sile thuyết trình chu trình nitơ trong tự nhiên

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

u
h
C
N

n
ì
r
t

h

ó

m

h

th

tơ
i
n
ự

c

h

iệ

n

:

n

h

ó

m

6


Thành viên nhóm
1. Hoàng Trinh Thơ
2. Phạm Thị Hồng Thắm
3.
4.
5. Lê Thị Thanh Huyền


Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên

Chu trình nitơ


Nitơ và vai trò của nitơ

•

Nitơ là một nguyên tố có nguồn dự trữ khá giàu trong khí quyển, chiếm 78,1%
thể tích, gấp gần 4 lần thể tích khí oxy.

•

Nitơ phân tử có nhiều trong khí quyển nhưng chúng không có hoạt tính
sinh học đối với phần lớn các loài sinh vật.

•

Là nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu cần cho sự sinh trưởng, phát triển của thực
vật (cây hấp thụ ở dạng NH4+, NO3-).


Nitơ và vai trò của nitơ

•

Là thành phần bắt buộc của nhiều hợp chất quan trọng: cấu trúc protein,
axit nucleic, diệp lục,…

•

Tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất và trạng thái ngậm nước  ảnh
hưởng đến mức độ hoạt động của tế bào .


Khái quát về chu trình nitơ
Chu trình nitơ là một quá trình mà theo đó nitơ bị biến đổi qua lại giữa các
dạng hợp chất hóa học của nó. Việc biến đổi này có thể được tiến hành bởi cả
hai quá trình sinh học và phi sinh học


Quá trình này diễn ra phức tạp gồm nhiều công đoạn theo từng bước:


Sự cố định đạm

Sự cố định đạm

Sự cố định đạm bằng con

Sự cố định đạm bằng con

đường lí-hóa

đương sinh học



Sự cố định đạm bằng con đường lí-hóa

•

Sự cố định đạm bằng con đường lí – hóa thông qua quá trình điện hóa và quang hóa.

 Chớp là một nguồn năng lượng cố định nitơ khi tạo ra sự kết hợp giữa nitơ và oxy trong
không khí.

Phương trình phản ứng:
N2 + O2  2 NO
2NO + O2  2NO2
3NO2 + H2O  2H

+

+ 2NO3 + NO

Khí nitơ trong khí quyển dưới tác động của các dòng điện tự nhiên (khi có dông bão) cũng
có thể tạo thành amoni nitrat, được nước mưa đưa vào đất khoảng vài kilôgam một hecta
một năm.


Sự cố định đạm bằng con đường sinh học

Những sinh vật có khả năng cố định đạm là vi khuẩn và tảo. Chúng gồm 2
nhóm chính: Nhóm sống cộng sinh (phần lớn là vi khuẩn, một số ít tảo và
nấm) và nhóm sống tự do (chủ yếu là vi khuẩn và tảo) .


Sự cố định đạm bằng con đường sinh học

 Nhóm sống cộng sinh:



Các loài

Rhizobium sống trong các nốt sần ở rễ của nhiều

loài cây bộ Đậu (89% các loài cây này); chúng cố định nitơ
của không khí nhờ kết hợp N2 với H2 thành NH3 dưới
tác dụng của hệ thống enzim nitrogenaza. Từ NH3 sẽ tổng
hợp ra các hợp chất chứa nitơ khác cung cấp cho cây bộ
Đậu và đồng thời làm giàu thêm nitơ cho đất .



Những nốt sần vi khuẩn đó có khả năng cố định được trên
150kg N/ha/năm, gấp nhiều lần sự cố định N của vi khuẩn
đất (18kg/ha/năm).


Sự cố định đạm bằng con đường sinh học

 Nhóm sống tự do:
 Trong môi trường nước: các loài vi khuẩn kị khí và một số vi sinh vật quang hợp.
 Ở những nơi thoáng khí: chủ yếu là vi khuẩn lam.
 Để hoạt hoá nitơ, những sinh vật tự dưỡng sử dụng năng lượng của quá trình quang hoá hoặc hoá tổng
hợp, còn các vi sinh vật dị dưỡng sử dụng năng lượng chứa trong các hợp chất hữu cơ có sẵn trong môi
trường.
Ngoài ra, quá trình cố định nitơ được tiến hành trong công nghiệp, trong đó nitơ và hiđro tương tác với nhau
ở nhiệt độ và áp suất cao, tạo nên amoniac có chất xúc tác tham gia. Phương pháp này được dùng trong sản
xuất phân bón như amoni nitrat .

Quá trình amoni hóa

1.

Các hợp chất nitơ vô cơ ( NO3) được thực vật hấp thụ và chuyển thành dạng nitơ
khác ( thường là các axit amin –NH2) và chuyển qua các bậc dinh dưỡng khác nhau
ở dạng các hợp chất hữu cơ.

2.

Các chất này được hoàn lại môi trường từ phân, các chất thải từ bài tiết ( urê, axit
urit) hay xác chết.

3.

Các vi khuẩn dị dưỡng, nấm trong đất, trong nước phân hủy phân rã các chất thải
tạo ra các hợp chất amoni, amoniac.


Quá trình nitrat hóa

1.

Bước đầu: biến đổi amoni hay amoniac thành nitrit.

2NH3 + 3O2  2NO2 + 2H2O + NĂNG LƯỢNG

2.

Bước tiếp theo: biến nitrit thành nitrat.
2NO2 + O2  2NO3 + NĂNG LƯỢNG


Quá trình nitrat hóa

 Nitơ dưới dạng nitrat là dạng thích hợp nhất cho cây trồng.
 Nitrat dễ hòa tan trong nước nên dễ bị rửa trôi, nhất là trong mùa mưa.
 Không phải mọi hợp chất amoniac và nitrat được tạo theo phương thức trên được tái
sử dụng cho các cơ thể sống, một số chuyển sang dạng trầm lắng.


Quá trình phản nitrat hóa

•

Con đường chuyển hoá của nitrat qua các quá trình đồng hoá - dị hoá để trở về các
dạng như N2, NO, N2O được gọi là quá trình phản nitrat .

•

Qúa trình này diễn ra nhờ các vi khuẩn phản nitrat hóa. Các vi khuẩn này sống trong
điều kiện thiếu oxy, chúng dùng NO 3 làm nguồn oxy để hô hấp yếm khí, giải phóng ra
N2O, NO, N2 vào trong khí quyển. Khí nitơ được giải phóng ra khỏi quá trình như
chất thải.


Ý nghĩa của chu trình nitơ

 Chu trình nitơ là cơ chế duy trì sự cân bằng nitơ trên Trái Đất.
 Chu trình nitơ còn là động lực cho mối tương tác dương.
 Quá trình cố định đạm bằng con đường sinh học có ý nghĩa trong việc duy trì độ phì
của đất.

 Lượng nitơ sinh học được tích lũy trong đất nhờ các vsv cố định đạm cố ý nghĩa to lớn
đói với nông nghiệp, đặc biệt là các nước có nền công nghiệp phân bón hóa học chưa
phát triển.
Việc phát hiện ra các nhóm vsv có khả năng cố định nitơ và sử dụng chúng như 1 nguồn
phân bón hữu hiệu là biện pháp tích cực làm giàu nguồn đạm cho đất và giảm nguy cơ
ô nhiễm môi trường do sử dụng quá nhiều phân bón hóa học.