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चलिए आज हम नाइट्रोजन चक्र की जानकारी पढ़ते और समझते हैं।
नाइट्रोजन चक्र क्या हैं
नाइट्रोजन चक्र एक जैव-भू-रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें नाइट्रोजन वायुमंडल से जीवित जीवों में और बाद में वापस वायुमंडल में चला जाता हैं।
जीवित जीवों को न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन के संश्लेषण के लिए नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है। वायुमंडल में लगभग 78% नाइट्रोजन एक निष्क्रिय रूप (N₂) में मौजूद हैं।
इस नाइट्रोजन का उपयोग जीवित जीवों द्वारा तब तक नहीं किया जा सकता है जब तक कि इसे अमोनिया, नाइट्रेट्स और नाइट्रोजन के यौगिकों में परिवर्तित नहीं किया जाता हैं।
नाइट्रोजन चक्र में कई चरण होते हैं, जैसे नाइट्रोजन स्थिरीकरण, आत्मसात करना, अमोनीकरण, नाइट्रीकरण और विनाइट्रीकरण। यह चक्र समुद्री और स्थल पारिस्थितिक तंत्र दोनों में मौजूद हैं।
नाइट्रोजन चक्र का चित्र
नाइट्रोजन चक्र के विभिन्न चरण
नाइट्रोजन चक्र की प्रक्रिया कई चरणों में होती है जो निम्नलिखित हैं।
चरण 1 : नाइट्रोजन यौगीकरण (Nitrogen Fixation)
पहले चरण में वायुमंडलीय निष्क्रिय नाइट्रोजन का स्थिरीकरण (रूपांतरण) शामिल है। यहाँ, नाइट्रोजन का N₂ रूप NH₃ (अमोनिया) में परिवर्तित हो जाता है।
यह प्रक्रिया मिट्टी में मौजूद सहजीवी जीवाणु द्वारा की जाती है जिसे डायज़ोट्रोफ़ कहा जाता हैं।
यह बैक्टीरिया मुख्य रूप से प्रकृति में नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए जाने जाते हैं। जैसे, राइजोबियम। नाइट्रोजन स्थिरीकरण तीन प्रकार से हो सकता हैं।
1. वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्थिरीकरण
बिजली चमकने के दौरान उच्च तापमान के कारण वायुमंडल में मौजूद निष्क्रिय नाइट्रोजन बिजली की मदद से नाइट्रस ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता हैं।
नाइट्रोजन, नाइट्रोजन परमाणुओं में टूट जाते है जो ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रस ऑक्साइड, नाइट्रोजन पेरोक्साइड और नाइट्रिक ऑक्साइड बनाती हैं।
यह यौगिक बाद में वर्षा में घुलकर तनु नाइट्रिक अम्ल बनाते हैं। जब तनु नाइट्रिक अम्ल पृथ्वी की सतह पर पहुँचता है, तो यह उपस्थित क्षारों के साथ क्रिया करके नाइट्रेट बनाता है जिसे पौधे आसानी से अवशोषित कर सकते हैं।
2. जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण
नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल मौजूद होते हैं जो वातावरण में मौजूद नाइट्रोजन को नाइट्रेट्स में परिवर्तित करते हैं। नाइट्रोजन स्थिर करने वाले जीवाणु दो प्रकार के होते हैं।
- मुक्त रहने वाले बैक्टीरिया : जैसे, एज़ोटोबैक्टर और क्लोस्ट्रीडियम।
सहजीवी जीवाणु : उदाहरण के लिए, राइजोबियम जो फलीदार पौधों जैसे नोस्टोक और अनाबेना की जड़ में मौजूद होता हैं।
3. औद्योगिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण
यह एक मानव निर्मित नाइट्रोजन स्थिरीकरण तरीका है जहां वायुमंडलीय नाइट्रोजन को हैबर की प्रक्रिया द्वारा अमोनिया में और बाद में विभिन्न उर्वरकों में नाइट्रेट्स में परिवर्तित किया जाता हैं।
चरण 2 : अमोनीकरण (Ammonification)
पौधों और जानवरों के मृत अवशेष मिट्टी में दबे होते हैं। यह एक्टिनोमाइसेस जैसे कवक की मदद अमोनिया, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनाते हैं। अमोनिया बनने की इस प्रक्रिया को अमोनीकरण कहते हैं।
नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया की मदद से मिट्टी में पहले से ही अमोनिया मौजूद होते है। अमोनीकरण से भूमि में अमोनिया की मात्रा बढ़ जाती हैं।
चरण 3 : नाइट्रीकरण (Nitrification)
वह प्रक्रिया जिसमें अमोनिया को नाइट्राइट में और बाद में नाइट्रेट में परिवर्तित किया जाता है, नाइट्रीकरण कहलाता है। यह प्रक्रिया दो चरणों में होती हैं।
- अमोनिया का नाइट्राइट में परिवर्तन : यह नाइट्रोसोमोनस बैक्टीरिया की क्रिया द्वारा होता है। यह मिट्टी में मौजूद अमोनिया का ऑक्सीकरण करते हैं और उन्हें नाइट्राइट में बदल देते हैं।
- नाइट्राइट का नाइट्रेट में परिवर्तन : यह नाइट्रोबैक्टर प्रजातियों की क्रिया द्वारा होता है, जो मिट्टी में नाइट्रेट्स को नाइट्रेट्स में परिवर्तित करते हैं।
चरण 4 : मिलाना (Assimilation)
इस प्रक्रिया में, मिट्टी में बने नाइट्रेट को पौधे अपनी जड़ के द्वारा अवशोषित करते हैं।
चरण 5 : अनाइट्रीकरण (Denitrification)
पौधे कुछ नाइट्रेट्स को अवशोषित नहीं करते हैं। यह स्यूडोमोनास और क्लोस्ट्रीडियम की मदद से वायुमंडलीय नाइट्रोजन में परिवर्तित हो जाते हैं।
यह प्रक्रिया अंतिम चरण होती है जहां मिट्टी में मौजूद नाइट्रोजन यौगिक वायुमंडलीय नाइट्रोजन में वापस आ जाते हैं।
नाइट्रोजन चक्र का महत्व
नाइट्रोजन चक्र का हमारे वातावरण में निम्नलिखित महत्व हैं।
- प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए क्लोरोफिल एक आवश्यक भाग है। नाइट्रोजन चक्र पौधों को नाइट्रोजन के यौगिक से क्लोरोफिल बनाने में मदद करता हैं।
- यह पौधों के अस्तित्व के लिए आवश्यक है क्योंकि पौधों को जीवित रहने और बढ़ने के लिए नाइट्रेट्स की आवश्यकता होती है।
- अमोनिया के निर्माण की प्रक्रिया के दौरान, मृत और सड़े हुए कार्बनिक पदार्थ बैक्टीरिया द्वारा विघटित हो जाते हैं। यह प्रक्रिया पर्यावरण से कार्बनिक पदार्थों को साफ करने में मदद करती है और मिट्टी के लिए आवश्यक आवश्यक पोषक तत्व भी प्रदान करती है।
- नाइट्रोजन यौगिक मिट्टी को उपजाऊ बनाते हैं और इसे उपजाऊ और बढ़ते पौधों के लिए उपयोगी बनाते हैं।
- जीवित जीवों की कोशिकाओं और ऊतकों में नाइट्रोजन एक आवश्यक तत्व है। यह प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड बनाता है, जो जीवन के आवश्यक तत्व बनाते हैं। नाइट्रोजन यौगिकों के बिना, जीवन मौजूद नहीं हो सकता।
पौधो के लिए नाइट्रोजन चक्र क्यों आवश्यक हैं
पौधों को जीवित रहने के लिए नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है, इसलिए हम कह सकते हैं कि पौधे नाइट्रोजन चक्र पर निर्भर हैं और इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं।
नाइट्रोजन सभी जीवित कोशिकाओं में पाया जाता है और इसका उपयोग प्रोटीन और अमीनो एसिड बनाने के लिए किया जाता है। नाइट्रोजन पौधों की वृद्धि के लिए महत्वपूर्ण हैं।
पौधे अपनी जड़ों के माध्यम से मिट्टी से नाइट्रेट आयनों और अमोनियम आयनों के रूप में नाइट्रोजन लेते हैं। पौधे अमोनिया से नाइट्रोजन प्राप्त करने में सक्षम होते हैं लेकिन यह नाइट्रोजन का उनका मुख्य स्रोत नहीं हैं।
नाइट्रोजन चक्र पौधों को नाइट्रोजन यौगिकों से क्लोरोफिल को संश्लेषित करने में मदद करता है। यह चक्र अक्रिय नाइट्रोजन गैस को जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के माध्यम से पौधों के लिए उपयोगी रूप में परिवर्तित करने में मदद करता हैं।
नाइट्राइट और नाइट्रेट मिट्टी में छोड़े जाते हैं, जो खेती के लिए आवश्यक पोषक तत्वों के साथ मिट्टी को समृद्ध करने में मदद करते हैं। इससे पौधों की वृद्धि में मदद मिलती है। यदि पौधा किसी अन्य जीव द्वारा खाया जाता है, तो यह उस जीव के लिए नाइट्रोजन का एक महत्वपूर्ण स्रोत बन जाता हैं।
जब पौधों का उपभोग करने वाले जीव या पौधे मर जाते हैं और सड़ जाते हैं, तो सूक्ष्मजीव प्रोटीन और अमीनो एसिड में मौजूद नाइट्रोजन को अमोनिया में तोड़ देते हैं जो मिट्टी में वापस आ जाता है। कुछ बैक्टीरिया सड़ने वाले पदार्थ में नाइट्रोजन को वायुमंडल में वापस ला देते हैं। और इस प्रकार से यह प्रक्रिया चलती रहती हैं।
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