Azot Döngüsü Nedir?
Dünya’nın atmosferinin hemen hemen %80’i azot olmasına karşın, bu azot çoğunlukla azot gazı (N₂) şeklindedir ve bu gaz, bitkilerin kullanımına ve dolayısıyla da bitkileri tüketici canlıların kullanımına hazır değildir.
Azot, ekosistemlere iki doğal yolla girer; bu yolların nispi önemi, ekosistemden ekosisteme büyük ölçüde değişir. İlki, atmosferden zemine inme olup çoğu ekosisteme grine kullanılabilen azotun yaklaşık % 5—20’nundan sorumludur. Bu süreçte, azotun bitkilerin kullanımına hazır olan iki formu NH₄⁺ ve N0₃⁻ ‘ yağmur suyu içeri sinde çözünmüş durumda toprağa katılır ya da ince toz partiküllerin veya diğer taneciklerin parçası olarak toprağa çöker. Tropikal yağmur ormanlarının aç bölgesinde bulunan, Bromeliaceae familyasının epifitik bazı bitkileri, nemli atmosferden NH₄⁺ ve N0₃⁻ ‘ü doğrudan alabilen hava köklerine sahiptir.
Azotun ekosistemlere girişinin diğer doğal yolu azot tespitidir. Yalnızca bazı prokaryotlar, azotu tespit edebilir. Yani, azotu, aminoasit gibi azotlu organik bileşiklerin sentezinde kullanılabilen minerallere dönüştürürler. Gerçekten de, prokaryotlar, azot döngüsündeki bazı noktalarda çok önemli halkalardır. Azot, karasal ekosistemlerde, serbest yaşayan (simbiyotik olmayan) toprak bakterileri tarafından tespit edilebildiği gibi baklagillerin ve bazı diğer bitkilerin köklerindeki nodüllerde simbiyotik olarak yaşayan bakteriler (Rhizobium) tarafından da tespit edilir. Bazı siyanobakteriler, sucul ekosistemlerde azot tespit eder. Azot tespit eden organizmalar elbette ki kendi metabilok gereksinimlerini yerine getirirler; fakat amonyağın (NH₃ ) fazlarını, diğer organizmaların kullanımına sunmak üzere salarlar.
Kullanılabilir azotun bu doğal kaynaklarına ilave olarak, endüstride gübrelerde kullanmak için azot tespitinin gerçekleştirilmesi, günümüzde, karasal ve sucul ekosistemlerdeki azotlu minerallerin havuzuna çok büyük katkı yapmaktadır.
Azot tespitinin doğrudan ürünü, amonyaktır (NH₃ ). Bununla birlikte, çoğu toprak en azından hafif asidiktir ve amonyak, hidrojen iyonu (H⁺) alındıktan sonra, toprağa amonyum iyonu (NH₄⁺) şeklinde salınır; NH₄⁺ bitkiler tarafından doğrudan kullanılabilir. NH₃ bir gaz olduğundan, pH’sı 7ye yakın olan topraklardan atmosfere geriye buharlaşabilir. Topraktan yitirilen bu NH₃ , daha sonra atmosferde NH₄⁺’’ü oluşturabilir. Sonuç olarak, yağan yağmur İçerisindeki NH₄⁺ derişimi, büyük bölgeler üzerindeki toprak pH’sı ile ilişkilidir. Atmosferik çözülme sayesinde azotun bu şekilde lokal olarak döngüde tekrar dolaştırılması, hem azotlu gübrelerini hem de kirecin (toprağın asitliğini azaltıcı baz) yoğun olarak kullanıldığı yerlerde bulunan tarım alanlarında özellikle belirgin bir şekilde görülebilir.
Bitkiler, amonyumu doğrudan kullanabilmesine karşın, topraktaki amonyumun çoğu, bazı aerobik bakteriler tarafından enerji kaynağı olarak kullanılır; bu bakterilerin faaliyeti, amonyumu nitrite (N0₂⁻) ve daha sonrada, nitrifikasyon denen işlemle, nitrata (N0₃⁻) okside eder. Bu bakterilerden salınan nitrat, daha sonra, bitkiler tarafından özümlenir. ve aminoasitler gibi proteinler gibi organik formlara dönüştürülür. Hayvanlar sadece organik azotu özümseyebilir ve onlar bu işi, bitkileri ya da diğer hayvanları yemek suretiyle yapar. Bazı bakteriler, metabolizma için gereksinim duydukları oksijeni, O₂ yerine anaerobik koşullar altında nitrattan elde edebilir.
Organik azotun, amonifikasyon denen işlemle tekrar amonyağa ayrıştırılması, büyük ölçüde, ayrıştırıcı olan bakteri ve mantarlar tarafından gerçekleştirilir.
Doğal sistemlerdeki azot döngüsünün çoğu, atmosferdeki azotu değil, toprak da ve sudaki azotlu bileşikleri içerir. Azot tespiti, kullanılabilir azot havuzunun inşasında önemli olmasına karşın, toplam vejetasyon tarafından yılık olarak özümlenen azotun çok küçük bir bölümünü oluşturur. Bununla birlikte, bir çok yaygın bitki türü, özümseyebildikleri formdaki esasi nütrientleri sağlayan, azot tespit edici bakterilerle yapmış oldukları birliğe gereksinim duyar. Denitrifikasyon yoluyla atmosfere geri döndürülün N₂ miktarı, nispeten küçüktür. Burada önemli olan nokta, atmosfer ve toprak arasındaki azot alışverişi, uzun vadede önemli olmasına karşın, çoğu ekosistemlerdeki azotun büyük çoğunluğu ayrıştırma ve yeniden özümlenme sayesinde lokal olarak döngüde tekrar tekrar dolaştırılır.