Ο Κύκλος του Αζώτου: Διαδικασίες, Οικολογία και Ανθρώπινη Παρέμβαση

2 Ο κύκλος του αζώτου

Το άζωτο αποτελεί ένα σημαντικό χημικό στοιχείο για τη ζωή, καθώς είναι συστατικό πολλών βιομορίων, όπως των νουκλεϊκών οξέων και των πρωτεϊνών. Αν και το άζωτο αφθονεί στην ατμόσφαιρα (78% κ.ό.), δεν μπορεί να αξιοποιηθεί από τους παραγωγούς στη μορφή του μοριακού αζώτου. Για τον λόγο αυτό, η εισαγωγή του ατμοσφαιρικού αζώτου στις τροφικές αλυσίδες των οικοσυστημάτων γίνεται με τη διαδικασία της αζωτοδέσμευσης.

Τύποι αζωτοδέσμευσης

• Ατμοσφαιρική αζωτοδέσμευση (10%): Το άζωτο αντιδρά με υδρατμούς ή οξυγόνο μέσω ηλεκτρικών εκκενώσεων (αστραπές, κεραυνοί), σχηματίζοντας αμμωνία και νιτρικά ιόντα που μεταφέρονται στο έδαφος με τη βροχή.
• Βιολογική αζωτοδέσμευση (90%): Πραγματοποιείται από ελεύθερους ή συμβιωτικούς μικροοργανισμούς. Τα αζωτοδεσμευτικά βακτήρια ζουν συμβιωτικά στις ρίζες των ψυχανθών (τριφύλλι, μπιζελιά, φασολιά, φακή, σόγια) μέσα σε ειδικά εξογκώματα, τα φυμάτια.

Ροή του αζώτου στο οικοσύστημα

Τα φυτά χρησιμοποιούν τα νιτρικά ιόντα για να συνθέσουν αζωτούχες ενώσεις. Το άζωτο διακινείται μέσω των τροφικών αλυσίδων στους καταναλωτές. Με τον θάνατο των οργανισμών και την αποβολή μεταβολικών προϊόντων (ουρία, ουρικό οξύ, περιττώματα), οι αποικοδομητές διασπούν την οργανική ύλη σε αμμωνία. Στη συνέχεια, τα νιτροποιητικά βακτήρια μετατρέπουν την αμμωνία σε νιτρικά ιόντα, κλείνοντας τον κύκλο. Η επιστροφή του αζώτου στην ατμόσφαιρα επιτυγχάνεται από τα απονιτροποιητικά βακτήρια.

Παρέμβαση του ανθρώπου στον κύκλο του αζώτου

Ο άνθρωπος επηρεάζει τον κύκλο μέσω της χρήσης αζωτούχων λιπασμάτων. Η υπερβολική χρήση βιομηχανικών λιπασμάτων οδηγεί συχνά στο φαινόμενο του ευτροφισμού στα υδάτινα οικοσυστήματα. Οικολογικές πρακτικές για τον εμπλουτισμό του εδάφους περιλαμβάνουν:

• Αγρανάπαυση: Η γη αφήνεται ακαλλιέργητη για να ανακάμψει.
• Αμειψισπορά: Εναλλαγή καλλιέργειας σιτηρών και ψυχανθών για φυσικό εμπλουτισμό του εδάφους με άζωτο.

Σημείωση: Το κείμενο που ακολουθεί αποτελεί απόσπασμα από την Αντιγόνη του Σοφοκλή και δεν σχετίζεται με το επιστημονικό περιεχόμενο του κύκλου του αζώτου.

«Πάψε, προτού με γεμίσεις με θυμό με τα λόγια σου, μην αποδειχτείς άμυαλος, αν και είσαι γέρος. Γιατί λες ανυπόφορα πράγματα, όταν λες ότι οι θεοί προνοούν γι' αυτόν εδώ τον νεκρό...»