Оглавление:
Круговорот азота
- Азотный цикл. Азот очень важен для жизни. Это и неудивительно, ведь белок, который является основой организма, содержит около 17% белка. nitrogen. In природа, этот элемент непрерывно проходит через определенные циклы трансформации. Если рассматривать отдельные пути этих преобразований, то удобно использовать Minitab!
- Схема (рисунок IX-31), стрелки указывают основное направление перехода. Номер стрелки соответствует номеру ссылки на рисунке, показанном ниже. Основной основной формой азота на поверхности Земли был, по-видимому, аммиак, выделяемый из недр подобно горе. Затем в атмосфере появился свободный азот. Действие ультрафиолетовых лучей от солнца обусловлено частичным окислением.
Это связано с тем, что он был частично разложен на элементы. Людмила Фирмаль
Следовое количество аммиака (около 0,0000002 об.% ) Всегда входит в современную атмосферу. Из-за частых и мощных разрядов в теплых и очень влажных средах далекого геологического времени атмосферный азот был частично связан с NO. Затем оксид азота превратился в N0 *и азотную кислоту, которая вместе с дождем упала на Землю и была нейтрализована более слабыми кислотными солями (например, угольной кислотой).
Таким образом, основное образование кислородных соединений азота Землей явно связано с грозами (I). Развитие органической мячской жизни в виде аммиака(4).Нитрат (2) стал выступать в качестве материала для производства растениями белковых веществ. Растение частично поедается травоядными, а последние служат плотоядной пищей. Экскременты тех и других, их трупы и останки sa-inigmata mi in La stiwsii возвращают отобранную у них почву 1 / / ^Ч2 азот.
Благодаря действию особого рода бактерий, эти остатки «распадаются» вместе с йодом. То есть они претерпевают ряд сложных биохимических изменений, и в конечном итоге их азот превращается в аммиак и аммонийные соли(3). Конечный продукт распада частично реабсорбируется растениями (4) и частично подвергается воздействию почвы Девять ^ Нз / дальнейшее преобразование в нитрат. Обус- Это немного загадочно, — сказал он… _ Аммоний (5) естественный процесс для улавливания этого переходного износа
Это общее название для«нитрификации.«、 Рисунок IX-3I. схема-r ^ r» Рот»азот.»2 вида микроорганизмов: итрозобактерии и Этот список может не иллюстрировать все возможные взаимодействия. И для тех, и для других окисление аммиака и аммониевых солей кислородом воздуха служит источником энергии, которая им необходима для life. In кроме того, между обоими видами бактерий существует строгое»разделение труда».
- Первая причина-окисление аммиака до нитрита только по схеме 2NH, — f 302 ″ 2HNO * -f 2нао-F 171 ккал секунды-окисление нитрита до азотной кислоты азотная кислота： 2HNO,+ 02 = 2HNOj + 42 ккал Полученная азотная кислота превращает карбонаты почвы в нитраты, которые затем реабсорбируются в растения и так далее. Поэтому основной цикл конверсии связанного азота замкнут. Однако в этом основном цикле существуют серьезные причины для потери привязки nitrogen.
In дело в том, что некоторые из них всегда высвобождаются в свободном состоянии, как при распаде (6), так и при нитрификации (7). Еще 1 источник потерь связан с жизнедеятельностью «денитрифицирующих» бактерий, которые получают необходимую для жизни энергию за счет окисления органических веществ кислородом по общей схеме(с-углерод органических веществ). 5С+ 4KNO j gКЗСО, — fзсоа+2n, — F-359 ккал ^
Точно так же азот, объединенный в виде органических соединений, становится свободным азотом во время лесных и степных пожаров(6). Людмила Фирмаль
Таким образом, активность этих бактерий приводит к прямому превращению нитратов в свободный азот(8).Конец цикла. Помимо естественных причин потери, существуют причины replenishment. In в этом направлении атмосферный разряд (I) продолжает work. It установлено, что в мире около 2000 грозовых разрядов в год second. In таким образом, подсчитано, что ежегодно в почву вносится до 1 кг комбинированного азота на 15 га.
Восемь Н Еще 1 источником пополнения является важная активность «азотных бактерий», которые могут превращать свободный азот в аммиак в присутствии органических веществ (9).Вызванные ими процессы протекают четко по всей схеме(с-углерод органических веществ） 2N,+6Н20+ЗС-F 84 ккал = ЗСО,+ 4nh3 При благоприятных условиях азотобактерии могут накапливать в почве до 50 кг связанного азота на гектар.
Более свободный азот может связываться с» клубеньковыми » бактериями, а их колонии образуют характерный рост на коре бобовых культур: клевера, люцерны, люпина, гороха, фасоли, etc. It поглощается растением-хозяином. Это позволяет бобовым растениям расти на почвах с бедными азотными соединениями. почва с PHA= 6-F-7 лучше всего подходит для развития Ризобиального гриба.
Выращивание бобовых культур является мощным средством повышения общей урожайности, так как азот, накопленный корнями, накапливается в почве. Так, клевер или люпин дают около 1 кг связанного азота на 150 га. «Каждый куст люпина (или другого бобового растения) по существу является миниатюрным растением для использования атмосферного азота, который не используется для солнечной энергии.«Н. Прянишников).
С химической стороны, процесс фиксации азота клубеньками еще не полностью выяснен, но он явно приводит к образованию аммиака(9). Как видно из вышесказанного, жизнедеятельность мира бактерий играет огромную роль в круговороте азота (каждый грамм почвы содержит миллиарды микроорганизмов).Это обстоятельство практически исключает возможность количественного расчета цикла.
Тем не менее, можно предположить, что в условиях свободного протекания природных процессов сохраняется определенное равновесие, а общее количество азотных соединений в совокупности изменяется незначительно. Серьезные осложнения вносятся в азотный цикл сознательной деятельностью человека. В течение длительного времени он выводится исключительно из процесса превращения азотистых соединений в свободный азот в атмосфере, то есть из цикла.
Главную роль в этом сыграл огонь. При сгорании топлива содержащиеся в нем азотные соединения разлагаются с выделением свободного азота (6). помимо поддержания каминного огня, люди часто сжигали весь лес и степь с целью выращивания площадей под посевы. Тогда огромный расход топлива для промышленного использования был added. In вообще, за время своего существования человечество удалило из цикла большое количество связанного азота путем сжигания топлива.
Уже в новую эпоху применение взрывчатых веществ, источником которых является еще 1 потеря, приобрело замечательное значение. Последние часто используются в больших масштабах (например, в горном деле), так как они значительно облегчают механическую работу человека. С другой стороны, взрывчатые вещества обычно содержат кислородные соединения азота, последние высвобождаются в свободном состоянии во время взрыва(8) и заканчивают цикл.
Противоположное направление сознательной деятельности человека-введение в циркуляцию атмосферы свободного азота, есть 2 способа использования жизнедеятельности бактерий и искусственное совмещение атмосферного азота. Первый из них-введение бобовых культур в севооборот-был известен еще древним грекам, римлянам и даже китайцам. Он играет ключевую роль в правильной организации нынешнего сельского хозяйства.
Второй метод-искусственное связывание азота в атмосфере-был разработан впервые в этом столетии. К ним относятся метод «сжигания воздуха» (I), синтез аммиака (9) и цианида (9).Все они могут считаться большим достижением в химической инженерии, но при сравнении с работой бактерий грубость и несовершенство этих методов становится очевидным. Конечно. Относительные энергетические затраты на получение одного и того же количества связанного азота для каждого из них следующие:
Сжатие воздуха » синтез Цианамида аммиака 9 2 I Поэтому синтез аммиака является самым передовым из всех 3 methods. But. As известно, что ОИ возникает только при высоких температурах (резко сказывается снижение выхода NHj) и при высоких давлениях. Бактерии, с другой стороны, выполняют тот же самый синтез в нормальных условиях. Из этого видно, что метод синтеза аммиака таит в себе большие возможности для его дальнейшего совершенствования.
Сравнить общие результаты цикла азота в таблице ниже. По приведенной выше схеме индивидуальный технологический контроль нумеруется. Этот процесс подразделяется на свободно протекающие процессы в природе и определяется сознательной деятельностью человека. man. In последняя колонка, процесс введения азота в цикл (знак — F) и удаления последнего азота ( — ) является introduced.
As как видно из таблицы, человек все-таки научился искусственно Направление-свободно текущая деятельность сознания отношение Природные процессы человека к циклу 1 выброс в атмосферу » горение воздуха> + 2. 4 рост растений 3 растительный и животный мусор, сухая перегонка угля и т. д. Катализатор нитрификации окисление аммиака Потери, вызванные обрушением горящего топлива пожара- 7. потери при нитрификации теряются при окислении аммиака- 8 взрывное развитие- 9.
Работы по аммиачному синтезу нитробактерий и клубеньковых бактерий. Ча-амидный метод+ Выполняют только инструкции по азотному циклу, который связан с синтезом сложных белковых веществ (однако многие подготовительные работы уже завершены). До сих пор учитывался общий баланс азота в природе. С другой стороны, баланс азотных соединений в этих отдельных областях земной поверхности, используемых в качестве полей сельскохозяйственных культур, на самом деле более важен.
С этой точки зрения направление деятельности человека очень важно, изменяя общий баланс, приводящий к движению связанного азота (и 2 других наиболее важных для жизни растений элемента-фосфора и калия). В качестве примера, следующее культивируемое растение извлекает из почвы следующее среднее количество связанного азота (кг на тонну). Озимая рожь яровая пшеница картофель
Истинная солома зерно солома клубни топ коринет топ 14 4 ″ S 20.5 b 3 3 2 3 Только небольшая часть урожая каким-то образом расходуется в месте произрастания. Большая часть использована для еды и промышленного processing. In в этом случае азот и другие элементы, извлеченные растением, уже вернулись в окружающую среду. field. As в результате почва постепенно истощается, и урожай начинает снижаться с каждым годом. year. To для предотвращения этого необходимо завозить в поле достаточное количество необходимых растениям элементов (в основном N, P, K) в виде минеральных удобрений.
Смотрите также:
| Комплексообразование | Фосфор |
| Кислородные соединения азота | Подгруппа мышьяка |
