نام فایل : مكانيسم-تثبيت-بيولوژيكي-ازت-57-ص

فرمت : .doc

تعداد صفحه/اسلاید : 61

حجم : 3428 کیلوبایت

مقدمه
ازت به عنوان يك عنصر كليدي در ساختمان بسياري از تركيبات موجود در سلولهاي گياهي مطرح است. اين عنصردر فسفونوكلئوتيد و اسيدهاي آمينه هم وجود دارد كه اين تركيبات نيز به نوبة خود به ترتيب اسيدهاي نوكلئيك و پروتئينها را مي‌سازند. دسترسي به ازت براي گياهان زراعي از عوامل مهمّ محدود‌كنندة توليدات كشاورزي است. اين واقعيت كه فقط اكسيژن، كربن و هيدروژن بيش از ازت در سلولهاي گياهي وجود دارند، مبيّن اهميّت اين عنصراست.
در بيوسفر، ازت به اشكال متفاوتي وجود دارد. 78% حجم هواي اتمسفر را ازت ملكولي (
N
2
) تشكيل مي‌دهد. در بسياري از موارد اين مقدار فراوان ازت مستقيماً در دسترس گياهان قرار نمي‌گيرد. استفاده از ازت اتمسفر، مستلزم شكستن پيوند سه‌گانه بين اتمهاي (
N = N
)

آن است كه گياهان عالي مستقيماً و به تنهايي توان انجام اين واكنش را ندارند. از سوي ديگر اشكال نيتراته و آمونياكي ازت به راحتي جذب گياه مي‌گردند(فصل 5). مصرف گياهان توسط حيوانات علفخوار موجب حركت بيشتر ازت در زنجيره‌هاي غذايي مي‌شود و ازت سرانجام از طريق تجزية اجساد حيوانات و گياهان به زمين بازمي‌گردد. اين مراحل بخشي از چرخة ازت را تشكيل مي‌دهند.
تبديل ازت مولكولي به اشكال ديگر آن نظير نيترات يا آمونياك را تثبيت ازت مي‌گويند. اين فرايند در غالب فرايندهاي طبيعي و مصنوعي قابل انجام است. درشرايط دماي بالا (حدود
C
ْ200 ) و فشار بالا حدود (200 اتمسفر)، ازت مولكولي با هيدروژن تركيب شده و آمونياك (
NH
3
) توليد مي‌شود. براي انجام اين واكنش شرايط خاصي لازم است تا براي انرژي فعّال بالاي آن غلبه كند. اين واكنش كه به نام فرايند هابر موسوم است نقطة آغازين در توليدات متنوع صنعتي و كشاورزي به شمار مي‌آيد. در جهان سالانه حدود 50 ميليون تن ازت به روش صنعتي تثبيت مي‌گردد.
اين مقدار حدود 12% از كلّ ذخيرة اتمسفر را شامل مي‌شود كه سالنه از آن خارج مي‌شود (شكل 2-12، ب) (مارشنر، 1986). فرايند هاي طبيعي سهم بيشتري در تثبيت ازت دارند (وسويچ، 1983). 10% ازكلّ ازتي كه به روش طبيعي تثبيت مي‌گردد، ناشي از رعدو برق است. رعدو برق سبب مي‌شود كه راديكالهاي آزاد هيدروكسيل، اتمهاي آزاد هيدروژن، اتمهاي آزاد اكسيژن حاصل از بخار آب و اكسيژن موجود در اتمسفر و تركيباتي فعالي از اين قبيل، با نيتروژن مولكولي تركيب شده و توليد اسيد نيتريك (
HNO
3

) نمايند، كه اين تركيب نيز توسط آب باران به زمين مي‌رسد. بخش بسيار كوچكي از تثبيت ازت ناشي از واكنشهاي فتوشيميايي با دخالت اكسيد نيتريت گازي و اُزن در استراتوسفر است. اسيد نيتريكي كه به اين ترتيب توليد مي‌شود سرانجام به بخشهاي پايينتر اتمسفر راه يافته واز آنجا نيز توسط باران به زمين مي‌رسد.
90% باقيماندة تثبيت ازت، به روش طبيعي و توسط ميكروارگانيسم ها و از طريق فرايندي كه اصطلاحاً تثبيت بيولوژيكي ازت ناميده مي‌شود انجام مي‌شود (شكل 1-12، ب). تثبيت بيولوژيكي ازت توسط باكتريهاي آزادزي شامل سيانو باكتريها و باكتريهاي همزيست با گياهان انجام مي‌گيرد (بوريس، 1976؛ مارشنر، 1986). اين موجودات داراي يك سيستم آنزيمي هستند كه قادر است ازت مولكولي را تجزيه كند. از نقطه نظر كشاورزي نيز تثبيت بيولوژيكي ازت اهميت زيادي داشته و منبع مهمي براي ازت خاك محسوب مي‌گردد، چرا كه نياز گياهان زراعي صرفاً از طريق كودهاي شيميايي تأمين نمي‌گردد (شوبرت و ولك، 1982).
واكنشهاي چرخه ازت كه نهايتاً سبب تثبيت آن مي‌گردند، شامل تغيير اشكال تثبيت شده و بازگشت ازت به اتمسفر نيز مي‌گردد. اشكال آلي ازت نظير اسيدهاي آمينه كه از طريق تجزيه بقاياي گياهي و حيواني به خاك برمي‌گردند، طيّ فرايند آمونياكي شدن به آمونياك تبديل مي‌گردند. باكتريها و قارچهاي موجود در خاك ازت آمونياكي را به آمونياك آزاد تبديل مي‌كنند.
اين نيز به نوبة خود مي‌تواند با اجزاي موجود در خاك تركيب شده و نمكهاي آمونيومي توليد كند، همچنين آمونياك آزاد شده مي‌تواند در ابتدا به نيتريت
(
...