जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण

सभी पौधों को उचित वृद्धि और विकास के लिए नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है। जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण शब्द का प्रयोग उस प्रक्रिया के लिए किया जाता है जिसमें वायुमंडल से नाइट्रोजन गैस को कुछ पौधों के ऊतकों में शामिल किया जाता है।नाइट्रोजन निर्धारण आवश्यक जैविक प्रक्रिया और नाइट्रोजन चक्र का पहला चरण है, जहां वायुमंडल में नाइट्रोजन को कुछ जीवाणु प्रजातियों जैसे राइजोबियम, एज़ोटोबैक्टर, आदि और अन्य प्राकृतिक घटनाओं द्वारा अमोनिया में परिवर्तित किया जाता है।केवल कुछ पौधे ही मृदा सूक्ष्मजीवों की सहायता से इस प्रकार नाइट्रोजन प्राप्त कर पाते हैं। फलियां नामक पौधों का समूह इसके लिए सुविख्यात है।

प्रक्रिया

जब कुछ बैक्टीरिया या प्रोकैरियोट वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित करने में सक्षम होते हैं, तो इस प्रक्रिया को जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण कहा जाता है। नाइट्रोजनेज़ एंजाइम डाइनाइट्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित करता है।

मुक्त-जीवित नाइट्रोजन स्थिरकों में से कुछ एज़ोटोबैक्टर, बेइजर्निकिया, रोडोस्पिरिलम, सायनोबैक्टीरिया आदि हैं, जबकि सहजीवी नाइट्रोजन स्थिरकर्ता के उदाहरण राइजोबियम और फ्रैंकिया हैं।

अल्फाल्फा और एक सूक्ष्मजीव सहजीवी संबंध या सहजीवन में मेजबान पौधे के कार्य से जुड़े हैं।वे सहजीवी रूप से जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण में मदद करते हैं।

एक सहजीवी बैक्टीरिया जो अक्सर चारा फसलों में शामिल होता है वह राइजोबिया है, क्योंकि इसे राइजोबियम नामक जीवाणु जीनस के हिस्से के रूप में वर्गीकृत किया गया है।ये मिट्टी के जीवाणु पौधे की जड़ों को संक्रमित करते हैं, जिससे नोड्यूल नामक संरचनाएं बनती हैं।जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण के दौरान नोड्यूल्स में रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

जैव रासायनिक प्रतिक्रिया

जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण प्रक्रिया में कई जटिल जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं, लेकिन इसे निम्नलिखित तरीके से दर्शाया जा सकता है:

N₂ + 8H₂+ 16ATP ------> 2 NH₃ + 2H₂+ 16ADP + 16 Pi

जैविक और गैर जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण के बीच क्या अंतर है?

गैर-सहजीवी नाइट्रोजन स्थिरीकरण से तात्पर्य पौधों की कोशिका के बाहर रहने वाले सूक्ष्मजीवों द्वारा जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण से है, जबकि जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण मिट्टी में पाए जाने वाले विभिन्न प्रकार के मुक्त-जीवित नाइट्रोजन-स्थिरीकरण करने वाले सूक्ष्मजीवों द्वारा वायुमंडलीय नाइट्रोजन को नाइट्रोजन यौगिकों में परिवर्तित करने की एक विधि है।

वायुमंडलीय नाइट्रोजन अन्य रसायनों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करके नए यौगिक नहीं बनाती है, लेकिन जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण में वायुमंडल से नाइट्रोजन गैस कुछ पौधों के ऊतकों में शामिल हो जाती है।

महत्व

जैविक नाइट्रोजन निर्धारण नाइट्रोजन की पुनर्प्राप्ति के लिए महत्वपूर्ण है जो पारिस्थितिकी तंत्र में बैक्टीरिया की गतिविधियों के कारण अपरिवर्तनीय रूप से नष्ट हो जाता है, इसलिए यह पारिस्थितिकी तंत्र में नाइट्रोजन के स्थिर प्रवाह को बनाए रखने में मदद करता है।

जैविक नाइट्रोजन निर्धारण पौधों को नाइट्रोजन की कमी वाली मिट्टी से निपटने में सक्षम बनाता है।

जैविक नाइट्रोजन निर्धारण से फलियों में प्रोटीन की मात्रा बढ़ जाती है।

महत्वपूर्ण स्रोत

सबसे महत्वपूर्ण स्रोत मिट्टी के जीवाणुओं और फलीदार पौधों के बीच सहजीवी अंतःक्रिया है, जिसमें मनुष्यों के लिए महत्वपूर्ण कई फसलें भी शामिल हैं।

अभ्यास प्रश्न

• जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण क्यों महत्वपूर्ण है?
• फलीदार पौधों में नाइट्रोजन स्थिरीकरण का क्या महत्व है?
• जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत क्या है?