Як відбувається кругообіг азоту в природі

Азот в атмосфері

З хімічної точки зору азот - типовий неметал. При звичайних умовах атмосферний азот - це газ без кольору і запаху, що складається з двохатомних молекул N2. У природі азот представлений двома стабільними ізотопами: азотом з атомною масою 14 (99,6%) і азотом з атомною масою 15 (0,4%).

У складі атмосферного повітря азот є основним газовим компонентом і займає 78% об'єму.

Азот як біогенний елемент

Біогенними («що дають життя») називають елементи, необхідні для життя. Хімічну основу тканин живих організмів становлять 9 макротрофних речовин: вуглець, водень, азот, кисень, калій, кальцій, фосфор, магній і сірка. Азот входить до складу рослин і тварин у формі білків, тому його кругообіг у природі дуже важливий для підтримки життя на Землі.

Зв'язування атмосферного азоту

Зв'язуванням, або фіксацією азоту, називається процес його перетворення у форму, засвоювану рослинами і тваринами. Він може відбуватися двома шляхами: під дією електричних розрядів або за допомогою бактерій. Під час грозових розрядів частина атмосферного азоту і кисню з'єднується з утворенням оксидів азоту:

N2 + O2 = 2NO - Q,
2NO + O2 = 2NO2.

Ці оксиди розчиняються у воді і утворюють розбавлену азотну кислоту:

2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3 (на холоді),
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (при нагріванні).

Азотна кислота вже, у свою чергу, утворює нітрати у ґрунті, які можуть з'являтися там також з присутніх в грунті амонійних сполук (фекалії тварин, органіка мертвих тіл) під дією особливих бактерій.

Нітрати можуть додатково вноситися в ґрунт людиною у вигляді добрив.

Рослини засвоюють нітрати з грунту через свою кореневу систему і використовують їх для синтезу білків. Тварини вживають рослини і продукують власні білки. Після смерті рослин і тварин їх білки розкладаються, утворюючи амоній і його сполуки. Зрештою ці сполуки під впливом гнильних бактерій перетворюються на нітрати, що залишаються в грунті, і атмосферний азот.

Крім блискавок під час грози, є й інший шлях фіксації атмосферного азоту і перетворення його в грунтові нітрати - діяльність азотфіксуючих бактерій. Серед них виділяють вільноживучих в грунті нитрификаторов і бульбочкових бактерій, що мешкають на коренях бобових рослин (з цієї причини вирощування бобів на ділянці сприяє підвищенню родючості грунту). Під дією цих мікроорганізмів атмосферне азот безпосередньо перетворюється в нітрати і стає доступним для засвоєння рослинами.