നൈട്രജൻ ചക്രം

ജീവികളിൽ ന്യൂക്ലിക്കമ്ളങ്ങളുടേയും മാംസ്യത്തിന്റേയും അവശ്യഘടകമാണ് നൈട്രജൻ. അന്തരീക്ഷത്തിൽ 78 ശതമാനവും സ്വതന്ത്രരൂപത്തിൽ നൈട്രജൻ കാണപ്പെടുന്നു. നൈട്രജൻ മൂലകം അവയുടെ വിവിധ സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ ഹരിതസസ്യങ്ങൾ വഴി ജന്തുക്കളിലേയ്ക്കും തിരിച്ച് അന്തരീക്ഷത്തിലേയ്ക്കും മണ്ണിലൂടെ എത്തുന്ന പ്രക്രിയയാണ് നൈട്രജൻ ചക്രം. ബാക്ടീരിയകൾ, പായലുകൾ, ഇടിമിന്നൽ പോലുള്ള ഭൗതിക പ്രതിഭാസങ്ങൾ ഇവയെല്ലാം നൈട്രജൻ ചക്രത്തിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. നൈട്രജന്റെ അഭാവം സസ്യങ്ങളുടെ വളർച്ചയെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുമെന്നതിനാൽ കൃത്രിമരാസവളങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ മണ്ണിൽ നൈട്രജൻ ചേർക്കാറുണ്ട്.

പ്രകൃതിയിൽ നൈട്രജന്റെ ചക്രത്തിന്റെ വിതരണം

നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം

അന്തരീക്ഷത്തിൽ മുക്കാൽ ശതമാനത്തിലധികം നൈട്രജനാണെങ്കിലും ഹരിതസസ്യങ്ങൾക്ക് നൈട്രജനെ നേരിട്ട് ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവില്ല. അവ നൈട്രജന്റെ സംയുക്തങ്ങളായ നൈട്രസ് ഓക്സൈഡ്, അമോണിയ, നൈട്രൈറ്റുകൾ എന്നീ രൂപങ്ങളിലേയ്ക്ക് മാറ്റപ്പെട്ടാൽ സസ്യശരീരത്തിലേയ്ക്ക് ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടും. അന്തരീക്ഷത്തിലെ നൈട്രജനെ മണ്ണിൽ സസ്യങ്ങളുടെ ആഗിരണത്തിനായി നൈട്രജൻ സംയുക്തങ്ങളായി മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയാണ് നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം. ഇതിന് സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ സഹായമുണ്ടെങ്കിൽ അതിനെ ജൈവികനൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം എന്നുവിളിക്കുന്നു. ഇടിമിന്നൽ മൂലമുള്ള നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണവും പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നു.

ജൈവികനൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം

ജീവികളുടെ മൃതശരീരങ്ങളും ജന്തുവിസർജ്ജ്യങ്ങളും അമോണീകരണ ബാക്റ്റീരിയകൾ (Ammonifying bacteria) വിഘടിപ്പിച്ച് കാർബണിക സം‌യുക്തങ്ങളിലെ നൈട്രജനെ അമോണിയ ആക്കിമാറ്റുന്നു. രാസസംശ്ലേഷക നൈട്രീകരണ ബാക്റ്റീരിയകൾ (Chemosythetic Nitrifying Bacteria) ഇങ്ങനെയുണ്ടാകുന്ന അമോണിയയെ നൈട്രേറ്റുകൾ ആക്കി മാറ്റുന്നു. റൈസോബിയം, ക്ലോസ്ട്രിയം, അസറ്റോബാക്റ്റർ തുടങ്ങിയ ബാക്റ്റീരിയകൾക്ക് അന്തരീക്ഷവായുവിൽ നിന്ന് നൈട്രജൻ സ്വീകരിച്ച് നൈട്രജൻ സം‌യുക്തങ്ങളാക്കാൻ കഴിവുണ്ട്. ഇവയെ നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണ ബാക്റ്റീരിയകൾ (Nitrogen Fixing Bacteria) എന്നു വിളിക്കുന്നു. റൈസോബിയത്തിന്റെ ഇനത്തിൽ പെടുന്ന ബാക്റ്റീരിയങ്ങൾ പയർ വർഗ്ഗത്തിലെ പെടുന്ന ചെടികളുടെ മൂലാർബുദങ്ങളിൽ വസിക്കുകയും പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇക്കാരണം കൊണ്ട് റബ്ബർ തോട്ടങ്ങളിലും നെൽവയലുകളിൽ രണ്ട് വിളകൾക്കിടയിലും പയർവർഗ്ഗത്തിലെ ചെടികൾ നടാറുണ്ട്. ക്ലോസ്ട്രീഡിയം, അസറ്റോബാക്റ്റർ തുടങ്ങിയവ മണ്ണിൽ സ്വതന്ത്രമായി ജീവിക്കുന്നവയും നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം നടത്തുന്നവയുമാണ്‌.

ചില നീല ഹരിത ആൽഗകൾക്കും അന്തരീക്ഷവായുവിലെ നൈട്രജൻ സ്വീകരിച്ച് നൈട്രജൻ സം‌യുക്തങ്ങളുണ്ടാക്കാൻ കഴിവുണ്ട്. അതുകൊണ്ട് നെൽവയലുകളിൽ ഇത്തരം ആൽഗകളേയും വളർത്താറുണ്ട്. ഇടിമിന്നൽ ഉണ്ടാകുമ്പോഴും നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം നടക്കാറുണ്ട്. അത്തരം സന്ദർഭത്തിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലുണ്ടാകുന്ന നൈട്രജൻ ഓക്സൈഡുകൾ മഴയിലൂടെ മണ്ണിലെത്തുകയും നൈട്രേറ്റുകൾ ആവുകയും ചെയ്യും. അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്നും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന നൈട്രജന്റെ ഒരുഭാഗം മൃതശരീരങ്ങളിലും മറ്റും പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഡീനൈട്രിഫയിങ് ബാക്റ്റീരിയകളുടെ പ്രവർത്തനഫലമായി അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് തിരിച്ചു ചെല്ലുന്നുണ്ട്.

പ്രാധാന്യം

ജീവന്റെ നിലനില്പിന്‌ നൈട്രജൻ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്‌. മാംസ്യത്തിലും മർമ്മാമ്ലങ്ങളിലും (Nucleic Acids) നൈട്രജൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ജീവികളുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഡി.എൻ.എ. യിലെ ജീനുകളുടെ പ്രധാനഘടകം അഡിനിൻ, തൈമിൻ, ഗ്വാനിൻ, സൈറ്റോസിൻ തുടങ്ങിയ നൈട്രജൻ ബേയ്സുകളാണ്.