窒素は植物および動物のタンパク質の重要な成分であり、したがって、すべての生命に不可欠です。窒素は空気中の最も豊富な元素ですが、ほとんどの生物は大気中の窒素を使用できません。窒素サイクルは、大気中の窒素を生物学的に使用可能な形に変換します。ただし、この自然なプロセスは、肥料の使用によって悪影響を受ける可能性があります。
空気は78％窒素です。窒素固定
窒素サイクルは、使用不可能な大気窒素を取り込んで固定された形に変換する生物学的プロセスから始まります。アルファルファや豆などの降水作物やマメ科作物は、空気中の窒素を土壌や水路に蓄積します。細菌と藻類は窒素と水素を結合してアンモニアを形成します。
吸収
いくつかの植物は土壌中のアンモニアを使用していますが、アンモニアはほとんどの生物に有毒です。土壌中の細菌は、アンモニアをより使いやすく毒性の低い亜硝酸塩と硝酸塩に変換することにより、窒素循環を続けます。植物はこれらの窒素化合物を根から吸収します。動物や他の生物は、植物を食べたり、植物を食べた他の動物や生物を食べたりして、窒素化合物を吸収します。細菌は未使用の硝酸塩を大気中の窒素に変換します。
サイクルが続く
窒素サイクルは、動物の排泄物や腐敗する植物や動物が土壌に窒素を蓄積するにつれて再び始まり、降水は大気中の窒素を土壌に蓄積します。細菌と藻類は再び窒素をアンモニアに変換し、サイクルが続きます。
問題点
窒素循環は、土壌に窒素を追加する自然なプロセスです。しかし、肥料の使用により、土壌中の使用可能な窒素の量が増加しました。余分な窒素は、農業の観点から、土壌中のより多くの栄養素が収穫量の多い作物を意味するという点で魅力的なようです。残念ながら、作物の生産を通じて作られた生態系を含む生態系では、窒素の必要量が限られています。植物によって吸収されず、バクテリアによって大気に戻せない過剰な窒素は、土壌の深部へと浸出してサイクルから外れ、地下水の供給を汚染し、有毒な藻類の繁殖を促進します。
