Beras. 100. Bakteri bintil pada akar tanaman polong-polongan

Ketika bahan organik membusuk, sebagian besar nitrogen yang terkandung di dalamnya diubah menjadi amonia, yang, di bawah pengaruh bakteri nitrifikasi yang hidup di dalam tanah, kemudian dioksidasi menjadi asam nitrat. Yang terakhir bereaksi dengan garam asam karbonat di dalam tanah, misalnya CaCO 3, membentuk nitrat: 2HNO 3 + CaCO 3 = Ca(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O

Beberapa bagian nitrogen organik selalu dilepaskan ketika membusuk bebas ke atmosfer. Nitrogen bebas juga dilepaskan selama pembakaran bahan organik, selama pembakaran kayu, batu bara, gambut, dll. Selain itu, ada bakteri yang, jika akses terhadap oksigen tidak mencukupi, dapat menghilangkan garam asam nitrat, menghancurkannya dengan pelepasannya. nitrogen bebas. Aktivitas bakteri denitrifikasi ini menyebabkan sebagian nitrogen yang terikat dari bentuk yang dapat diakses oleh tumbuhan hijau (nitrat) menjadi tidak dapat diakses (bebas).

Jadi, tidak semua bagian tanaman yang mati kembali ke tanah; sebagian darinya terus-menerus dilepaskan dalam bentuk bebas dan, oleh karena itu, hilang bagi tanaman.Hilangnya senyawa nitrogen mineral secara terus-menerus seharusnya sudah lama menyebabkan terhentinya kehidupan di bumi jika tidak ada proses di alam yang dapat mengkompensasi hilangnya tersebut. nitrogen. Proses tersebut mencakup, pertama-tama, pelepasan listrik yang terjadi di atmosfer, di mana sejumlah nitrogen oksida selalu terbentuk; yang terakhir menghasilkan asam nitrat dengan air, yang berubah menjadi nitrat di dalam tanah. Sumber lain untuk mengisi kembali senyawa nitrogen tanah adalah aktivitas vital yang disebutazotobacteria yang mampu mengasimilasi nitrogen di atmosfer. Beberapa dari bakteri ini menetap di akar tanaman dari keluarga kacang-kacangan, menyebabkan pembentukan pembengkakan khas - “bintil”, itulah sebabnya mereka disebut bakteri bintil (Gbr. 100). Asimilasi atmosfernitrogen, bakteri bintil mengolahnya menjadi senyawa nitrogen, dan tanaman, selanjutnya, mengubahnya menjadi protein dan senyawa kompleks lainnya. Oleh karena itu, kacang-kacangan adalahSthenia, tidak seperti yang lain, dapat berkembang dengan baik di tanah yang hampir tidak mengandung senyawa nitrogen.

Beras. 101. Skema siklus nitrogen di alam

Aktivitas bakteri yang mengasimilasi nitrogen di atmosfer adalah alasan utama mengapa jumlah nitrogen terfiksasi di dalam tanah tetap kurang lebih konstan, meskipun ada kerugian yang terjadi selama penguraian senyawa nitrogen. Dekomposisi ini dikompensasi oleh pembentukan senyawa nitrogen baru, dan dengan demikian terjadi siklus nitrogen yang berkelanjutan di alam (Gbr. 101).

Anda sedang membaca artikel tentang topik Siklus nitrogen di alam

Siklus zat di alam

Aktivitas organisme hidup disertai dengan ekstraksi sejumlah besar mineral dari alam mati di sekitarnya.

Setelah organisme mati, unsur kimia penyusunnya dikembalikan ke lingkungan.

Beginilah siklus biogenik zat terjadi di alam, yaitu. peredaran zat antara atmosfer, hidrosfer, litosfer, dan organisme hidup.

Siklus nitrogen di alam

Nitrogen terus bersirkulasi di biosfer bumi melalui jaringan jalur tertutup yang saling berhubungan. Fiksasi nitrogen buatan dalam produksi pupuk mineral telah ditambahkan ke proses alami.

Nitrogen adalah salah satu zat yang paling melimpah di biosfer, lapisan sempit bumi yang mendukung kehidupan. Jadi, hampir 80% udara yang kita hirup terdiri dari unsur ini. Sebagian besar nitrogen di atmosfer berada dalam bentuk bebas, di mana dua atom nitrogen bergabung bersama untuk membentuk molekul nitrogen, N2. Karena ikatan antara dua atom sangat kuat, organisme hidup tidak dapat menggunakan nitrogen molekuler secara langsung - ia harus terlebih dahulu dipindahkan ke keadaan "terikat". Selama proses pengikatan, molekul nitrogen dipecah, memungkinkan atom nitrogen individu untuk berpartisipasi dalam reaksi kimia dengan atom lain, dan dengan demikian mencegahnya bergabung kembali menjadi molekul nitrogen. Ikatan antara atom nitrogen dan atom lain cukup lemah sehingga organisme hidup dapat memanfaatkan atom nitrogen. Oleh karena itu, fiksasi nitrogen merupakan bagian yang sangat penting dalam proses kehidupan di planet kita.

Siklus nitrogen adalah serangkaian jalur tertutup dan saling berhubungan melalui sirkulasi nitrogen di biosfer bumi. Mari kita perhatikan terlebih dahulu proses penguraian bahan organik di dalam tanah.

Berbagai mikroorganisme mengekstrak nitrogen dari bahan-bahan yang membusuk dan mengubahnya menjadi molekul yang mereka perlukan untuk metabolisme. Dalam hal ini, sisa nitrogen dilepaskan dalam bentuk amonia (NH3) atau ion amonium (NH4+). Mikroorganisme lain kemudian memfiksasi nitrogen ini, biasanya mengubahnya menjadi bentuk nitrat (NO3–). Memasuki tumbuhan, nitrogen ini berpartisipasi dalam pembentukan molekul biologis. Setelah organisme mati, nitrogen dikembalikan ke tanah dan siklusnya dimulai kembali. Selama siklus ini, kehilangan nitrogen dan kompensasi atas kehilangan tersebut akibat letusan gunung berapi dan jenis aktivitas geologi lainnya mungkin terjadi.

Bayangkan biosfer terdiri dari dua reservoir nitrogen yang terhubung - yang sangat besar (nitrogen terkandung di atmosfer dan lautan) dan yang sangat kecil (nitrogen terkandung dalam makhluk hidup). Di antara reservoir ini terdapat saluran sempit di mana nitrogen terikat dengan satu atau lain cara. Dalam kondisi normal, nitrogen dari lingkungan memasuki sistem biologis melalui jalur ini dan kembali ke lingkungan setelah sistem biologis mati.

Mari kita beri beberapa angka. Atmosfer mengandung sekitar 4 kuadriliun (4 1015) ton nitrogen, dan lautan mengandung sekitar 20 triliun (20 1012) ton. Sebagian kecil dari jumlah ini - sekitar 100 juta ton - setiap tahunnya terikat dan termasuk dalam organisme hidup. Dari 100 juta ton nitrogen terfiksasi ini, hanya 4 juta ton yang ditemukan di jaringan tumbuhan dan hewan—sisanya terakumulasi dalam mikroorganisme yang membusuk dan dikembalikan ke atmosfer.

Pemasok utama nitrogen terfiksasi di alam adalah bakteri: berkat bakteri, sekitar 90 hingga 140 juta ton nitrogen terfiksasi. Bakteri pengikat nitrogen yang paling terkenal terdapat pada bintil tanaman kacang-kacangan. Metode tradisional untuk meningkatkan kesuburan tanah didasarkan pada penggunaannya: pertama, kacang polong atau kacang-kacangan lainnya ditanam di ladang, kemudian dibajak ke dalam tanah, dan nitrogen terikat yang terakumulasi dalam bintil-bintilnya masuk ke dalam tanah. Kemudian lahan tersebut ditanami tanaman lain, yang sudah dapat menggunakan nitrogen ini untuk pertumbuhannya.

Beberapa nitrogen diubah menjadi keadaan terikat selama badai petir. Anda akan terkejut, tetapi kilatan petir terjadi lebih sering dari yang Anda kira - sekitar seratus sambaran petir setiap detik. Saat Anda membaca paragraf ini, sekitar 500 petir menyambar di seluruh dunia. Pelepasan listrik memanaskan atmosfer di sekitarnya, nitrogen bergabung dengan oksigen (reaksi pembakaran) membentuk berbagai nitrogen oksida. Meskipun ini merupakan bentuk penyerapan yang cukup spektakuler, namun hanya mencakup 10 juta ton nitrogen per tahun.

Jadi, sebagai hasil proses alami, 100 hingga 150 juta ton nitrogen terikat setiap tahun. Selama aktivitas manusia, nitrogen juga difiksasi dan ditransfer ke biosfer (misalnya, menabur ladang dengan kacang-kacangan menyebabkan pembentukan 40 juta ton nitrogen tetap setiap tahunnya). Selain itu, ketika bahan bakar fosil dibakar di generator listrik dan mesin pembakaran internal, udara menjadi panas, seperti halnya pelepasan petir. Setiap kali Anda mengendarai mobil, sejumlah tambahan nitrogen tetap memasuki biosfer. Sekitar 20 juta ton nitrogen per tahun terikat saat pembakaran bahan bakar fosil.

Namun manusia menghasilkan nitrogen yang paling banyak dalam bentuk pupuk mineral. Seperti yang sering terjadi pada pencapaian kemajuan teknologi, kita berhutang budi pada teknologi fiksasi nitrogen dalam skala industri kepada pihak militer. Di Jerman, sebelum Perang Dunia Pertama, dikembangkan metode untuk memproduksi amonia (salah satu bentuk nitrogen tetap) untuk kebutuhan industri militer. Kekurangan nitrogen sering kali menghambat pertumbuhan tanaman, dan petani membeli nitrogen buatan dalam bentuk pupuk mineral untuk meningkatkan hasil. Saat ini, lebih dari 80 juta ton nitrogen tetap diproduksi setiap tahun untuk pertanian. Jika kita menjumlahkan seluruh kontribusi manusia terhadap siklus nitrogen, kita mendapatkan angka sekitar 140 juta ton per tahun. Kira-kira jumlah nitrogen yang terikat secara alami di alam sama. Dengan demikian, dalam waktu yang relatif singkat, manusia mulai memberikan dampak yang signifikan terhadap siklus nitrogen di alam. Apa konsekuensinya? Setiap ekosistem mampu menyerap sejumlah nitrogen, dan konsekuensinya umumnya menguntungkan - tanaman akan tumbuh lebih cepat. Namun, ketika ekosistem menjadi jenuh, nitrogen akan mulai mengalir ke sungai. Polusi alga danau adalah masalah lingkungan terkait nitrogen yang paling menjengkelkan. Nitrogen menyuburkan ganggang danau, dan mereka tumbuh, menyingkirkan semua bentuk kehidupan lainnya.

Nitrogen terus bersirkulasi di biosfer bumi di bawah pengaruh berbagai proses kimia dan non-kimia, dan baru-baru ini nitrogen yang terikat memasuki atmosfer terutama karena aktivitas manusia.

Nitrogen adalah salah satu zat yang paling umum di lingkungan, cangkang sempit Bumi yang mendukung kehidupan. Jadi, hampir 80% udara yang kita hirup terdiri dari unsur ini. Sebagian besar nitrogen di atmosfer berada dalam bentuk bebas (lihat Ikatan Kimia), di mana dua atom nitrogen digabungkan untuk membentuk molekul nitrogen - N 2 . Karena ikatan antara dua atom sangat kuat, organisme hidup tidak dapat menggunakan nitrogen molekuler secara langsung - ia harus terlebih dahulu dipindahkan ke keadaan "terikat". Sedang berlangsung mengikat Molekul nitrogen terpecah, memungkinkan atom nitrogen individu untuk berpartisipasi dalam reaksi kimia dengan atom lain, seperti oksigen, dan dengan demikian mencegahnya bergabung kembali menjadi molekul nitrogen. Ikatan antara atom nitrogen dan atom lain cukup lemah sehingga organisme hidup dapat memanfaatkan atom nitrogen. Oleh karena itu, fiksasi nitrogen merupakan bagian yang sangat penting dalam proses kehidupan di planet kita.

Siklus nitrogen adalah serangkaian jalur tertutup dan saling berhubungan melalui sirkulasi nitrogen di biosfer bumi. Mari kita perhatikan terlebih dahulu proses penguraian bahan organik di dalam tanah. Berbagai mikroorganisme mengekstrak nitrogen dari bahan-bahan yang membusuk dan mengubahnya menjadi molekul yang mereka perlukan untuk metabolisme. Dalam hal ini, sisa nitrogen dilepaskan dalam bentuk amonia (NH 3) atau ion amonium (NH 4 +). Mikroorganisme lain kemudian mengikat nitrogen ini, biasanya mengubahnya menjadi bentuk nitrat (NO 3 -). Memasuki tumbuhan (dan akhirnya memasuki tubuh makhluk hidup), nitrogen ini terlibat dalam pembentukan molekul biologis. Setelah organisme mati, nitrogen dikembalikan ke tanah dan siklusnya dimulai kembali. Selama siklus ini, hilangnya nitrogen mungkin terjadi - ketika nitrogen dimasukkan ke dalam sedimen atau dilepaskan selama hidup bakteri tertentu (yang disebut bakteri denitrifikasi) - dan kompensasi atas kehilangan ini akibat letusan gunung berapi dan jenis aktivitas geologi lainnya.

Bayangkan biosfer terdiri dari dua reservoir nitrogen yang terhubung - yang besar (mengandung nitrogen yang terkandung di atmosfer dan lautan) dan yang sangat kecil (mengandung nitrogen yang terkandung dalam makhluk hidup). Di antara reservoir ini terdapat saluran sempit di mana nitrogen terikat dengan satu atau lain cara. Dalam kondisi normal, nitrogen dari lingkungan memasuki sistem biologis melalui jalur ini dan kembali ke lingkungan setelah sistem biologis mati.

Mari kita beri beberapa angka. Atmosfer mengandung sekitar 4 kuadriliun (4 10 15) ton nitrogen, dan lautan mengandung sekitar 20 triliun (20 10 12) ton. Sebagian kecil dari jumlah ini - sekitar 100 juta ton - setiap tahunnya terikat dan termasuk dalam organisme hidup. Dari 100 juta ton nitrogen terfiksasi ini, hanya 4 juta ton yang ditemukan di jaringan tumbuhan dan hewan—sisanya terakumulasi dalam mikroorganisme yang membusuk dan akhirnya kembali ke atmosfer.

Pemasok utama nitrogen terfiksasi di alam adalah bakteri: berkat mereka, sekitar 90 hingga 140 juta ton nitrogen terfiksasi (sayangnya, tidak ada angka pastinya). Bakteri pengikat nitrogen yang paling terkenal terdapat pada bintil tanaman kacang-kacangan. Metode tradisional untuk meningkatkan kesuburan tanah didasarkan pada penggunaannya: pertama, kacang polong atau kacang-kacangan lainnya ditanam di ladang, kemudian dibajak ke dalam tanah, dan nitrogen terikat yang terakumulasi dalam bintil-bintilnya masuk ke dalam tanah. Kemudian lahan tersebut ditanami tanaman lain, yang sudah dapat menggunakan nitrogen ini untuk pertumbuhannya.

Beberapa nitrogen diubah menjadi keadaan terikat selama badai petir. Anda akan terkejut, tetapi kilatan petir terjadi lebih sering dari yang Anda kira - sekitar seratus sambaran petir setiap detik. Saat Anda membaca paragraf ini, sekitar 500 petir menyambar di seluruh dunia. Pelepasan listrik memanaskan atmosfer di sekitarnya, nitrogen bergabung dengan oksigen (terjadi reaksi pembakaran) membentuk berbagai nitrogen oksida. Meskipun ini merupakan bentuk penyerapan yang cukup spektakuler, namun hanya mencakup 10 juta ton nitrogen per tahun.

Jadi, sebagai hasil proses alami, 100 hingga 150 juta ton nitrogen terikat setiap tahun. Dalam aktivitas manusia, nitrogen juga terikat dan ditransfer ke biosfer (misalnya, penanaman kacang-kacangan di ladang menyebabkan pembentukan 40 juta ton nitrogen terikat setiap tahunnya). Selain itu, ketika bahan bakar fosil dibakar di generator listrik dan mesin pembakaran internal, udara menjadi panas, seperti halnya pelepasan petir. Setiap kali Anda mengendarai mobil, sejumlah tambahan nitrogen tetap memasuki biosfer. Sekitar 20 juta ton nitrogen per tahun terikat saat pembakaran bahan bakar fosil.

Namun manusia menghasilkan nitrogen yang paling banyak dalam bentuk pupuk mineral. Seperti yang sering terjadi pada pencapaian kemajuan teknologi, kita berhutang budi pada teknologi fiksasi nitrogen dalam skala industri kepada pihak militer. Di Jerman, sebelum Perang Dunia Pertama, dikembangkan metode untuk memproduksi amonia (salah satu bentuk nitrogen tetap) untuk kebutuhan industri militer. Kekurangan nitrogen sering kali menghambat pertumbuhan tanaman, dan petani membeli nitrogen buatan dalam bentuk pupuk mineral untuk meningkatkan hasil. Saat ini, lebih dari 80 juta ton nitrogen tetap diproduksi setiap tahun untuk pertanian (perhatikan bahwa nitrogen digunakan tidak hanya untuk menanam tanaman pangan - halaman rumput dan kebun di pinggiran kota dipupuk dengannya).

Jika kita menjumlahkan seluruh kontribusi manusia terhadap siklus nitrogen, kita mendapatkan angka sekitar 140 juta ton per tahun. Kira-kira jumlah nitrogen yang terikat secara alami di alam sama. Dengan demikian, dalam waktu yang relatif singkat, manusia mulai memberikan dampak yang signifikan terhadap siklus nitrogen di alam. Apa konsekuensinya? Setiap ekosistem mampu menyerap sejumlah nitrogen, dan konsekuensinya umumnya menguntungkan - tanaman akan tumbuh lebih cepat. Namun, ketika ekosistem menjadi jenuh, nitrogen akan mulai mengalir ke sungai. Eutrofikasi(polusi alga) di danau mungkin merupakan masalah lingkungan yang paling menyusahkan terkait dengan nitrogen. Nitrogen menyuburkan ganggang di danau, dan mereka tumbuh, menggantikan semua bentuk kehidupan lain di danau, karena ketika ganggang mati, hampir semua oksigen yang terlarut dalam air dikonsumsi oleh pembusukannya.

Namun demikian, kita harus mengakui bahwa modifikasi siklus nitrogen bukanlah masalah terburuk yang pernah dihadapi umat manusia. Dalam hal ini, Peter Witoshek, ahli ekologi di Universitas Stanford yang mempelajari tanaman, mengatakan: “Kita sedang bergerak menuju dunia yang hijau dan dipenuhi rumput liar, namun ini bukanlah sebuah bencana. Sangat penting untuk dapat membedakan antara bencana dan degradasi.”

Nitrogen merupakan salah satu unsur yang perilakunya dalam kondisi bumi erat kaitannya dengan proses biologis. Sebagian besar cadangan nitrogen bumi terkonsentrasi di atmosfer. Ratusan juta ton nitrogen ditemukan dalam biomassa tumbuhan dan hewan. Kandungan nitrogen pada batu bara dan bahan bakar fosil lainnya, pada humus tanah, dan pada cekungan air alami cukup tinggi.

Selama pembusukan bagian tanaman yang mati dan sisa organik lainnya, sebagian nitrogen senyawa bioorganik sebagai hasil proses hidrolitik dengan partisipasi mikroorganisme diubah menjadi amonia, yang diubah menjadi ion asam nitrat oleh bakteri pitrofik. Kation dalam nitrat tanah dapat berupa K+ , Na+ , NH, Ca 2+ dan kation tersebar luas lainnya. Selama pembusukan berbagai residu, sebagian nitrogen biologis berubah menjadi dinitrogen dan dilepaskan ke atmosfer. Ada juga bakteri denitrifikasi di dalam tanah yang mereduksi nitrat, mengubah sebagian nitrogen nitrat menjadi materi sederhana. Dengan demikian, tanah terus menerus kehilangan nitrogen yang tersedia bagi tanaman, sehingga mengembalikannya ke atmosfer.

Hilangnya senyawa nitrogen secara terus-menerus di dalam tanah seharusnya sudah lama menyebabkan kekurangan nitrogen yang tersedia bagi organisme hidup. Namun, di alam terdapat mekanisme untuk mengubah nitrogen di atmosfer menjadi senyawa kimia. Proses tersebut termasuk pelepasan petir yang terjadi di atmosfer, yang menghasilkan sejumlah nitrogen oksida. Dengan partisipasi oksigen dan air selanjutnya, oksida diubah menjadi asam nitrat. Ini larut dalam air di atmosfer dan ikut masuk ke dalam tanah. Di sini, asam nitrat bereaksi dengan karbonat membentuk nitrat. Karena ini, kandungan nitrat dalam tanah terisi kembali.

Sumber lain peningkatan kandungan nitrogen dalam tanah adalah aktivitas vital nitrobakteri, yang secara langsung mengasimilasi nitrogen di atmosfer. Bakteri ini mengandung enzim nitrogenase, yang mengkatalisis reduksi nitrogen. Nitrogenase telah dipelajari secara rinci, dan diketahui bahwa enzim ini mengandung atom molibdenum, yang memainkan peran penting dalam reduksi nitrogen. Nitrobakteri ditemukan pada bintil-bintil pada akar tanaman dari famili kacang-kacangan (Gbr. 20.4). Bakteri nitrifikasi juga terdapat pada akar alder. Senyawa nitrogen yang disintesis oleh bakteri juga digunakan oleh tanaman itu sendiri. Dalam 1 tahun, nitrobakteri mampu mengakumulasi hingga 48 kg nitrogen dalam senyawa organik per 1 hektar lahan.

Beras. 20.4.

Proses tandingan penghilangan nitrogen dari tanah ke atmosfer dan perpindahan kembalinya ke dalam tanah dalam bentuk senyawa menentukan siklus nitrogen, diagramnya ditunjukkan pada Gambar. 20.5.

Beras. 20.5.

Selama aktivitas pertanian manusia, tanah juga mengalami kekurangan nitrogen dan beberapa elemen lainnya. Proses ini terus meningkat karena pesatnya peningkatan populasi. Bumi harus menghasilkan makanan dalam jumlah yang semakin besar. Manusia terpaksa mengembangkan cara ketiga untuk mengisi kembali nitrogen di dalam tanah. Ini terdiri dari penambahan pupuk nitrogen mineral ke dalam tanah. Nitrogen untuk pupuk ini berasal dari amonia, yang produksinya telah mencapai skala besar. Bahan yang dihasilkan untuk digunakan sebagai pupuk nitrogen antara lain amonium nitrat, amonium sulfat, natrium nitrat, dan kalsium nitrat. Produksi pupuk nitrogen dunia ditinjau dari kandungan nitrogennya mencapai 100 juta ton per tahun.

12.2. Siklus nitrogen, oksigen, karbon

Siklus nitrogen (Gambar 12.2) adalah salah satu siklus paling kompleks di alam. Meliputi seluruh biosfer, serta atmosfer, litosfer, dan hidrosfer. Mikroorganisme memainkan peran yang sangat penting dalam siklus nitrogen. Tahapan berikut dibedakan dalam siklus nitrogen:

Tahap 1 (fiksasi nitrogen): a) bakteri pengikat nitrogen mengikat (memfiksasi) gas nitrogen untuk membentuk bentuk amonium (NH dan garam amonium) - ini adalah fiksasi biologis; b) akibat pelepasan petir dan oksidasi fotokimia, terbentuk nitrogen oksida, bila berinteraksi dengan air membentuk asam nitrat, yang di dalam tanah berubah menjadi nitrogen nitrat.

Tahap 2 – konversi menjadi protein nabati. Kedua bentuk nitrogen tetap (amonium dan nitrat) diserap oleh tanaman dan diubah menjadi senyawa protein kompleks.

Tahap 3 – transformasi menjadi protein hewani. Hewan memakan tumbuhan, dan di dalam tubuhnya protein nabati diubah menjadi protein hewani.

Tahap 4 – penguraian protein, pembusukan. Produk metabolisme tumbuhan dan hewan, serta jaringan organisme mati, di bawah pengaruh mikroorganisme, terurai membentuk amonium (proses amonifikasi).

Tahap 5 – proses nitrifikasi. Nitrogen amonia dioksidasi menjadi nitrogen nitrit dan nitrat.

Tahap 6 – proses denitrifikasi. Di bawah pengaruh bakteri denitrifikasi, nitrogen nitrat direduksi menjadi nitrogen molekuler, yang memasuki atmosfer. Lingkaran itu tertutup.

Gambar 12.2 – Diagram struktur siklus nitrogen

(menurut N.I. Nikolaikin, 2004)

Dampak antropogenik terhadap siklus nitrogen adalah sebagai berikut:

1 Penggunaan nitrogen dalam industri untuk menghasilkan amonia meningkatkan jumlah total nitrogen yang diikat secara alami sekitar 10%.

2 Meluasnya penggunaan pupuk nitrogen, melebihi kebutuhan tanaman, menyebabkan pencemaran lingkungan, sementara sebagian dari kelebihan nitrogen terbawa ke badan air, menyebabkan fenomena berbahaya “eutrofikasi”. Hal ini menyebabkan pencemaran sekunder pada badan air, terganggunya siklus zat, dan perubahan status trofiknya.

Siklus oksigen disertai dengan arus masuk dan keluarnya.

Kedatangan oksigen meliputi: 1) sekresi selama fotosintesis; 2) pembentukan lapisan ozon di bawah pengaruh radiasi UV (dalam jumlah kecil); 3) disosiasi molekul air di lapisan atas atmosfer di bawah pengaruh radiasi UV; 4) pembentukan ozon - O 3.

Konsumsi oksigen termasuk: 1) dikonsumsi oleh hewan pada saat respirasi; 2) proses oksidatif di kerak bumi; 3) oksidasi karbon monoksida (CO) yang dilepaskan selama letusan gunung berapi.

Siklus oksigen berkaitan erat dengan siklus karbon.

Siklus karbon(Gambar 12.3). Massa karbon dioksida (CO 2) di atmosfer diperkirakan mencapai 10 12 ton.

Kedatangan karbon dioksida meliputi: 1) respirasi makhluk hidup; 2) penguraian organisme mati tumbuhan dan hewan oleh mikroorganisme, proses fermentasi; 3) emisi antropogenik dari pembakaran bahan bakar; 4) penggundulan hutan.

Konsumsi karbon dioksida termasuk: 1) fiksasi karbon dioksida dari atmosfer selama fotosintesis dengan pelepasan oksigen; 2) konsumsi sebagian karbon oleh hewan yang memakan makanan nabati; 3) fiksasi karbon di litosfer (pembentukan batuan organik - batubara, gambut, serpih minyak, serta komponen tanah seperti humus); 4) fiksasi karbon di hidrosfer (pembentukan batugamping, dolomit).

Peningkatan bertahap kandungan karbon dioksida di atmosfer, ditambah dengan alasan lain, telah menyebabkan “efek rumah kaca”, yang mempengaruhi keseimbangan panas dan iklim planet kita.

Selain unsur-unsur tersebut, fosfor, belerang, dan besi juga berperan besar dalam siklus umum zat di alam.

Gambar 12.3 – Diagram struktur siklus karbon

(menurut N.I. Nikolaikin, 2004)

Sebelumnya