Круговорот азота в биосфере схема

Образовака Химия 9 класс Неметаллы Круговорот азота в природе Азот — один из жизненно важных элементов. Азот не фиксируется в организме в свободном виде. Поэтому в круговороте азота в природе помогают бактерии. Общее описание Азот — седьмой элемент периодической таблицы Менделеева. Проявляет две валентности — III и V. В природе это двухатомный газ N2 , плохо растворимый в воде. За счёт прочной тройной связи между атомами азот является малоактивным веществом, вступающим в реакции только при нагревании или под действием катализатора.

Круговорот азота в природе

Образовака Химия 8 класс Простые вещества Круговорот азота в природе Азот — один из самых распространенных химических элементов, встречающихся на нашей планете. Он содержится в почве, воздухе, а также в живых организмах. Какова же последовательность круговорота азота в биосфере? Нахождение азота в природе Большая часть азота в природе находится в свободном состоянии. Формула азота.

Раздел 2. Организация биосферы

Поиск по сайту: Круговорот азота Круговорот азота. Атмосферный молекулярный азот служит основным источником для перевода азота в состав сложных органических веществ. Предварительно он переходит в доступные живым организмам соединения. Это может происходить различными путями, например при фотохимической фиксации азота или при грозах с образованием смеси [ 10х оксидов азота.

Последние с дождевыми водами попадают в почву в виде селитры нитратов аммония, натрия, калия, кальция и др. Далее азот в результате деятельности азотфиксирующих микроорганизмов переводится в сложные органические соединения — протеиды. Они представляют собой соединения белков протеинов с небелковыми веществами, например с углеводами или жироподобными.

Азот наиболее эффективно фиксируется бактериями, находящимися в симбиотической связи с бобовыми и другими растениями. Далее он в органической форме диффундирует в ризосферу часть почвы, непосредственно соприкасающуюся с корнями растений и затем включается в наземные органы растения, где и используется для синтеза протеинов.

Последние являются основой азотного питания животных. В природной среде он существует в нескольких формах, которые имеют динамическую взаимозависимость, описываемую в виде круговорота азота рис.

Процесс фиксации превращает атмосферный азот, который растворен в воде, прямо в одну из наиболее биологически доступных его форм.

Другие организмы затем способны утилизировать азот в этой фиксированной форме либо путем потребления организмов-фиксаторов азота, либо путем ассимиляции продуктов их жизнедеятельности. Азот входит в структуру всех белков и вместе с тем является наиболее лимитирующим из биогенных элементов. Колоссальный резерв свободного молекулярного азота в атмосфере лишь в ничтожной мере затрагивается биотическим круговоротом. Общее отношение связанного азота к N2 в природе равно 1:100000.

Энергия химической связи в молекуле N2 очень велика. Поэтому соединение азота с другими элементами — кислородом или водородом процесс азотофиксации — требует больших затрат энергии. Однако большая часть жиеых организмов не может его прямо использоЕать. Корнями растений азот ассимилируется лишь в форма нитрата,поэтому он должен быть сначала связан специфическими организмами или химическими процессами.

Очень важно содержание связанного азота в почве,куда он попадает несколькими путями. Электрические разряды молний и солнечвые луча синтезируют в атмосфере окислы азота, которые о дождевыми водами попадают в почву. В результате таких электро- и фотохимических процессов на гектаре почвы в год фиксируется от 4 до 10 кг азота. Около 25 кг азота ва I га вносится с титлами микроорганизмов - фиксаторов азота в результате дыхания.

Весьма эффективно ввооят азот в почву бактерии, живущие в симбиозе с корнями бобовых. Они ассимилируют 150-400 кг азота на I га в год. Азот из почвы в виде нитратов поступает к корням растений, откуда транспортируется в листья, где используется для синтеза протеина.

Мертвые остатки организмов растений и животных в почве подвергаются воздействию микроорганизмов, при котором азот из органических соединений переводится в минеральные. Цри этом сначала образуется Шя аммонификация , затем нитриты и нитраты нитрификация. Основные доступные формы азота в почве: нитратная N03 и аммиачная ГШ. Ион нитрита N0 может использоваться растениями, но обычно он нестоек, а в больших количествах токсичен.

Превращение соединений, содержащих азот, в доступные растениям формы представляет собой азотный цикл. Этот круговорот азота от элемента до белка и обратно является в основном биологическим процессом рис.

Главная роль азота заключается в том, что он входит в состав жизненно важных структур организма - аминокислот белка, а также нуклеиновых кислот. От растений-продуцентов азотсодержащие соединения переходят к консументам, из органических соединений азот выделяется в виде аммиака или мочевины рис.

В дальнейшем в процессах окисления азота аммиака нитрификации образуются нитраты, способные ассимилироваться корнями растений. Часть нитритов и нитратов в процессе денитрификации восстанавливается до молекулярного азота, поступающего в атмосферу.

Все эти химические превращения возможны в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, в частности свободноживущих аэробных и анаэробных бактерий, сине-зеленых и пурпурных водорослей. Так, хемосинтетики нит-розомонас превращают аммиак в нитриты, а нитробак тер - в нитриты и нитраты. Как правило, азот следует за углеродом, вместе с которым он участвует в образовании всех протеиновых веществ.

Кроме того, круговорот азота имеет важнейшее значение для сельскохозяйственного производства. Азот фиксируют также пурпурные и зеленые фотосинтезирующие бактерии, различные почвенные бактерии.

Гржиме-ку, 1988 Вместе с азотом наличие фосфора в системе удовлетворяет ос-новые потребности в питательных веществах. Круговорот фосфора проще, чем круговорот азота; он ограничен лишь землей и водой, поэтому его циркуляция зависит от запасов фосфора в горных породах и в осадках. Водная система представляет собой конечный пункт его движения, которое, таким образом, является односторонним из земли в воду. При этом можно ожидать, что фосфора как питательного вещества может не хватить и он станет лимитировать или определять развитие питательной среды.

Круговорот азота приведен на рис. Поглощение его растениями ограничено, так как они усваивают азот только в форме соединения его с водородом и кислородом. Редуценты деструкторы , а конкретно почвенные бактерии, постепенно разлагают белковые вещества отмерших организмов и превращают их в аммонийные соединения, нитраты и нитриты.

Часть нитратов попадает в процессе круговорота в подземные воды и загрязняет их. Атмосфера богата азотом; тем не менее он не может быть непосредственно использован, поскольку большинство биологических форм не усваивает газообразный азот. Для того чтобы газообразный азот атмосферы мог быть использован в биологических процессах, он должен быть превращен в органические мочевина, белок, нуклеиновая кислота и неорганические соединения.

Поэтому в круговороте азота самым существенным является наличие резервуаров неорганических и органических соединений азота. Бактерии родов азотобактер или ризобиум способны путем ферментативного расщепления молекул N3 фиксировать атмосферный азот и делать его доступным корневым системам растений. Модель круговорота азота в водной экосистеме без донных отложений.

Поскольку большинство растений и животных не может использовать атмосферный азот N3 , то он конвертируется почвенными азот-фиксирущими бактериями, корневой системой бобовых растений и цианобактериями в нитриты М02 , а затем в нитраты N0,.

Этот процесс получил название нитрификации. Растения восстанавливают нитраты, т. Круговорот азота далее заключается в том, что почвенные микроорганизмы разрушают животные отходы и остатки мертвых организмов, в результате чего освобождается аммоний, который конвертируется нитрифицирующими бактериями в растворимые соли нитратов, используемые в производстве белков в растениях.

В результате поедания растений травоядными животными растительные белки в их организме превращаются в животные. Круговороты серы и азота иллюстрируют ключевую роль микроорганизмов, а также роль нарушений, связанных с промышленным загрязнением воздуха. Для удобрения полей естественным путем в сельском хозяйстве успешно используют азотфиксацию бобовыми растениями. Для этого поля периодически засевают соответствующими культурами, а затем их запахивают в почву. Как известно, воздух почти на 4Д состоит из молекулярного азота.

И хотя он недоступен высшим растениям, но усваивается некоторыми микроорганизмами, в частности клубеньковыми бактериями, которые живут на корнях бобовых культур. Эти бактерии снабжают азотистой пищей не только бобовые. При запахивании в почву пожнивных остатков и разложении корней остается достаточное количество азота для культуры, высеваемой после бобовых, особенно после клевера и люцерны.

С органическими удобрениями вносится не только органическое вещество, стимулирующее жизнедеятельность микроорганизмов, но и разнообразная микрофлора например, с навозом , ускоряющая разложение органического вещества почвы. Минеральные удобрения повышают интенсивность биологических процессов в почве, так как являются источником питания микробов азотом, фосфором, калием, кальцием и другими элементами.

В круговороте азота в земледелии процессы нитрификации наряду с положительным значением играют и отрицательную роль, так как нитраты могут не только накопляться в почве, но вследствие своей подвижности и вымываться из нее. Кроме того, А. При попадании в окружающую среду А. Поэтому он играет большую роль в круговороте азота в природе.

Для своей жизнедеятельности и лучшего усвоения азота из воздуха азотобактер требует определенных внешних условий. Важнейшими из этих условий являются: реакция среды — близкая к нейтральной, хороший доступ воздуха, наличие органиче- ских веществ, растворимых минеральных солей кальция, фосфора и калия, достаточная влажность почвы.

При наличии благоприятных условий этот микроб может накопить за лето до 40—50 кг азота на гектар. Наряду с этим азотобактер синтезирует вещества, ускоряющие рост растений и усиливающие деятельность других полезных микробов в почве. За год бактериями фиксируется 160—170 млн т азота. Важная роль простейших в этом процессе заключается в том, что они ускоряют круговорот азота и выделяют его в наиболее приемлемой для бактерий форме.

Дестабилизация биологических процессов ведет к ухудшению гидрохимического режима и санитарного состояния водоемов, снижению рыбопродуктивности.

При таких условиях интенсификационные мероприятия не дают желаемого результата. Поэтому проведение агромелиоративных работ на прудах является неотъемлемой частью технологии ведения интенсивного рыбоводного хозяйства.

Так, Ф. Противоположного мнения придерживался Д. Пряниш-ников 1945. Он считал, что нитратный азот в растениях, прежде чем войти в состав молекул синтезируемых аминокислот, а затем и белков, обязательно должен восстанавливаться до аммиака. В этой работе на основании безупречных экспериментов он доказал, что круговорот азота в организме идет от аммиака к белку и обратно, от белка к аммиаку.

Аммиачный азот, согласно взглядам Ппянишникова 1945 , входит в соединение с ненасыщенными органическими кислотами фумаровой или же входит в реакцию с декарбоновыми кетокислотами при одновременном восстановлении группы последней. Известно, что избыточное содержание нитрит-ионов является токсичным для многих организмов, обитающих в водной среде, а избыток нитрат-ионов представляет опасность для здоровья человека и стимулирует чрезмерный рост водорослей.

Первоначально круговорот азота был относительно стабилен и содержание азотсодержащих соединений было таково, что с помощью денитрификации в круговорот возвращался весь фиксированный азот. Но вследствие возросшего применения удобрений и увеличения объема производств, дающих азотсодержащие отходы, прежней стабильности существовать не может. Отходы органического происхождения от постепенно увеличивающегося населения также вносят свой вклад в эту проблему, и в результате бактерии, ответственные за денитрификацию, начинают отставать от этих темпов.

В конце концов станет теоретически возможным сосуществование в одном и том же районе нитратов и нитритов в высокой концентрации с соответствующими вредными последствиями. Прянишников доказывал, что для нашей страны более перспективно не травополье, а интенсивные плодосменные севообороты. Именно они пришли на смену трехполью зернового типа, господствовавшему на протяжении тысячи лет в Западной Европе. При трехполье треть земли пустовала поздний пар , а две трети засевались зерновыми культурами.

Бобовые не возделывали, что исключало возможность мобилизации азота воздуха с помощью клубеньковых бактерий и отрицательно сказывалось на азотном питании растений и круговороте азота в земледелии. В этом севообороте почти отсутствовали пропашные, в том числе картофель и корнеплоды, что приводило к засоренности полей и постоянному недостатку кормов. На протяжении столетий крестьянское хозяйство за исключением кулацкой верхушки не могло вырваться из порочного круга, отмеченного известным русским агрономом XVIII в.

Круговорот азота

Основная часть атмосферного азота находится в свободной форме см. В процессе связывания молекулы азота расщепляются, давая возможность отдельным атомам азота участвовать в химических реакциях с другими атомами, например с кислородом, и таким образом мешая им вновь объединиться в молекулу азота. Связь между атомами азота и другими атомами достаточно слабая, что позволяет живым организмам усваивать атомы азота. Круговорот азота представляет собой ряд замкнутых взаимосвязанных путей, по которым азот циркулирует в земной биосфере.

Поиск по сайту: Круговорот азота Круговорот азота. Атмосферный молекулярный азот служит основным источником для перевода азота в состав сложных органических веществ. Предварительно он переходит в доступные живым организмам соединения. Это может происходить различными путями, например при фотохимической фиксации азота или при грозах с образованием смеси [ 10х оксидов азота. Последние с дождевыми водами попадают в почву в виде селитры нитратов аммония, натрия, калия, кальция и др. Далее азот в результате деятельности азотфиксирующих микроорганизмов переводится в сложные органические соединения — протеиды. Они представляют собой соединения белков протеинов с небелковыми веществами, например с углеводами или жироподобными. Азот наиболее эффективно фиксируется бактериями, находящимися в симбиотической связи с бобовыми и другими растениями.

Азотные удобрения Из аммиака и азотной кислоты получают разнообразные азотные и комплексные удобрения. Из твердых азотных удобрений наиболее концентрированным является мочевина CO NH2 2. Также широко применяется нитрат аммония — аммонийная селитра, содержание в ней азота выше, чем в других нитратах. В качестве комплексного удобрения, содержащего калий и азот, используется калийная селитра. Круговорот азота в природе Круговорот азота в природе представим в виде схемы.

Круговорот азота в биосфере (по Б. Гржиме-ку, ), Круговорот азота Структурная схема круговорота азота, Структурная схема круговорота азота​. Охватывает всю биосферу, а также атмосферу, литосферу, гидросферу. Рисунок – Структурная схема круговорота азота. (по Н. И. Николайкину,​. Факторы, влияющие на круговорот азота в антропогенных. Круговорот азота в. и азота. В биосфере схема. В биосфере круговорот. Круговорот азота.

Лекция 12. Биологический круговорот, круговорот азота, кислорода, углерода 12.

Связь этих атомов весьма прочная. Когда молекулы нитрогена расщепляются, атомы N принимают участие в различных реакциях, соединяясь с атомами иных элементов. Довольно часто N соединяется с оксигеном. Поскольку в таких веществах связь нитрогена с другими атомами весьма слабая, то он хорошо усваивается живыми организмами. Как протекает круговорот нитрогена Нитроген циркулирует в окружающей среде по путям замкнутым и взаимосвязанным. В первую очередь, N выделяется при распаде веществ в грунте.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Круговорот азота в природе