعرها المتساقط و ريشها و جلدها و هيكلها الخارجي بالإضافة إلى إفرازاتها الصلبة ( برازها ) و إفرازاتها السائلة ( البول ) المحتوية على مركبات نيتروجينية . و تصبح التربة خصبة من تحلل هذه المركبات العضوية الغنية بالنيتروجين .
مرحلة النترجة
بعد أن تتشكل الأمونيا التي يمكن لبعض الطحالب والنباتات والكائنات أن تستخدمها ، وتقوم البكتيريا المعروفة باسم : البكتيريا المسببة للنترجة بتحويل الأمونيا إلى نترات.(-no3-) .
