ผลต่างระหว่างรุ่นของ "วัฏจักรไนโตรเจน"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
แทนที่ข้อความทั้งหมดด้วย " 555+" |
ล ย้อนการแก้ไขของ 101.109.212.22 (พูดคุย) ไปยังรุ่นก่อนหน้าโดย 110.168.164.153 |
||
| บรรทัด 1: | บรรทัด 1: | ||
[[ไฟล์:Nitrogen Cycle.jpg|right|thumb|500px|right|วัฏจักรไนโตรเจน]] |
|||
'''วัฏจักรไนโตรเจน''' ({{lang-en|Nitrogen Cycle}}) คือ[[วัฏจักรทางชีวธรณีเคมี]]ซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของ[[ไนโตรเจน]]และสารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ |
|||
== หลักการแปลงสภาพพื้นฐาน == |
|||
555+ |
|||
แหล่งกำเนิดหลักของไนโตรเจนนั้นมาจาก[[อากาศ]] ซึ่งอยู่ในรูปของ N<sub>2</sub> ในอากาศอยู่ประมาณ 78% ก๊าซไนโตรเจนนี้คือส่วนสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาหลายกระบวนการ เช่นการที่ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบใน[[กรดอะมิโน]] (ที่จริงแล้วคำว่า "อะมิโน" มาจากก๊าซซึ่งมีไนโตรเจนประกอบเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่) , เป็นองค์ประกอบใน[[โปรตีน]] และเป็นสารหลักๆ ในสารทั้ง 4 ที่อยู่ใน[[กรดนิวคลีอิก]]ต่างๆ เช่น [[กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก|DNA]] วัฏจักรไนโตรเจนเป็นส่วนที่จำเป็นในการแปลงสภาพจากไนโตรเจนในรูปของก๊าซไปสู่รูปแบบสารที่[[สิ่งมีชีวิต]]สามารถนำไปใช้ได้ |
|||
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการไนโตรเจนในรูปแบบต่างๆกัน แต่มีสิ่งมีชีวิตไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ตรึงก๊าซไนโตรเจนจากบรรยากาศมาใช้ได้ |
|||
== การตรึงไนโตรเจน == |
|||
=== สิ่งมีชีวิตที่ตรึงไนโตรเจนได้ === |
|||
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 Application 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> |
|||
** [[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 |
|||
** [[ไรโซเบียม]]ที่อยู่ในปมของพืชตระกูลถั่ว เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับระบบอื่นๆ |
|||
=== การเปลี่ยนรูปของไนโตรเจนหลังการตรึง === |
|||
เมื่อก๊าซไนโตรเจนถูกตรึงโดยสิ่งมีชีวิต จะอยู่ในรูป[[แอมโมเนียมอิออน]] ส่วนหนึ่งจะนำไปใช้ในกระบวนการสร้างสารอินทรีย์ ส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นไนไตรล์ และ[[ไนเตรตอิออน]] โดยแบคทีเรีย ''Nitrosomonas'' และ N''itrobactor'' ตามลำดับ กระบวนการนี้เรียกว่าไนตริฟิเคชัน ในขณะที่ไนโตรเจนที่อยู่ในสารอินทรีย์เมื่อถูกย่อยสลายจะได้แอมโมเนียมอิออนเช่นเดียวกัน |
|||
การเปลี่ยนแอมโมเนียมอิออนไปเป็นไนเตรตอิออนมีผลต่อการเคลื่อนย้ายของไนโตรเจนในดิน เพราะไนเตรตอิออนละลายน้ำได้ดีถูกดูดซับโดยออนุภาคของดินได้น้อย จึงถูกชะและพัดพาไปโดยกระแสน้ำได้ง่าย นอกจากนั้น ไนเตรตอิออนส่วนหนึ่งจะถูกใช้โดย Denitrifying bacteria ได้เป็นก๊าซไนโตรเจนซึ่งจะระเหยออกจากดินกลับสู่ชั้นบรรยากาศในที่สุด <ref>Atlas, 1998</ref> |
|||
== อ้างอิง == |
|||
{{รายการอ้างอิง}} |
|||
[[หมวดหมู่:นิเวศวิทยา]] |
|||
[[หมวดหมู่:ปฐพีศาสตร์]] |
|||
[[หมวดหมู่:การเผาผลาญไนโตรเจน]] |
|||
[[หมวดหมู่:เมแทบอลิซึม]] |
|||
[[af:Stikstofsiklus]] |
|||
[[ar:دورة النيتروجين]] |
|||
[[bg:Кръговрат на азота]] |
|||
[[ca:Cicle del nitrogen]] |
|||
[[cs:Koloběh dusíku]] |
|||
[[da:Kvælstofkredsløb]] |
|||
[[de:Stickstoffkreislauf]] |
|||
[[en:Nitrogen cycle]] |
|||
[[es:Ciclo del nitrógeno]] |
|||
[[et:Lämmastikuringe]] |
|||
[[eu:Nitrogenoaren zikloa]] |
|||
[[fa:چرخه نیتروژن]] |
|||
[[fi:Typen kierto luonnossa]] |
|||
[[fr:Cycle de l'azote]] |
|||
[[gl:Ciclo do nitróxeno]] |
|||
[[he:מחזור החנקן]] |
|||
[[id:Siklus nitrogen]] |
|||
[[it:Ciclo dell'azoto]] |
|||
[[ja:窒素循環]] |
|||
[[jv:Dhaur Nitrogén]] |
|||
[[ka:აზოტის ციკლი]] |
|||
[[kk:Азот айналымы]] |
|||
[[ko:질소의 순환]] |
|||
[[ml:നൈട്രജൻ ചക്രം]] |
|||
[[nl:Stikstofkringloop]] |
|||
[[pl:Obieg azotu w przyrodzie]] |
|||
[[pt:Ciclo do nitrogênio]] |
|||
[[ro:Circuitul azotului în natură]] |
|||
[[ru:Азотистый обмен почвы]] |
|||
[[simple:Nitrogen cycle]] |
|||
[[sl:Kroženje dušika]] |
|||
[[su:Daur nitrogén]] |
|||
[[sv:Kvävets kretslopp]] |
|||
[[ta:நைதரசன் சுழற்சி]] |
|||
[[tr:Azot döngüsü]] |
|||
[[uk:Азотний цикл]] |
|||
[[vi:Chu trình nitơ]] |
|||
[[zh:氮循环]] |
|||
รุ่นแก้ไขเมื่อ 19:31, 19 พฤศจิกายน 2555
วัฏจักรไนโตรเจน (อังกฤษ: Nitrogen Cycle) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีซึ่งอธิบายถึงการแปลงสภาพของไนโตรเจนและสารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในธรรมชาติ
หลักการแปลงสภาพพื้นฐาน
แหล่งกำเนิดหลักของไนโตรเจนนั้นมาจากอากาศ ซึ่งอยู่ในรูปของ N2 ในอากาศอยู่ประมาณ 78% ก๊าซไนโตรเจนนี้คือส่วนสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาหลายกระบวนการ เช่นการที่ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในกรดอะมิโน (ที่จริงแล้วคำว่า "อะมิโน" มาจากก๊าซซึ่งมีไนโตรเจนประกอบเป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่) , 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 ในขณะที่ไนโตรเจนที่อยู่ในสารอินทรีย์เมื่อถูกย่อยสลายจะได้แอมโมเนียมอิออนเช่นเดียวกัน
การเปลี่ยนแอมโมเนียมอิออนไปเป็นไนเตรตอิออนมีผลต่อการเคลื่อนย้ายของไนโตรเจนในดิน เพราะไนเตรตอิออนละลายน้ำได้ดีถูกดูดซับโดยออนุภาคของดินได้น้อย จึงถูกชะและพัดพาไปโดยกระแสน้ำได้ง่าย นอกจากนั้น ไนเตรตอิออนส่วนหนึ่งจะถูกใช้โดย Denitrifying bacteria ได้เป็นก๊าซไนโตรเจนซึ่งจะระเหยออกจากดินกลับสู่ชั้นบรรยากาศในที่สุด [3]
อ้างอิง
- ↑ Atlas,R.M. and R. Bartha. 1998. Microbial Ecology: Fundamental and Application 4 edition. Menlo Park. Benjamin/Cummings. Science Plubishing.
- ↑ 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.
- ↑ Atlas, 1998