Азот составляет 79 %атмосферы, но огромное количество живых существ не способны прямо использовать этот запас азота. Сначала он должен быть фиксированным специализированными организмами или человеком – в этом последнем случае фиксация осуществляется с помощью специально разработанных промышленных процессов
Хотя люди и наземные животные живут на дне воздушного океана, на 79 % состоящего из азота, именно этот элемент в наибольшей степени определяет запас растительной пищи для обитателей этого океана. Все мы зависим от имеющихся ресурсов фиксированного азота. «Фиксированным» называют азот, включенный в такое химическое соединение, которое может быть использовано растениями и животными. В атмосфере азот не активен, но некоторые организмы все же могут связывать его. Меньшее количество атмосферного азота фиксируется в природных процессах ионизации. Атмосфера ионизируется космическими лучами, сгорающими метеоритами, электрическими разрядами (молнии), за короткое время выделяющими большое количество энергии, необходимое для того, чтобы азот смог прореагировать с кислородом или водородом воды. Азот фиксируют даже некоторые морские организмы, но, видимо, самыми крупными поставщиками фиксированного азота в природе являются почвенные микроорганизмы и симбиотические ассоциации между такими организмами и растениями.
Из всех видов вмешательства человека в естественный круговорот веществ промышленная фиксация азота – самое крупное по масштабам. С 1950 года ежегодное количество азота, фиксируемого в процессе производства удобрений, возросло примерно в 5 раз, и сейчас за год промышленным способом фиксируется столько азота, сколько могли зафиксировать все экосистемы Земли до введения современной агротехники. В 1968 году мировая промышленность дала около 30 млн. т фиксированного азота; к 2000 году эта цифра, вероятно, превысит 1000 млн. т.
В прежние времена, когда не существовало массового производства искусственных удобрений, когда еще не выращивались на больших площадях азотфиксирующие бобовые культуры, количество азота, удаляемого из атмосферы в процессе естественной фиксации, видимо, вполне уравновешивалось его возвратом в атмосферу в результате деятельности организмов, превращающих органические нитраты в газообразный азот. Сейчас мы не уверены в том, что процессы денитрификации поспевают за процессами фиксации. Неизвестно, какие последствия повлечет за собой длительный перевес фиксации над денитрификации. Мы знаем, что чрезмерный вынос азотистых соединений в реки может вызвать «цветение» водорослей и в результате усиления их биологической активности вода может лишиться кислорода, что вызовет гибель рыбы и других нуждающихся в кислороде организмов. Самый известный пример этого – быстрая эвтрофизация озера Эри.
Чтобы получит представление о сложно разветвленных путях, по которым движется азот в биосфере, давайте проследим путь атомов азота из атмосфера в клетки микроорганизмов, затем в почву – уже в качестве фиксированного азота, а из почвы – в высшие растения, откуда связанный азот может поступать в организмы животных. Растения и животные, отмирая, возвращают фиксированный азот в почву, откуда он либо поступает в новые поколения растений и животных, либо в виде элементарного азота переходит в атмосферу.
Байкал как рифтовая зона
В пределах данной
работы предпринята попытка рассмотреть озеро Байкал, а точнее Байкальский
регион, как район рифтовой зоны. В истории изучения как Байкальской горной
системы, так и самого озера Байкал было много исследователей и ученых, к ...
Экология антропогенных зон
Каждый
крупный регион, представляющий собой территорию с определенными природными
условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого
рассмотрения с экологической точки зрения. Важность регионального
экологичес ...