Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Краткий курс лекций по экологии.doc
Скачиваний:
114
Добавлен:
08.03.2015
Размер:
6.01 Mб
Скачать

4.2.2. Круговорот азота

Круговорот азота  один из самых сложных, но одновременно и один из самых идеальных круговоротов. Азот является жизненно важным элементом, входит в состав белков и нуклеиновых кислот.

Газообразный азот выделяется в результате окисления аммиака, образующегося при извержении вулканов и разложении биологических отходов:

4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O.

В свободном виде азот составляет 78 % атмосферного воздуха, но является химически инертным газом и поэтому недоступен большинству организмов. Растения усваивают азот лишь после его соединения с кислородом или водородом. Процессы превращения азотсодержащих веществ в форму, пригодную для усвоения высшими растениями, называются нитрификацией. В природных условиях связывание атмосферного азота происходит под действием света и при грозовых разрядах, в результате образуется азотная кислота, которая с осадками попадает в почву:

N2 + O2 →2NO;

2NO + O2 → 2NO2;

4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3.

Но при разрядах молний незначительное количество атмосферного азота (410 кг/га) вовлекается в круговорот, значительно больше благодаря азотфиксации. Процесс связывания азота осуществляют микроорганизмы азотфиксаторы (метанобразующие и сульфатвосстанавливающие бактерии, грибы, сине-зеленые водоросли, клубеньковые бактерии и др.). Таким путем за год накапливается азота 150400 кг/га. Однако пресы­щения биосферы связанным азотом не происходит. Азот почвы потребляют растения в виде нитратов, нитритов и солей аммония.

В составе растительных белков его используют животные. Возврат азота в атмосферу осуществляемый бактериями-денитрификаторами, которые разлагают нитраты до нитритов, аммиака и молекулярного азота и кислорода.

Азот может выключаться из круговорота путём аккумуляции в глубоководных осадках океана. Однако это компенсируется выделением его в составе вулканических газов.

Влияние деятельности человека на цикл азота определяется следующими процессами:

  • сжигание топлива приводит к образованию оксида азота, что способствует выпадению кислотных дождей;

  • в результате воздействия микроорганизмов на удобрения и отходы животноводства образуется закись азота, что способствует усилению парникового эффекта;

  • для производства минеральных удобрений возрастает добыча полезных ископаемых, содержащих нитрат-ионы и ионы аммония;

  • при распашке земель примерно в 5 раз снижается активность фиксации азота микроорганизмами и активизируется деятельность разрушающих азотные соединения бактерий. При сборе урожая из почвы выносятся соединения азота. В итоге уменьшается содержание связанного азота в его основном хранилище-почве;

  • стоки с полей, ферм и из канализаций увеличивают количество нитрат-ионы и ионы аммония в водных экосистемах, что ускоряет рост водорослей, приводящий к процессу эвтрофикации.

Эвтрофикация (греч. eutrophia  хорошее питание)  это повышение уровня первичной продуктивности водоёмов из-за повышения в них концентрации биогенных веществ, в основном азота и фосфора, поступающих обычно из-за смыва удобрений с полей. Эвтрофикация приводит к «цветению» воды, вызываемому массовым развитием синезелённых и других водорослей, зарастанию прибрежной зоны, к уменьшению прозрачности и содержанию кислорода. Высокая степень эвтрофикации приводит к заморам рыб и других гидробионтов.