نائٹروجن سائیکل ایک بائیو کیمیکل سائیکل ہے جس کے ذریعے نائٹروجن مختلف کیمیائی شکلوں میں تبدیل ہو جاتی ہے کیونکہ یہ ماحول، زمینی اور سمندری ماحولیاتی نظام کے درمیان گردش کرتی ہے۔ نائٹروجن کی تبدیلی حیاتیاتی یا جسمانی عمل کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔
نائٹروجن سائیکل کے اہم عمل میں نائٹریفیکیشن، ڈینیٹریفیکیشن، فکسیشن، اور امونیفیکیشن شامل ہیں۔ زمین کے ماحول کی اکثریت نائٹروجن پر مشتمل ہے۔ اس کا 78 فیصد حصہ ہے جو اسے نائٹروجن کا سب سے بڑا ذریعہ بناتا ہے۔ تاہم، حیاتیاتی استعمال کے لیے ماحولیاتی نائٹروجن کی دستیابی محدود ہے۔ یہ کئی قسم کے ماحولیاتی نظاموں میں قابل استعمال نائٹروجن کی کمی کا باعث بنتا ہے۔
نائٹروجن سائیکل ماحولیات کے ماہرین کے لیے بہت دلچسپی کا حامل ہے کیونکہ نائٹروجن کی دستیابی اہم ماحولیاتی نظام جیسے کہ سڑنے اور بنیادی پیداوار کی شرح کو متاثر کر سکتی ہے۔ انسانی سرگرمیوں جیسے فوسل فیول کا دہن، مصنوعی نائٹروجن کھاد کا استعمال، اور گندے پانی میں نائٹروجن کے اخراج نے عالمی نائٹروجن سائیکل کو بہت زیادہ تبدیل کر دیا ہے۔ عالمی نائٹروجن سائیکل میں انسانی تبدیلی قدرتی ماحول کے نظام اور انسانی صحت کو بھی منفی طور پر متاثر کر سکتی ہے۔
نائٹروجن سائیکل کے عمل
نائٹروجن ماحول میں مختلف کیمیائی شکلوں میں دستیاب ہے جیسے نامیاتی نائٹروجن، نائٹریٹ (NO - 2 )، امونیم (NH 4 + )، نائٹرس آکسائیڈ (N 2 O)، نائٹریٹ (NO 3 )، غیر نامیاتی نائٹروجن گیس (N 2 ) یا نائٹرک آکسائیڈ (NO)
نامیاتی نائٹروجن humus، ایک جاندار، یا نامیاتی مادے کے گلنے کی درمیانی مصنوعات کی شکل میں ہو سکتا ہے۔ نائٹروجن سائیکل کا عمل نائٹروجن کو ایک شکل سے دوسری شکل میں تبدیل کرنا ہے۔ ان میں سے بہت سے عمل جرثوموں کے ذریعے نائٹروجن جمع کرنے یا توانائی حاصل کرنے کی کوشش میں کیے جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، جانوروں کے پیشاب میں موجود نائٹروجنی فضلہ پودوں کے استعمال کے لیے مٹی میں موجود نائٹریفائنگ بیکٹیریا کے ذریعے ٹوٹ جاتا ہے۔
نائٹروجن فکسیشن
صنعتی، حیاتیاتی اور ماحولیاتی عمل کے ذریعے نائٹروجن گیس کی نائٹریٹ اور نائٹریٹ میں تبدیلی کو نائٹروجن فکسیشن کہا جاتا ہے۔ ماحول میں نائٹروجن (فکسڈ) ہونا چاہیے یا اسے پودوں کے ذریعے اٹھانے کے لیے قابل استعمال شکلوں میں پروسس کیا جانا چاہیے۔ درستگی بجلی کے جھٹکے سے کی جا سکتی ہے لیکن اس کا زیادہ تر کام آزاد زندہ یا سمبیوٹک بیکٹیریا کے ذریعے کیا جاتا ہے جنہیں ڈائیزوٹروف کہتے ہیں۔ زیادہ تر حیاتیاتی نائٹروجن کا تعین Mo-nitrogenase کی سرگرمی سے ہوتا ہے جو کہ بیکٹیریا کی وسیع اقسام اور کچھ Archaea میں پایا جاتا ہے۔ آزاد زندہ بیکٹیریا کی ایک مثال Azotobacter ہے۔ Rhizobium جیسے سمبیوٹک نائٹروجن فکسنگ بیکٹیریا عام طور پر پھلیوں جیسے مٹر اور الفالفا کی جڑوں میں رہتے ہیں۔ اس کے بعد وہ کاربوہائیڈریٹس کے بدلے امونیا پیدا کرتے ہوئے پودے کے ساتھ باہمی تعلق قائم کرتے ہیں۔
اسسمیلیشن
پودے اپنی جڑوں کے بالوں کے ذریعے مٹی سے امونیم یا نائٹریٹ جذب کر سکتے ہیں۔ ایسی صورتوں میں جہاں نائٹریٹ جذب ہو جاتا ہے، اسے پہلے نائٹریٹ آئنوں اور پھر امونیم آئنوں میں کلوروفل، امینو ایسڈز اور نیوکلک ایسڈز میں شامل کرنے کے لیے کم کر دیا جاتا ہے۔
امونیفیکیشن
جب کوئی جانور یا پودا مر جاتا ہے یا کوئی جانور فضلہ خارج کرتا ہے تو نائٹروجن کی ابتدائی شکل نامیاتی ہوتی ہے۔ فنگی یا بیکٹیریا باقیات میں موجود نامیاتی نائٹروجن کو واپس امونیم (NH 4 + ) میں تبدیل کرتے ہیں، یہ عمل معدنیات یا امونیفیکیشن کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس میں شامل کچھ خامروں میں Gln synthetase اور Glu dehydrogenase شامل ہیں۔
نائٹریفیکیشن
امونیم کی نائٹریٹ میں تبدیلی مٹی میں رہنے والے بیکٹیریا اور دیگر نائٹریفائینگ بیکٹیریا کے ذریعے کی جاتی ہے۔ نائٹروسوموناس پرجاتیوں جیسے بیکٹیریا نائٹریفیکیشن کے ابتدائی مرحلے، امونیم کے آکسیکرن کو انجام دیتے ہیں۔ یہ امونیا کو نائٹریٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ دیگر بیکٹیریل انواع جیسے نائٹروبیکٹر نائٹریٹس (NO - 2 ) کو نائٹریٹ (NO - 3 ) میں آکسیکرن انجام دیتے ہیں۔
DENITRIFICATION
Denitrification سے مراد نائٹریٹ کی واپسی نائٹروجن گیس میں کمی ہے۔ یہ نائٹروجن سائیکل کو مکمل کرتا ہے۔ یہ عمل جراثیمی پرجاتیوں جیسے Paracoccus اور Pseudomonas کے ذریعے anaerobic حالات میں کیا جاتا ہے۔
دیگر عمل
نائٹروجن فکسیشن زیادہ تر ماحولیاتی نظاموں میں پودوں کے لیے دستیاب نائٹروجن کا بنیادی ذریعہ ہونے کے باوجود، ایسے علاقوں میں جو نائٹروجن سے بھرپور ہیں، اس چٹان کا ٹوٹنا بھی نائٹروجن کے ذریعہ کا کام کرتا ہے۔
