Question

Obieg azotu i wegla w przyrodzie + wykresy

Answer 1

Węgiel to podstawowy pierwiastek budulcowy związków organicznych. Węgiel jest włączony do obiegu w postaci CO2, który jest asymilowany przez organizmy fotosyntetyzujące (rośliny zielone, bakterie samożywne). Dzięki istniejącym łańcuchom pokarmowym węgiel przechodzi od roślin do konsumentów I rzędu (roślinożerców), a następnie do konsumentów II rzędu (mięsożercy). Węgiel wraca do obiegu (do atmosfery) jako CO2, powstający w procesie oddychania heterotrofów i autotrofów. Nie wszystkie rośliny i zwierzęta są zjadane przez inne zwierzęta. Jako obumarła materia organiczna stanowią one źródło pokarmu dla destruentów, głównie bakterii i grzybów saprofitycznych. Odżywiając się materią organiczną, destruenci wbudowują w swoje ciało atomy węgla, a równocześnie powodują rozkład materii organicznej do nieorganicznej. Część tej martwej materii wiele milionów lat temu przekształciła się w paliwa kopalne, np. węgiel kamienny, ropę.
Rozkład materii organicznej, przebiegający z udziałem destruentów, oraz oddychanie producentów, a głównie konsumentów, pozwalają utrzymać na stałym poziomie zawartość CO2 w atmosferze (0,03%). Jednakże obecnie bilans ten ulega pewnemu zachwianiu, m.in. na skutek przemysłowego przetwarzania przez człowieka paliw kopalnych zawierających głównie węgiel (spalanie ropy, węgla, drewna).





Azot należy do makroelementów i jest podstawowym pierwiastkiem wchodzącym w skład białek, a także kwasów nukleinowych. Azot atmosferyczny, pomimo że zawartość jego w atmosferze wynosi 78%, jest bardzo trudno dostępny dla roślin. Wyjątek stanowią rośliny motylkowate (np. łubin, koniczyna, wyka), żyjące w symbiozie z bakteriami brodawkowymi z rodzaju Rhizobium. Oprócz tego wolny azot atmosferyczny wiążą inne organizmy, jak np. bakterie tlenowe (Azotobacter) i beztlenowe (Clostridium), żyjące w glebie. W środowisku wodnym azot jest wiązany przez niektóre gatunki sinic. Rośliny (poza nielicznymi wyjątkami) czerpią azot z gleby i wody, głównie w postaci jonów amonowych (NH+4) lub azotanowych (NO-3). Przyswojony przez rośliny azot jest wykorzystywany przez konsumentów w postaci białka roślinnego. Produkty metabolicznych przemian białek i innych związków azotowych są wydalane przez zwierzęta jako amoniak, mocznik i kwas moczowy, a następnie rozkładane przez bakterie nitryfikacyjne.
Azotany, spotykane w przyrodzie i przyswajane w sposób naturalny przez rośliny, pochodzą głównie z nitryfikacji, czyli procesów utleniania amoniaku do azotanów (III), a następnie azotanów (V). Nitryfikacja zachodzi dzięki obecności samożywnych bakterii glebowych zwanych bakteriami nitryfikacyjnymi. Bakterie te są zdolne do asymilacji NO2 dzięki energii uzyskanej z utleniania amoniaku do azotynów (Nitrosomonas) i azotynów do azotanów (Nitrobacter).
Procesem przeciwstawnym do nitryfikacji jest denitryfikacja, czyli redukcja azotanów (III) lub (V) do azotu N2, przeprowadzana przez bakterie denitryfikacyjne. Uwalniając wolny azot do atmosfery spełniają one niekorzystną rolę w przyrodzie – zubożają wodę i glebę.