الوسم: المستهلكة

:
:
السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
(المقدمة)
تقريري يتحدث عن دورة النيتروجين في النظام البيئي .و أهمية النيتروجين لحياة الكائنات الحية. النيتروجين ، وهو عنصر أساسي للكائنات الحية لأنه يساعد في صنع البروتينات ومواد كيميائية أخرى اساسية للجسم . النيتروجين هو الجزء الهام والضروري من المادة البروتينية التي يحتاجها جسم الإنسان للنمو. فبدون هذه المادة لا يمكن لأي مخلوقٍ حي من النمو أو ترميم الأنسجة فالنيتروجين يشكل 78% من الهواء الذي نتنفسه. بينما يشكل الأكجين 21% فقط من هذا الهواء. ويوجد ما يقارب 20 مليون طن من النيتروجين فوق كل ميلٍ مربع فوق سطح الارض. والنيتروجين هو غازٌ عديم الون والطعم والرئحة وينحل فقط في الماء لكن بشكلٍ طفيف. وعندما يتعرض غاز النيتروجين لبرودةٍ شديدة أو ضغطٍ كبير فإنه يتحول إلى سائل, وتبلغ درجة الحرارة التي يتحول فيها النيتروجين إلى سائل
ويبدو من السهل على الكائنات الحية الحصول على النيتروجين الذي تحتاجه طالما أنه موجود في الهواء المجيط بها لكن لا يوجد في الطبيعة سوى قليلٍ من النباتات التي بإمكانها الاستفادة من النيتروجين الصافي بشكلٍ مباشرٍ من الهواء. . ورغم وجود كميات كبيرة من النيتروجين في الهواء الجوي إلا أنّ الكائنات الحية لا تستطيع الانتفاع منه مباشرة ، ويصبح النيتروجين قابلاً للاستعمال فقط بعد أن يكون قد تحول إلى مركبات نيتروجينية .

تُسمى العملية التي يتحوّل من خلالها النيتروجين الجوي إلى مركبات قابلة للاستخدام بعملية التثبيت . وعملية تثبيت النيتروجين هي جزء ضروري من دورة النيتروجين ومن دونها لن تستطيع الكائنات الحية استخدام النيتروجين .

يتم تثبيت النيتروجين أو تحويله إما عبر تعرضه للبرق أو عن طريق البكتيريا . البعض من أنواع البكتيريا تعيش حرة في التربة وبعضها الآخر يعيش على عقيدات جذور البقوليات وتقوم بعملية تثبيت النيتروجين في الأنظمة البيئية الأرضية ، الفاصولياء والبازيلاء والبرسيم وفول الصويا هي أمثلة على البقوليّات ، عند زرع البقوليّات تزوِّدها البكتيريا التي تعيش في عقيدات جذورها بالنيتروجين اللازم لنموّها .
. يدخل النيتروجين في بناء البروتينات ، والأحماض النووية والبروتينات من المكونات الأساسية لبروتوبلازم الخلية ، وللأنزيمات ،وبعض الهرومونات ، ويدخل في تكوين الصوف والشعر والحوافر ،وكثير من المكونات الحيوية في الكائنات الحية . ويكون النيتروجين 79 % من هواء الغلاف الجوي ، ومع هذه الكمية الهائلة من النيتروجين فإن السواد الأعظم من الكائنات الحية غير قادرة على الاستخدام المباشر لتلك الأطنان النيتروجينية بل يجب أن تتحول إلى أمونيا NH3 أو يوريا NH2CNH2 ، حتى تستفيد منه تلك الكائنات الحية . وحتى يصبح النيتروجين الجوي ذات جدوى حيوية وبيئية فهو يدخل في عملتين مهمتين في النظام البيئي الأرضي هما عملية إضافته إلى التربة وأجسام الكائنات الحية وعملية تحرره من الأجسام الحية ومن التربة إلى الهواء الجوي .

:
:

( الموضوع)
عمليات إضافة النيتروجين إلى التربة وأجساد الكائنات الحية :
يتم دمج النيتروجن إلى مكونات التربة وتثبيته من الهواء الجوي بالبرق وفعل الكائنات الحية وعند صناعة الأسمدة النيتروجينية . فالبرق يؤدي إلى تكسير جزيئات النيتروجين واتحاده مع الأكسجين الجوي مكوناً أكاسيد النيتروجين التي تذوب مع ماء المطر مكونة للنترات التي تنزل على التربة فتزيد المحتوى النيتروجيني فيها وتجعلها أكثر خصوبة . ولقد قلد الإنسان العملية البيئية السابقة بتثبيت النيتروجين صناعياً بتفاعله مع الهيدورجين عند 600ه س وتحت ظروف من الضغط العالي من وجود بعض العوامل الحفازة للحصول على الأمونيا Nh3 والتي تتحول بدورها إلى اليوريا Nh2conh2 ونترات الأمونيومnh3no.
وتلعب بعض الكائنات الحية أولية النواة دوراً هاماً في استغلال الأمونيا في التربة لتعطي النترات التي يستغلها النبات في بناء المركبات النيتروجينية فيه.
كما تقوم بكتريا النيتريت بأكسدة الأمونيا إلى نيترات والتي تتأكسد بالبكتريا إلى نيتريت لتصبح أيضاً في متناول النبات . وتتكافل بكتريا العقد الجذرية للنباتات البقولية وتثبت النيتروجين الجوي تكافلياً مع تلك النباتات مزيدة بذلك المحتوى النيتروجيني للجذور والتربة.
كما تقوم بكتيريا الأزووتوباكتر والكلوستريديم الموجودة في التربة ، وكذلك الأنابينا والنوستوك من الطحالب الخضراء المزرقة ، بتثبيت النيتروجين الجوي خاصة في مزارع الأرز مما يزيد من المحتوى النيتروجيني لها وزيادة الإنتاج الزراعي فيها .
كل العمليات السابقة مجتمعة وغيرها من العمليات الأخرى تؤدي إلى تحويل النيتروجين في البيئة الأرضية إلى صور من المركبات الينرتيوجينية في متناول النبات وبعض الكائنات الحية الأخرى وبذلك تتم العملية الأولى في دورة النيتروجين في النظام البيئي وهي عملية إضافته إلى التربة في صور متاحة للنبات ودمجه إلى أجساد الكائنات الحية.
عملية إزالة النيتروجين من مركباته في التربة وأجساد الكائنات الحية :
يقوم النبات بامتصاص النترات ليدمجها مع مركبات أخرى مكوناً بذلك المواد النيتروجينية في أجزائه المختلفة . تتغذى الحيوانات والفطريات والبكتريا وبعض أجناس الطحالب الخضراء المزرقّة وبعض النباتات الطفيلية على النبات محللة إياه ومحرره مركبات النيتروجين إلى التربة أو محررة النيتروجين إلى الهواء الجوي .
بالعمليات الحيوية في الكائنات الحية غير ذاتية التغذية الضوئية تتحلل المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين ويتحرر إلى التربة . وبذلك تعود نفس جزيئات النيتروجين إلى الهواء الجوي في النظام البيئي الأرضي معيدة دورة النيتروجين فيه.
الأهمية الحيوية والبيئية لدورة النيتروجين في النظام البيئي الأرضي:
توفر دورة النيتروجين ، النيتروجين اللازم لبناء المواد النيتروجينية لتغذية الكائنات الحية ، وبناء بروتوبلازمها وأنزيماتها ،وبعض فيتاميناتها والقواعد النيرتوجينية في المادة الوراثية وإتمام العلميات الإيضية فيها ، وتكاثرها ونقل صفاتها الوراثية . و تحرر الدورة النيتروجين من مركباته في المادة الحية وغير الحية وبذلك تؤدي إلى ثبات نسبته في الجو . و ايضاً تقوم الدورة بدور رئيس في عملية الاتزان البيئي وأي زيادة في نسبة المركبات النيرتوجينية في البحار والأنهار والأراضي الزراعية يؤدي إلى التلوث الحيوي وخلل السلاسل الحيوية واختفاء بعض الأجناس وسيادة أجناس أخرى . و نسبة النيتروجين الحالية في الجو تساعد على عدم انتشار الحرائق في النظام البيئي . فلذلك لدورة النيتروجين اهمية كبيرة في النظام البيئي.

:
:
(الخاتمة)
كل الكائنات الحية تحتاج النيتروجين لكي تعيش ، إذ يكون النيتروجين أهم جزء من جزيء البروتين ، الذي يوجد في البروتوبلازم ، وهي مادة حية موجودة في كل من خلايا النباتات والحيوانات . يحصل الإنسان والحيوان على البروتين من الطعام من النباتات والحيوانات الأخرى .
وللاستفادة من النيتروجين المتوفر في الغلاف الغازي بكميات كبيرة لابد من تحويل هذا الغاز إلى مركبات نيتروجينية تستطيع الكائنات الحية الاستفادة منها .
تتوقف صورة تواجد النيتروجين في التربة على جملة من العوامل منها ما هو مرتبط بالتربة كدرجة تفاعلها وملوحتها وتركيز الايون السائد ورطوبة التربة ونوع معادن الطين السائدة ،أو ان يكون مرتبط بالنبات نفسه أو المناخ لذلك فأن التربة و النبات تشكل منظومة لا تكتمل الابتوفر كل عناصرها.
تعوق بعض الأنشطة البشرية دورة النيتروجين. فمثلا، تأخذ الصناعة كميات كبيرة من النيتروجين لإنتاج الأسمدة. وتوفر الأسمدة فوائد جمة، ولكن الكميات الزائدة يتم جرفها من الأرض الزراعية إلى المجاري المائية، ملوثة بذلك الماء. وإضافة لهذا، فإن احتراق البنزين وبعض المحروقات الأخرى ينتج مركبات النيتروجين التي تساهم في تلوث النبات.