अपचयित एमीनीकरण
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।
नाइट्रोजन स्थिरीकरण
यह नाइट्रोजन चक्र का प्रारंभिक चरण है। यहां, वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N2) जो मुख्य रूप से अक्रिय रूप में उपलब्ध है, प्रयोग योग्य रूप -अमोनिया (NH3) में परिवर्तित हो जाती है।
नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया के दौरान, नाइट्रोजन गैस का निष्क्रिय रूप वायुमंडल और सतही जल से मिट्टी में जमा हो जाता है, मुख्य रूप से वर्षा के माध्यम से।
नाइट्रोजन स्थिरीकरण की संपूर्ण प्रक्रिया सहजीवी जीवाणुओं द्वारा पूरी की जाती है, जिन्हें डायज़ोट्रॉफ़्स के नाम से जाना जाता है। इस प्रक्रिया में एज़ोटोबैक्टर और राइजोबियम की भी प्रमुख भूमिका होती है। इन जीवाणुओं में नाइट्रोजनेज़ एंजाइम होता है, जो अमोनिया बनाने के लिए हाइड्रोजन के साथ गैसीय नाइट्रोजन को संयोजित करने की क्षमता रखता है।
नाइट्रोजन निर्धारण या तो वायुमंडलीय निर्धारण द्वारा हो सकता है - जिसमें बिजली चमकाना सम्मिलित है, या उच्च तापमान और दबाव की स्थिति के तहत अमोनिया का निर्माण करके औद्योगिक निर्धारण सम्मिलित है। इसे मानव निर्मित प्रक्रियाओं के माध्यम से भी ठीक किया जा सकता है, मुख्य रूप से औद्योगिक प्रक्रियाएं जो अमोनिया और नाइट्रोजन युक्त उर्वरक बनाती हैं।
नाइट्रोजन स्थिरीकरण के प्रकार
वायुमंडलीय स्थिरीकरण:
एक प्राकृतिक घटना जहां बिजली की ऊर्जा नाइट्रोजन को नाइट्रोजन ऑक्साइड में तोड़ देती है, जिसका उपयोग पौधों द्वारा किया जाता है।
औद्योगिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण:
यह एक मानव निर्मित विकल्प है जो अमोनिया के उपयोग से नाइट्रोजन स्थिरीकरण में सहायता करता है। अमोनिया का उत्पादन नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के सीधे संयोजन से होता है। बाद में, इसे यूरिया जैसे विभिन्न उर्वरकों में परिवर्तित किया जाता है।
अमोनीकरण
जब पौधे या जानवर मर जाते हैं, तो कार्बनिक पदार्थों मेंसम्मिलित नाइट्रोजन वापस मिट्टी में छोड़ दी जाती है। मिट्टी मेंसम्मिलित डीकंपोजर, अर्थात् बैक्टीरिया या कवक, कार्बनिक पदार्थ को वापस अमोनियम में बदल देते हैं। अपघटन की इस प्रक्रिया से अमोनिया उत्पन्न होता है, जिसका उपयोग अन्य जैविक प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है।
जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण:
हम पहले से ही जानते हैं कि पौधों और जानवरों द्वारा नाइट्रोजन का उपयोग सीधे हवा से नहीं किया जाता है। राइजोबियम और नीले-हरे शैवाल जैसे बैक्टीरिया नाइट्रोजन के अनुपयोगी रूप को अन्य यौगिकों में बदल देते हैं जो अधिक आसानी से उपयोग करने योग्य होते हैं। ये नाइट्रोजन यौगिक इन सूक्ष्मजीवों द्वारा मिट्टी में स्थिर हो जाते हैं।
नाइट्रीकरण
इस प्रक्रिया में, मिट्टी में बैक्टीरिया की उपस्थिति से अमोनिया नाइट्रेट में परिवर्तित हो जाता है। नाइट्रोसोमोनस बैक्टीरिया प्रजातियों की मदद से अमोनिया के ऑक्सीकरण से नाइट्राइट बनते हैं। बाद में, उत्पादित नाइट्राइट को नाइट्रोबैक्टर द्वारा नाइट्रेट में बदल दिया जाता है। यह रूपांतरण बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि अमोनिया गैस पौधों के लिए जहरीली है।
नाइट्रीकरण की प्रक्रिया में सम्मिलित प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
2NH3 + 3O2 → 2NO2– + 2H+ + 2H2O
2NO2– + O2 → 2NO3–
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?
