lovesouthernsocial.com

Fosforun biyojeokimyasal döngüsü, insan müdahalesinden giderek daha fazla acı çekiyor

Fosfor döngüsünün nasıl çalıştığını anlamak için önce ana bileşenini bilmeniz gerekir: fosfor (P). Fosfor, başkalarıyla çok kolay reaksiyona giren kimyasal bir elementtir. Bu nedenle başka bir elemente bağlı olmadan doğal olarak bulunmaz. Aynı zamanda doğadaki en temel bileşenlerden biridir - size bir fikir vermesi açısından, insan dokularında bolca ikinci sırada (kalsiyumun hemen arkasında) yer alır.

Vücuttaki fonksiyonlar

Organizmalarda, aynı zamanda DNA ve RNA moleküllerinin bir parçası olan hücrelerin temel bir bileşenidir. Vücuttaki görevlerinden bazıları şunlardır:

• kemiklerin ve dişlerin yapısının bir parçası olun (onlara daha fazla sağlamlık vererek);
• hidrojen, oksijen ve karbon (karbonhidratlar olarak adlandırılır) tarafından oluşturulan organik moleküllerle reaksiyonlara katılmak;
• kas kasılması üzerinde hareket.

Ana karbonhidratlardan bazıları glikoz, sakaroz, nişasta ve selülozdur.

En basit

Fosforun biyojeokimyasal döngüsü (ekosistemin hem kimyasal, hem jeolojik hem de biyolojik bölümünü kapsadığı için böyle adlandırılır) en basitlerinden biri olarak kabul edilir ve bunun nedeni, bu elementin atmosferde bulunmamasıdır. ek olarak, yerkabuğunun kayalarının bileşeni. Bu nedenle, örneğin azot döngüsünde olduğu gibi, döngüsü atmosferik olarak sınıflandırılmaz. Bu durumda, tortul olarak sınıflandırılır.

En basit biyojeokimyasal döngü olarak kabul edilmesinin bir başka nedeni de, canlılar için gerçekten önemli olan tek fosfor bileşiğinin, bir fosfor ve üç oksijen atomunun birleşmesinden oluşan fosfat olmasıdır (PO43-).

fosfat grupları

Canlı hücrelerle ilgili olarak, fosfat gruplarının önemli bir işlevi, enerji deposu olarak rolleridir. Bu enerji, ATP moleküllerinin kimyasal bağlarında, adenozin trifosfatta, karbonhidrat moleküllerinin metabolizmasından (veya parçalanmasından) depolanır; enerji üreten bir süreçtir. Bu depolanan enerji daha sonra herhangi bir hücresel işlemi gerçekleştirmek için transfer edilebilir.

Bu aynı fosfat grupları ayrıca çeşitli kimyasal reaksiyonları katalize eden hücresel enzimleri etkinleştirme ve devre dışı bırakma yeteneğine de sahiptir. Ayrıca fosfor, hücre zarlarının ana bileşenleri olan fosfolipit adı verilen moleküllerin oluşumu için de önemlidir; Hücreleri dıştan çevreleyen, üç ana işlevi olan zarlar: kaplama, koruma ve seçici geçirgenlik (hücreye hangi maddelerin girip çıkacağını seçer).

Devir

Doğadaki ana fosfor rezervuarı, onlardan yalnızca ayrışma yoluyla salınan kayalardır. Ayrışma, kayaların kimyasal ve mineralojik bileşiminde bozulmaya ve değişime yol açan, onları toprağa dönüştüren, fosfat salan bir dizi fenomendir (fiziksel, kimyasal veya biyolojik).

Çözünür bir bileşik olduğundan, liç işlemiyle (bir kaya, mineral veya toprağın kimyasal bileşenlerinin yağmur gibi bir sıvının etkisiyle çözünmesi) nehirlere, göllere ve okyanuslara kolayca taşınır veya organizmalara dahil edilir. canlı.

Bu birleşme, bitkilerde fosfatın topraktan emilmesiyle gerçekleşir. Bu nedenle, organizmalar tarafından yaşam için gerekli olan (ve bundan böyle organik fosfat olarak adlandırılan) organik fosfat bileşikleri oluşturmak için kullanılır. Hayvan organizmalarında, fosfat doğrudan su alımı ve biyomagnifikasyon (bir bileşiğin konsantrasyonunun besin zinciri boyunca arttığı bir süreç) yoluyla girer.

Organik maddenin organizmaları parçalayarak ayrışması, organik fosfatın inorganik formunda toprağa ve suya geri dönmesine neden olur.

Toprakta bulunan mikroorganizmalar, sırasıyla, fosfor döngüsünde ve aşağıdaki faktörler yoluyla bitkilere kullanılabilirliğinde önemli roller oynarlar:

1. Fosforun mikrobiyal organik maddeye dahil edilmesi;
2. İnorganik fosfor çözünürlüğü;
3. Bitkiler ve mantarlar arasındaki ilişki;
4. Organik fosforun mineralizasyonu.

Fosforun mikrobiyal organik maddeye dahil edilmesi

Fosfor, canlı organizmalara dahil edildiğinde hareketsiz hale gelebilir, yani “tuzağa düşer” ve bu süre zarfında bu moleküllerin döngüsü kesintiye uğrar. Döngünün devam edebilmesi için serbest bırakılması, aşağıdaki fenomenler yoluyla gerçekleşebilir:

• Mikrobiyal hücrelerin bozulması;
• İklimsel değişimler ve toprak yönetimi;
• Mikroorganizmalarla beslenirken toprağa çeşitli besin maddeleri bırakan mikrofauna ile etkileşimler.

Fosforun canlı organizmalara bu şekilde dahil edilmesinin bazı avantajları vardır. Örneğin, bu işlem, toprak minerallerinde (sadece hava koşullarına bağlı olarak çıkarılacağı yerden) uzun süre fiksasyonunu önleyerek fosfat gübrelemesinin etkinliğini arttırır.

İnorganik fosfor çözünürlüğü

Mikorizalar da dahil olmak üzere bakteri ve mantarlar, inorganik fosforu doğrudan çözerek çalışan organik asitleri salgılar.

• Birçok toprak mikroorganizması, farklı türdeki kaya fosfatlarını çözebilecek şekilde tanımlanır;
• Çözünmenin en büyük mekanizması bakteriler tarafından sentezlenen organik asitlerin etkisidir.
• Organizmalar tarafından üretilen bu asitler, mineral fosfatı çözebilen ve onu bitkilere sunabilen büyük H+ iyonları üreticisidir.

Bitkiler ve mantarlar arasındaki ilişki

Bitki kökleri ile toprak mantarları arasında karşılıklılığı teşvik eden, bitki kökleriyle ilişkili bakteriler olan mikorizalar aracılığıyla gerçekleşir, böylece bitki fotosentez yoluyla mantarlara enerji ve karbon sağlar ve bunlar mineral besinleri emerek ve bitkiye aktararak iyiliklerini geri verir. kökler.

Organik Fosfor Mineralizasyonu

Mikrobiyal organik maddeden gelen fosfora ek olarak, fosfat çözücü mikroorganizmaların ve köklerle ilişkili mantarların etkisi, bazı mikroorganizmalar ve bitkiler tarafından enzim üretimi, organik fosforun mineralizasyonundan, yani inorganik fosfora dönüşmesinden sorumludur.

Fosfor, göllerde ve denizlerde bir kez organizmalar tarafından emilmesinin yanı sıra, kendisini kayalara dahil ederek döngüyü kapatabilir.

Fosfor döngüsü uzun olma eğilimindedir. Tek bir atom, tekrar kayalara yerleşene kadar 100.000 yıla kadar döngüde kalabilir. Tortularla fosfor 100 milyon yıldan fazla bir süre ilişkili kalabilir.

sorunlar

İnsan faaliyetleri, madencilik veya yaygın gübre kullanımı gibi faaliyetler yoluyla, bu makro besin maddesinin doğal döngüsünü giderek daha fazla değiştirmiştir.

Fosforun fazlalığı, su yollarına sızdığında, bu besinin su ortamındaki biyoyararlanımını arttırır ve sonuç olarak, alg gelişimini yoğunlaştırabilir. Örneğin bir göldeki artan sayıda alg, bu ortama giren ışık miktarını azaltacak (trofik bölgeyi büyük ölçüde azaltarak) diğer yerel organizmalara zarar verecektir. Bu sürece ötrofikasyon denir (gübre kullanımının ötrofikasyon süreci üzerindeki etkisi hakkında daha fazla bilgiyi "Gübreler nelerdir?" makalesinde okuyabilirsiniz).

Ayrıca bu efektin bazı fotoğraflarına bakın:

---