নাইট্রোজেন চক্র হল একটি জৈব-রাসায়নিক চক্র যার মাধ্যমে নাইট্রোজেন বিভিন্ন রাসায়নিক আকারে রূপান্তরিত হয় কারণ এটি বায়ুমণ্ডল, স্থলজ এবং সামুদ্রিক বাস্তুতন্ত্রের মধ্যে সঞ্চালিত হয়। নাইট্রোজেন রূপান্তর জৈবিক বা শারীরিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পরিচালিত হতে পারে।
নাইট্রোজেন চক্রের গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে নাইট্রিফিকেশন, ডিনাইট্রিফিকেশন, ফিক্সেশন এবং অ্যামোনিফিকেশন। পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের অধিকাংশই নাইট্রোজেন। এটি 78% এর জন্য দায়ী যা এটিকে নাইট্রোজেনের প্রধান উত্স করে তোলে। যাইহোক, বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেনের জৈবিক ব্যবহারের জন্য সীমিত প্রাপ্যতা রয়েছে। এটি বিভিন্ন ধরণের বাস্তুতন্ত্রে ব্যবহারযোগ্য নাইট্রোজেনের অভাবের দিকে পরিচালিত করে।
নাইট্রোজেন চক্র বাস্তুবিদদের কাছে অত্যন্ত আগ্রহের কারণ নাইট্রোজেনের প্রাপ্যতা গুরুত্বপূর্ণ বাস্তুতন্ত্রের প্রক্রিয়া যেমন পচন এবং প্রাথমিক উৎপাদনের হারকে প্রভাবিত করতে পারে। জীবাশ্ম জ্বালানি দহন, কৃত্রিম নাইট্রোজেন সার ব্যবহার এবং বর্জ্য জলে নাইট্রোজেনের মুক্তির মতো মানবিক কর্মকাণ্ড বিশ্বব্যাপী নাইট্রোজেন চক্রকে ব্যাপকভাবে পরিবর্তন করেছে। বৈশ্বিক নাইট্রোজেন চক্রের মানবিক পরিবর্তন প্রাকৃতিক পরিবেশের ব্যবস্থা এবং মানব স্বাস্থ্যকে নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত করতে পারে।
নাইট্রোজেন চক্র প্রক্রিয়া
নাইট্রোজেন পরিবেশে বিভিন্ন রাসায়নিক আকারে পাওয়া যায় যেমন জৈব নাইট্রোজেন, নাইট্রাইট (NO - 2 ), অ্যামোনিয়াম (NH 4 + ), নাইট্রাস অক্সাইড (N 2 O), নাইট্রেট (NO 3 ), অজৈব নাইট্রোজেন গ্যাস (N 2 ) বা নাইট্রিক অক্সাইড (NO)
জৈব নাইট্রোজেন হিউমাস, একটি জীবন্ত জীব বা জৈব পদার্থের পচনের মধ্যবর্তী পণ্যের আকারে হতে পারে। নাইট্রোজেন চক্র প্রক্রিয়াগুলি হল নাইট্রোজেনকে এক ফর্ম থেকে অন্য ফর্মে রূপান্তর করা। এই প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে অনেকগুলি জীবাণু দ্বারা পরিচালিত হয়, তাদের প্রচেষ্টায় নাইট্রোজেন বা ফসল সংগ্রহ করার জন্য। উদাহরণস্বরূপ, প্রাণীদের প্রস্রাবের নাইট্রোজেন বর্জ্য গাছপালা ব্যবহারের জন্য মাটির নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া দ্বারা ভেঙ্গে যায়।
নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণ
শিল্প, জৈবিক এবং বায়ুমণ্ডলীয় প্রক্রিয়ার মাধ্যমে নাইট্রোজেন গ্যাসের নাইট্রাইট এবং নাইট্রেটে রূপান্তরকে নাইট্রোজেন ফিক্সেশন বলা হয়। বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেনকে অবশ্যই (স্থির) হতে হবে বা ব্যবহারযোগ্য আকারে প্রক্রিয়াজাত করতে হবে যাতে এটি উদ্ভিদ দ্বারা গ্রহণ করা যায়। স্থিরকরণ বজ্রপাতের মাধ্যমে করা যেতে পারে তবে এর বেশিরভাগই ডায়াজোট্রফ নামক মুক্ত-জীবিত বা সিম্বিওটিক ব্যাকটেরিয়া দ্বারা সম্পন্ন হয়। বেশিরভাগ জৈবিক নাইট্রোজেন ফিক্সেশন মো-নাইট্রোজেনেসের কার্যকলাপ দ্বারা সঞ্চালিত হয় যা বিভিন্ন ধরণের ব্যাকটেরিয়া এবং কিছু আর্কিয়ায় পাওয়া যায়। মুক্ত-জীবিত ব্যাকটেরিয়ার একটি উদাহরণ হল অ্যাজোটোব্যাক্টর। রাইজোবিয়ামের মতো সিম্বিওটিক নাইট্রোজেন-ফিক্সিং ব্যাকটেরিয়া সাধারণত মটর এবং আলফালফার মতো লেগুমের মূল নডিউলে বাস করে। তারপরে তারা উদ্ভিদের সাথে একটি পারস্পরিক সম্পর্ক তৈরি করে, কার্বোহাইড্রেটের বিনিময়ে অ্যামোনিয়া তৈরি করে।
আত্তীকরণ
গাছপালা তাদের মূল চুলের মাধ্যমে মাটি থেকে অ্যামোনিয়াম বা নাইট্রেট শোষণ করতে পারে। যেসব ক্ষেত্রে নাইট্রেট শোষিত হয়, সেখানে প্রথমে এটি নাইট্রাইট আয়ন এবং তারপর অ্যামোনিয়াম আয়নে ক্লোরোফিল, অ্যামিনো অ্যাসিড এবং নিউক্লিক অ্যাসিডের অন্তর্ভুক্তির জন্য হ্রাস করা হয়।
অ্যামোনিফিকেশন
যখন একটি প্রাণী বা উদ্ভিদ মারা যায় বা একটি প্রাণী বর্জ্য নির্গত করে, তখন নাইট্রোজেনের প্রাথমিক রূপটি জৈব হয়। ছত্রাক বা ব্যাকটেরিয়া দেহাবশেষের জৈব নাইট্রোজেনকে অ্যামোনিয়ামে (NH 4 + ) রূপান্তরিত করে, একটি প্রক্রিয়া যা খনিজকরণ বা অ্যামোনিফিকেশন নামে পরিচিত। জড়িত কিছু এনজাইমের মধ্যে রয়েছে Gln synthetase এবং Glu dehydrogenase.
নাইট্রিফিকেশন
অ্যামোনিয়ামকে নাইট্রেটে রূপান্তর করা হয় মাটি-জীবিত ব্যাকটেরিয়া এবং অন্যান্য নাইট্রিফাইং ব্যাকটেরিয়া দ্বারা। নাইট্রোসোমোনাস প্রজাতির মতো ব্যাকটেরিয়া নাইট্রিফিকেশনের প্রাথমিক পর্যায়, অ্যামোনিয়ামের অক্সিডেশন সম্পাদন করে। এটি অ্যামোনিয়াকে নাইট্রাইটে রূপান্তরিত করে। অন্যান্য ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি যেমন নাইট্রোব্যাক্টর নাইট্রাইটের জারণ (NO 2 ) নাইট্রেটে (NO - 3 ) করে।
ডেনিট্রিফিকেশন
ডেনিট্রিফিকেশন বলতে নাইট্রোজেন গ্যাসে নাইট্রেটের হ্রাসকে বোঝায়। এটি নাইট্রোজেন চক্র সম্পূর্ণ করে। এই প্রক্রিয়াটি অ্যানেরোবিক অবস্থার অধীনে প্যারাকোকাস এবং সিউডোমোনাসের মতো ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি দ্বারা পরিচালিত হয়।
অন্যান্য প্রক্রিয়া
নাইট্রোজেন স্থিরকরণ বেশিরভাগ বাস্তুতন্ত্রে উদ্ভিদ-উপলব্ধ নাইট্রোজেনের প্রাথমিক উত্স হওয়া সত্ত্বেও, নাইট্রোজেন সমৃদ্ধ বেডরক রয়েছে এমন অঞ্চলে, এই শিলার ভাঙ্গন নাইট্রোজেনের উত্স হিসাবেও কাজ করে।
