ผลต่างระหว่างรุ่นของ "วัฏจักรไนโตรเจน"

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
บรรทัด 1: บรรทัด 1:
[[ไฟล์:Nitrogen Cycle.jpg|right|thumb|500px|right|วัฏจักรไนโตรเจน]]
{{รอการตรวจสอบ}}
'''วัฏจักรไนโตรเจน {{(lang-en|Nitrogen Cycle}}) '''คือ[[วัฏจักรทางชีวธรณีเคมี]]ซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของ[[ไนโตรเจน]]และสารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ
[[ภาพ:Nitrogen Cycle.jpg|right|thumb|500px|right|วัฏจักรไนโตรเจน]]
'''วัฏจักรไนโตรเจน (Nitrogen Cycle) '''คือ[[วัฏจักรทางชีวธรณีเคมี]]ซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของ[[ไนโตรเจน]]และสารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ


== หลักการแปลงสภาพพื้นฐาน ==
== หลักการแปลงสภาพพื้นฐาน ==
บรรทัด 9: บรรทัด 8:


== การตรึงไนโตรเจน ==
== การตรึงไนโตรเจน ==
===สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้===
=== สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้ ===
สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้มี 2 กลุ่มใหญ่ๆคือ
สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้มี 2 กลุ่มใหญ่ๆคือ
* จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนได้อย่างเป็นอิสระ ในดินจะเป็นกิจกรรมของจุลินทรีย์ เช่น ''Azotobactor'', ''Beijerinckia'', ''Pseudomonas'', ''Rlebsiella'' และ[[แอกติโนมัยสีต]]บางตัว โดยทั่วไปอัตราการตรึงไนโตรเจนจะต่ำ เว้นแต่เมื่อเข้าไปอยู่ใน[[ไรโซสเฟียร์]]และได้รับสารอินทรีย์จาก[[รากพืช]] อัตราการตรึงไนโตรเจนจะสูงขึ้น ในน้ำจะเป็นกิจกรรมของ[[สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน]] เช่น ''Anabeana'', ''Nostoc'', ''Aphanizomehon'',''Gloeotrichia'', ''Calothrix'' <ref>Atlas,R.M. and R. Bartha. 1998. Microbial Ecology: Fundamental and Aplication 4 edition. Menlo Park. Benjamin/Cummings. Science Plubishing. </ref>
* จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนได้อย่างเป็นอิสระ ในดินจะเป็นกิจกรรมของจุลินทรีย์ เช่น ''Azotobactor'', ''Beijerinckia'', ''Pseudomonas'', ''Rlebsiella'' และ[[แอกติโนมัยสีต]]บางตัว โดยทั่วไปอัตราการตรึงไนโตรเจนจะต่ำ เว้นแต่เมื่อเข้าไปอยู่ใน[[ไรโซสเฟียร์]]และได้รับสารอินทรีย์จาก[[รากพืช]] อัตราการตรึงไนโตรเจนจะสูงขึ้น ในน้ำจะเป็นกิจกรรมของ[[สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน]] เช่น ''Anabeana'', ''Nostoc'', ''Aphanizomehon'',''Gloeotrichia'', ''Calothrix'' <ref>Atlas,R.M. and R. Bartha. 1998. Microbial Ecology: Fundamental and Aplication 4 edition. Menlo Park. Benjamin/Cummings. Science Plubishing. </ref>
* จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนเมื่ออยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่น มีหลายกลุ่มได้แก่ <ref>Elken, G.H. 1992. Biological nitrogen fixation system in tropical ecosystem: an overview. ''In'' Biological Nitrogen Fixation and Sustainability of Tropical Agriculture. K. Mulongoy, M. Gueye and D.S.C. Spancer, eds. John Wieley and Sons. </ref>
* จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนเมื่ออยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่น มีหลายกลุ่มได้แก่ <ref>Elken, G.H. 1992. Biological nitrogen fixation system in tropical ecosystem: an overview. ''In'' Biological Nitrogen Fixation and Sustainability of Tropical Agriculture. K. Mulongoy, M. Gueye and D.S.C. Spancer, eds. John Wieley and Sons. </ref>
** [[แบคทีเรีย]] ''Frankia''เป็นการเกิดปมระหว่าง Actinorhizea (''Frankia'')กับ[[พืชใบเลี้ยงคู่]]ที่ไม่ใช่[[พืชตระกูลถั่ว]] ส่วนใหญ่เป็นไม้พุ่มหรือไม้ยืนต้น พบในเขตอบอุ่น แต่ก็มีหลายชนิดพบในเขตร้อนด้วย เช่น ''Purshia tridenta'' ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจในแอฟริกา หรือ[[สนประดิพัทธิ์]]และ[[สนทะเล]] (Casuarina)ที่ปลูกได้ในประเทศไทย ''Frankia'' เป็นแบคทีเรียที่พบในปมของพืชที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว เป็นสกุลที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับ[[แอกติโนมัยสีท]] แบ่งได้เป็นกลุ่มที่สร้างสปอแรงเจียภายในปม ซึ่งเจริญได้ช้า ตรึงไนโตรเจนได้น้อย คัดแยกให้บริสุทธิ์ได้ยาก กับกลุ่มที่ไม่สร้างสปอแรงเจีย ที่เจริญได้เร็วกว่า
** [[แบคทีเรีย]] ''Frankia''เป็นการเกิดปมระหว่าง Actinorhizea (''Frankia'') กับ[[พืชใบเลี้ยงคู่]]ที่ไม่ใช่[[พืชตระกูลถั่ว]] ส่วนใหญ่เป็นไม้พุ่มหรือไม้ยืนต้น พบในเขตอบอุ่น แต่ก็มีหลายชนิดพบในเขตร้อนด้วย เช่น ''Purshia tridenta'' ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจในแอฟริกา หรือ[[สนประดิพัทธิ์]]และ[[สนทะเล]] (Casuarina) ที่ปลูกได้ในประเทศไทย ''Frankia'' เป็นแบคทีเรียที่พบในปมของพืชที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว เป็นสกุลที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับ[[แอกติโนมัยสีท]] แบ่งได้เป็นกลุ่มที่สร้างสปอแรงเจียภายในปม ซึ่งเจริญได้ช้า ตรึงไนโตรเจนได้น้อย คัดแยกให้บริสุทธิ์ได้ยาก กับกลุ่มที่ไม่สร้างสปอแรงเจีย ที่เจริญได้เร็วกว่า
** สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่อยู่ร่วมกับพืช ที่สำคัญคือ ''Anabeana'' ที่อยู่ร่วมกับ[[แหนแดง]] และ ''Nostoc'' ซึ่งอยู่ร่วมกับ[[ปรง]] และ[[ไลเคน]] อย่างไรก็ตาม สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินมีแหล่งอาศัยที่หลากหลายกว่าระบบการตรึงไนโตรเจนอื่นๆ และที่น่าสังเกตคือในขณะที่ไรโซเบียมและ ''Frankia'' อยู่ร่วมกับพืชชั้นสูง แต่สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินจะอยู่ร่วมกับพืชที่มีวิวัฒนาการต่ำกว่า เช่น ไลเคน [[ลิเวอร์เวิร์ต]] [[เฟิน]] [[จิมโนเสปิร์ม]] เป็นต้น
** สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่อยู่ร่วมกับพืช ที่สำคัญคือ ''Anabeana'' ที่อยู่ร่วมกับ[[แหนแดง]] และ ''Nostoc'' ซึ่งอยู่ร่วมกับ[[ปรง]] และ[[ไลเคน]] อย่างไรก็ตาม สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินมีแหล่งอาศัยที่หลากหลายกว่าระบบการตรึงไนโตรเจนอื่นๆ และที่น่าสังเกตคือในขณะที่ไรโซเบียมและ ''Frankia'' อยู่ร่วมกับพืชชั้นสูง แต่สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินจะอยู่ร่วมกับพืชที่มีวิวัฒนาการต่ำกว่า เช่น ไลเคน [[ลิเวอร์เวิร์ต]] [[เฟิน]] [[จิมโนเสปิร์ม]] เป็นต้น
** [[ไรโซเบียม]]ที่อยู่ในปมของพืชตระกูลถั่ว เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับระบบอื่นๆ
** [[ไรโซเบียม]]ที่อยู่ในปมของพืชตระกูลถั่ว เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับระบบอื่นๆ


===การเปลี่ยนรูปของไนโตรเจนหลังการตรึง===
=== การเปลี่ยนรูปของไนโตรเจนหลังการตรึง ===
เมื่อก๊าซไนโตรเจนถูกตรึงโดยสิ่งมีชีวิต จะอยู่ในรูป[[แอมโมเนียมอิออน]] ส่วนหนึ่งจะนำไปใช้ในกระบวนการสร้างสารอินทรีย์ ส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นไนไตรล์ และ[[ไนเตรตอิออน]] โดยแบคทีเรีย ''Nitrosomonas'' และ N''itrobactor'' ตามลำดับ กระบวนการนี้เรียกว่าไนตริฟิเคชัน ในขณะที่ไนโตรเจที่อยู่ในสารอินทรีย์เมื่อถูกย่อยสลายจะได้แอมโมเนียมอิออนเช่นเดียวกัน
เมื่อก๊าซไนโตรเจนถูกตรึงโดยสิ่งมีชีวิต จะอยู่ในรูป[[แอมโมเนียมอิออน]] ส่วนหนึ่งจะนำไปใช้ในกระบวนการสร้างสารอินทรีย์ ส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นไนไตรล์ และ[[ไนเตรตอิออน]] โดยแบคทีเรีย ''Nitrosomonas'' และ N''itrobactor'' ตามลำดับ กระบวนการนี้เรียกว่าไนตริฟิเคชัน ในขณะที่ไนโตรเจที่อยู่ในสารอินทรีย์เมื่อถูกย่อยสลายจะได้แอมโมเนียมอิออนเช่นเดียวกัน


บรรทัด 23: บรรทัด 22:


== อ้างอิง ==
== อ้างอิง ==
{{รายการอ้างอิง}}
<references />

[[หมวดหมู่:นิเวศวิทยา]]
[[หมวดหมู่:นิเวศวิทยา]]
[[หมวดหมู่:ปฐพีศาสตร์]]
[[หมวดหมู่:ปฐพีศาสตร์]]

รุ่นแก้ไขเมื่อ 23:19, 6 พฤษภาคม 2552

วัฏจักรไนโตรเจน

วัฏจักรไนโตรเจน แม่แบบ:(lang-en) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของไนโตรเจนและสารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ

หลักการแปลงสภาพพื้นฐาน

แหล่งกำเนิดหลักของไนโตรเจนนั้นมาจากอากาศ ซึ่งอยู่ในรูปของ N2 ในอากาศอยู่ประมาณ 78% ก๊าซไนโตรเจนนี้คือส่วนสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาหลายกระบวนการ เช่นการที่ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในกรดอะมิโน (ที่จริงแล้วคำว่า "อะมิโน" มาจากก๊าซแอมโมเนียซึ่งมีไนโตรเจนประกอบเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่) , เป็นองค์ประกอบในโปรตีน และเป็นสารหลักๆ ในสารทั้ง 4 ที่อยู่ในกรดนิวคลีอิกต่างๆ เช่น DNA วัฏจักรไนโตรเจนเป็นส่วนที่จำเป็นในการแปลงสภาพจากไนโตรเจนในรูปของก๊าซไปสู่รูปแบบสารที่สิ่งมีชีวิตสามารถนำไปใช้ได้

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการไนโตรเจนในรูปแบบต่างๆกัน แต่มีสิ่งมีชีวิตไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ตรึงก๊าซไนโตรเจนจากบรรยากาศมาใช้ได้

การตรึงไนโตรเจน

สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้

สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้มี 2 กลุ่มใหญ่ๆคือ

  • จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนได้อย่างเป็นอิสระ ในดินจะเป็นกิจกรรมของจุลินทรีย์ เช่น Azotobactor, Beijerinckia, Pseudomonas, Rlebsiella และแอกติโนมัยสีตบางตัว โดยทั่วไปอัตราการตรึงไนโตรเจนจะต่ำ เว้นแต่เมื่อเข้าไปอยู่ในไรโซสเฟียร์และได้รับสารอินทรีย์จากรากพืช อัตราการตรึงไนโตรเจนจะสูงขึ้น ในน้ำจะเป็นกิจกรรมของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน เช่น Anabeana, Nostoc, Aphanizomehon,Gloeotrichia, Calothrix [1]
  • จุลินทรีย์ที่ตรึงไนโตรเจนเมื่ออยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่น มีหลายกลุ่มได้แก่ [2]
    • แบคทีเรีย Frankiaเป็นการเกิดปมระหว่าง Actinorhizea (Frankia) กับพืชใบเลี้ยงคู่ที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว ส่วนใหญ่เป็นไม้พุ่มหรือไม้ยืนต้น พบในเขตอบอุ่น แต่ก็มีหลายชนิดพบในเขตร้อนด้วย เช่น Purshia tridenta ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจในแอฟริกา หรือสนประดิพัทธิ์และสนทะเล (Casuarina) ที่ปลูกได้ในประเทศไทย Frankia เป็นแบคทีเรียที่พบในปมของพืชที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว เป็นสกุลที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับแอกติโนมัยสีท แบ่งได้เป็นกลุ่มที่สร้างสปอแรงเจียภายในปม ซึ่งเจริญได้ช้า ตรึงไนโตรเจนได้น้อย คัดแยกให้บริสุทธิ์ได้ยาก กับกลุ่มที่ไม่สร้างสปอแรงเจีย ที่เจริญได้เร็วกว่า
    • สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินที่อยู่ร่วมกับพืช ที่สำคัญคือ Anabeana ที่อยู่ร่วมกับแหนแดง และ Nostoc ซึ่งอยู่ร่วมกับปรง และไลเคน อย่างไรก็ตาม สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินมีแหล่งอาศัยที่หลากหลายกว่าระบบการตรึงไนโตรเจนอื่นๆ และที่น่าสังเกตคือในขณะที่ไรโซเบียมและ Frankia อยู่ร่วมกับพืชชั้นสูง แต่สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินจะอยู่ร่วมกับพืชที่มีวิวัฒนาการต่ำกว่า เช่น ไลเคน ลิเวอร์เวิร์ต เฟิน จิมโนเสปิร์ม เป็นต้น
    • ไรโซเบียมที่อยู่ในปมของพืชตระกูลถั่ว เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับระบบอื่นๆ

การเปลี่ยนรูปของไนโตรเจนหลังการตรึง

เมื่อก๊าซไนโตรเจนถูกตรึงโดยสิ่งมีชีวิต จะอยู่ในรูปแอมโมเนียมอิออน ส่วนหนึ่งจะนำไปใช้ในกระบวนการสร้างสารอินทรีย์ ส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นไนไตรล์ และไนเตรตอิออน โดยแบคทีเรีย Nitrosomonas และ Nitrobactor ตามลำดับ กระบวนการนี้เรียกว่าไนตริฟิเคชัน ในขณะที่ไนโตรเจที่อยู่ในสารอินทรีย์เมื่อถูกย่อยสลายจะได้แอมโมเนียมอิออนเช่นเดียวกัน

การเปลี่ยนแอมโมเนียมอิออนไปเป็นไนเตรตอิออนมีผลต่อการเคลื่อนย้ายของไนโตรเจนในดิน เพราะไนเตรตอิออนละลายน้ำได้ดีถูกดูดซับโดยออนุภาคของดินได้น้อย จึงถูกชะและพัดพาไปโดยกระแสน้ำได้ง่าย นอกจากนั้น ไนเตรตอิออนส่วนหนึ่งจะถูกใช้โดย Denitrifying bacteria ได้เป็นก๊าซไนโตรเจนซึ่งจะระเหยออกจากดินกลับสู่ชั้นบรรยากาศในที่สุด [3]

อ้างอิง

  1. Atlas,R.M. and R. Bartha. 1998. Microbial Ecology: Fundamental and Aplication 4 edition. Menlo Park. Benjamin/Cummings. Science Plubishing.
  2. Elken, G.H. 1992. Biological nitrogen fixation system in tropical ecosystem: an overview. In Biological Nitrogen Fixation and Sustainability of Tropical Agriculture. K. Mulongoy, M. Gueye and D.S.C. Spancer, eds. John Wieley and Sons.
  3. Atlas, 1998