المهمة التي تحول فيها البكتيريا والبرق النيتروجين لـ مركبات مفيدة للنباتات هي

هي تكون المهمة التي تقوم بها البكتيريا والبرق بتحويل النيتروجين لـ مركبات مفيدة للنباتات نظرًا لأن دورة النيتروجين في الطبيعة مهمة لتوفير المواد النيتروجينية ، فهي عملية مهمة جدًا وفي هذه المقالة سنتحدث عن دورة النيتروجين في النظم البيئية بالتفصيل.

المهمة التي تقوم بها البكتيريا والبرق بتحويل النيتروجين لـ مركبات مفيدة للنباتات

المهمة التي تقوم بها البكتيريا والبرق بتحويل النيتروجين لـ مركبات مفيدة للنباتات عملية تثبيت النيتروجين (بالإنجليزية: Nitrogen Fixation) هي عملية يتم من خلالها تحويل النيتروجين الجزيئي في الهواء لـ أمونيا ، وفي الحقيقة النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي هو ثنائي نيتروجين جزيئي ، وهو جزيء غير تفاعلي نسبيًا ولا يساعد في التمثيل الغذائي لكافة الكائنات الحية الدقيقة. مع استثناءات قليلة ، يعد تثبيت النيتروجين ضروريًا للحياة لأن مركبات النيتروجين غير العضوية الثابتة مطلوبة للتخليق الحيوي لكافة المركبات العضوية المحتوية على النيتروجين مثل الأحماض الأمينية والبروتينات ونيوكليوزيد ثلاثي الفوسفات والأحماض النووية.

يتم تثبيت النيتروجين بشكل طبيعي عبر الكائنات الحية الدقيقة في التربة التي تسمى الديازوتروف ، بما في ذلك البكتيريا مثل الآزوتوباكتر والعتيقة ، ولها علاقات تكافلية مع بعض البكتيريا المرتبطة بالنيتروجين ، ومجموعات من النباتات ، وخاصة البقوليات ، وغالبًا ما يشار إليها لـ العلاقات التكافلية غير المتكافئة بين الديازوتروف. وجميع التفاعلات البيولوجية التي تنطوي على النباتات وتثبيت النيتروجين كعلاقة رابطة يتم تحفيزها بواسطة إنزيمات تسمى إنزيمات النيتروجين ، حيث تحتوي هذه الإنزيمات على الحديد وغالبًا ما تحتوي على معدن ثانٍ مثل الموليبدينوم بالحديد وأحيانًا الفاناديوم.

أنظر أيضا:

عمليات تثبيت النيتروجين

تثبيت النيتروجين هو أي عملية طبيعية أو صناعية تؤدي لـ إنتاج نيتروجين حر ، والنيتروجين الحر عبارة عن غاز خامل نسبيًا موجود في الهواء ليتم دمجه كيميائيًا مع عناصر أخرى لتكوين مركبات نيتروجين أكثر تشاركًا مثل الأمونيا والنترات. يوجد نيتريت و نوعان من عمليات تثبيت النيتروجين و هما كالتالي:

تثبيت النيتروجين في الطبيعة

يتم إصلاح كميات أكبر من النيتروجين ، مثل الأمونيا والنتريت والنترات ، بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في التربة ، وفي الطبيعة ، تم تحديد نوعين من الكائنات الحية الدقيقة المثبتة للنيتروجين ، البكتيريا المتكافئة والتكافلية ، حيث تغزو البكتيريا التكافلية المثبتة للنيتروجين شعر الجذور. تتكاثر هذه البكتيريا وتحفز تكوين العقيدات الجذرية ، وتحول البكتيريا النيتروجين الحر لـ أمونيا ، والتي يستخدمها النبات المضيف لتزدهر.

تثبيت النيتروجين الصناعي

لطالما استخدمت المواد النيتروجينية كأسمدة في الزراعة. في العصور القديمة ، كانت انبعاثات الأمونيا في صناعة الكوك تستخرج من الفحم وتستخدم في الزراعة على هذا النحو. وفي العقد الأول من القرن العشرين ، تم تحديث الكثير من عمليات تثبيت النيتروجين التجارية ، و كانت الطرق الثلاث الأكثر فعالية هي:

• مزيج النيتروجين والأكسجين المباشر: عندما يتم تسخين الهواء أو أي خليط انتهاء غير متصل من الأكسجين والنيتروجين لـ درجة حرارة عالية جدًا ، يتفاعل جزء صغير من الخليط لتكوين غاز أكسيد النيتريك ثم يتم تحويل أكسيد النيتريك كيميائيًا لـ نترات لاستخدامه كسماد.
• تشارك النيتروجين مع كربيد الكالسيوم: يتفاعل مع كربيد الكالسيوم في درجات حرارة عالية لتكوين سياناميد الكالسيوم ، والذي يتحلل لـ نيتروجين وأمونيا ويوريا.
• مزيج مباشر من النيتروجين والهيدروجين: إنها أسهل وأرخص عملية تثبيت للنيتروجين ، حيث يمكن دمج النيتروجين الموجود في الهواء مع الهيدروجين عند ضغط عالٍ ودرجات حرارة مرتفعة بشكل معتدل مع محفز نشط لإنتاج نسبة عالية من الأمونيا.

دورة النيتروجين في النظم البيئية

دورة النيتروجين هي عملية بيوجيوكيميائية تقوم بتحويل النيتروجين الخامل الموجود في الغلاف الجوي لـ شكل أكثر فائدة للكائنات الحية حيث ينتقل النيتروجين في دورته الطبيعية من الغلاف الجوي لـ التربة والكائن الحي والعودة لـ الغلاف الجوي ، وتشمل هذه الدورة عمليات مثل تثبيت النيتروجين ، وعملية النترجة ، ونزع النتروجين ، وعمليات التحلل والتحلل ، ويمكن تلخيص أهمية هذه الدورة على النحو التالي:

• تساعد النباتات في تصنيع الكلوروفيل من مركبات النيتروجين.
• يساعد على تحويل غاز النيتروجين الخامل لـ شكل يمكن استخدامه للنباتات عبر عملية كيميائية حيوية.
• في عملية التحلل ، تساعد البكتيريا على تحلل المواد الحيوانية والنباتية ، مما يساعد بشكل غير مباشر في تنظيف البيئة.
• يتم إطلاق النترات والنتريت التي تساعد على تزويد التربة بالمغذيات الأساسية للزراعة.
• النيتروجين جزء لا يتجزأ من الخلية ويشكل الكثير من المركبات الحيوية والجزيئات الحيوية المهمة.

أنظر أيضا:

في انتهاء هذا المقال سنعرف: المهمة التي تقوم بها البكتيريا والبرق بتحويل النيتروجين لـ مركبات مفيدة للنباتات شرحنا ماهية عمليات وطرق تثبيت النيتروجين وتثبيت النيتروجين ، وتحدثنا عن مدى أهمية هذه الدورة ، بالإضافة لـ نظرة عامة على دورة النيتروجين في الطبيعة.

المراجع

1. britannica.com، 02.07.2021

2. nature.com ، 02.07.2021

3. byjus.com ، 02.07.2021