Koloběh dusíku

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Zjednodušené schéma koloběhu dusíku. (pozn: nitritační a nitratační bakterie se někdy souhrnně nazývají bakterie nitrifikační

Koloběh dusíku je biogeochemický cyklus, který popisuje přeměnu dusíku a jeho sloučenin v přírodě. Velkou roli v koloběhu dusíku hrají organismy a zejména biologická fixace dusíku. Koloběh dusíku probíhá v několika fázích.

[editovat] Procesy v koloběhu dusíku

Dusík prochází, zejména díky organismům, na Zemi neustávajícím koloběhem. Posloupnost organických látek je: vzdušný dusík - amoniak - organické látky (nukleové kyseliny, nukleotidy) - amoniak - dusitany - dusičnany - vzdušný dusík.

[editovat] Diazotrofie

Podrobnější informace naleznete v článku biologická fixace dusíku.

Při biologické fixaci neboli diazotrofii se rozbíjí trojná vazba vzdušného dusíku (N₂)pomocí enzymu nitrogenáza. Dusík se zabuduje do amonných iontů (NH₄⁺)Tuto reakci zvládají jen některé prokaryotické organismy, které někdy využívají symbiotického svazku s vyššími rostlinami (bobovité, olše,…)

Na biologické fixaci se podílí mnoho skupin prokaryotních organismů, ale zejména různé bakterie včetně aktinomycet a sinic. Tyto organismy můžeme rozdělit do dvou skupin, podle toho, zda vytvářejí symbiotický vztah s vyššími rostlinami.

Symbiotičtí vazači dusíku (velmi často tzv. hlízkové bakterie): Rhizobium, Bradyrhizopodium, aktinomyceta Frankia, sinice Nostoc
Volně žijící vazači dusíku
- aerobní bakterie Azotobacter, Clostridium, žijí v půdě, slané i sladké vodě
- autotrofní sinice: sladkovodní Anabaena a Aphanizomenon, mořská sinice Trichodesmium

[editovat] Asimilace

Při asimilaci se začleňuje dusík do těla organismů.

Rostliny přijímají dusík jako dusičnany, případně jako amonné ionty přímo z půdy. Dusičnany jsou redukované na dusitany a posléze zabudovány do aminokyselin, nukleových kyselin, chlorofylu, a podobně.

U rostlin, které přijímají amoniak díky hlízkovým bakteriím, je práce s dusitany a dusičnany zjednodušená. Dusík díky potravnímu řetězci proniká od rostlin a bakterií k jejich predátorům, až na vrchol potravní pyramidy, a to v podobě rostlinných aminokyselin a nukleotidů, vyrobených z jejich fixovaného dusíku.

[editovat] Amonifikace

Amonifikace je přeměna dusíkatých organických látek zpět na amoniak. Tento jev zprostředkovávají rozkladači, tedy zejména bakterie a houby. Amonifikace je proto jedním z pochodů biologického rozkladu (mineralizace).

[editovat] Nitrifikace

Nitrifikace probíhá ve dvou fázích.

Nitritace - Nitritační bakterie převádějí amoniak na dusitany. Známá nitritační bakterie je Nitrosomonas.
Nitratace - Nitratační bakterie převádí dusitany na dusičnany. Známá nitratační bakterie je Nitrobacter.