Bài giảng chu trình sinh địa hóa pps

CHU TRÌNH SINH ĐỊA HÓA
Chu trình N

Hơn 90% N ở dạng nitơ hữu cơ

Kết quả của sự phân hủy sinh học các tàn dư của
thực vật và động vật
Chu trình N

N là một chất khí phổ biến trong khí quyển
nhưng lại là một chất dinh dưỡng bị hạn chế
đối với thực vật

Phần lớn thực vật chỉ có thể hấp thụ N ở các
dạng hợp chất vô cơ đơn giản:

NH
4
+


NO
3
-

Chu trình N
Bước 1: Fixation:
Chuyển hóa từ dạng khí (N
2
) sang các dạng

hợp phần khác để thực vật có thể hấp thu
được: NH
3
hoặc nitơ hữu cơ (organic
nitrogen)
Chu trình N

Sinh vật

Vi khuẩn

Phản ứng khử (N
2
) thành( NH
3
) do vi sinh vật cùng với
sự có mặt của xúc tác enzyme nitrogenase
N
2
+ 6 e
-
+ 8H
+

Nitrogenase
& Fe, Mo
> 2 NH
3
+ H
2


NH
3
sẽ kết hợp với các axit hữu cơ tạo thành axit amin
và protein

Thực vật: Cây họ đậu
Chu trình N

Hoạt động của con người: cung cấp 30-40%
nitơ

Phân bón

Đốt nhiên liệu

Trồng trọt các cây họ đậu
Chu trình N

Nguồn N từ khí quyển:

Năng lượng phá hủy phân tử N, kết hợp với các
nguyên tử O

Hòa tan trong nước mưa tạo thành NO
3


Chiếm 5– 8% tổng số N

Chu trình N
2- Bước 2: Sự tạo thành NH
4
+

từ các hợp
chất N hữu cơ

Do hoạt dộng của các vi khuẩn

Thực vật:

Alanine + enzym > NH
3
+ acid hữu cơ,

Đất

NH
2
(N hữu cơ) + heterotrophic (vi khuẩn
bacteria > NH
3

NH
3
 NH
4
+

(pH< 7.5)
Chu trình N
3- Bước 3: Nitrification- Chuyển hóa NH
4
+

thành NO
3
-


Do vi khuẩn tự dưỡng(autotrophic bacteria):
Nitrosomonas and Nitrobacter

Tốc độ tối đa tại pH trung tính, nhiệt độ cao
Chu trình N
Bước 4: Denitrification

Chuyển hóa từ NO
3
-
thành khí N
2
ở điều kiện kỵ khí

Do sự tham gia của các vi khuẩn: Pseudomonas
Chu trình N
Inputs và outputs của N


Input

Cố định N,

Nước mưa (NH
4
+,
NO
3
-
),

Phân động vật

Tàn tích
Chu trình N
Inputs và outputs của N

Output

Hấp thu bởi cây trồng

Rửa lũa (leaching)

Bay hơi

Xói mòn
Chu trình N
•

Hơn 90% N ở dạng nitơ hữu cơ
–
Kết quả của sự phân hủy sinh học các tàn dư của thực vật và động vật
Chu trình N
•
N là một chất khí phổ biến trong khí quyển
nhưng lại là một chất dinh dưỡng bị hạn chế
đối với thực vật
•
Phần lớn thực vật chỉ có thể hấp thụ N ở các
dạng hợp chất vô cơ đơn giản:
–
NH4
+

–
NO3
-

Chu trình N
Bước 1: Cố định đạm:
- Chuyển hóa từ dạng khí (N
2
) sang các
dạng hợp phần khác để thực vật có thể hấp
thu được: NO
3
-
- NO
3

-
sẽ đi vào đất hay nước & được
thực vật sử dụng.
Chu trình N
•
Nguồn N từ khí quyển:
–
Do sấm chớp Khí N2 bị tách ra khỏi khí quyển
–
Chiếm 5– 8% tổng số N
Chu trình N
–
Sinh vật chuyển hóa N2  NH3
–
Vi khuẩn chuyển hóa NH3  NO2 NO3
Chu trình N
–
Vi khuẩn
Phản ứng khử (N
2
) thành( NH
3
) do vi sinh vật cùng với
sự có mặt của xúc tác enzyme nitrogenase
N
2
+ 6 e
-
+ 8H
+

Nitrogenase
& Fe, Mo
> 2 NH
3
+ H
2

–
Thực vật: Cây họ đậu có các vi khuẩn cố định đạm (ở phần rễ)
Chu trình N
•
Hoạt động của con người: cung cấp 30-40%
nitơ dưới dạng NO
3
-
–
Phân bón
–
Đốt nhiên liệu
–
Trồng trọt các cây họ đậu
Chu trình N
2- Bước 2: Sự tạo thành NH
4
+

từ các hợp chất N
hữu cơ

•
N hữu cơ:
–
Xác bã động thực vật
–
Các chất thải cuả động thực vật chúng sẽ được các vi khuẩn phân
giải.