47,332
עריכות
שינויים
אין תקציר עריכה
[[תמונה:Nitrogen Cycle he.jpg|שמאל|ממוזער|400px|תרשים מחזור החנקן]]
[[תמונה:Nitrogen Cycle he.jpg|שמאל|ממוזער|400px|תרשים מחזור החנקן]]
'''מחזור החנקן''' הוא תהליך ביולוגי ופיזיקלי שעובר החנקן בטבע. חיידקים ואצות בקרקע ובמים הופכים את החנקן האטמופסרי לתרכובות חנקן הזמינות לצמחים. הצמחים מאפשרים את זמינות תרכובות החנקן לבעלי החיים, ומשם המחזור ממשיך בתהליכים מחזוריים אל הקרקע ואל האטמוספירה.
'''מחזור החנקן''' הוא [[מחזור ביוגאוכימי]] שמתאר את הגלגולים של חנקן ושל תרכובות חנקן בטבע. במחזור זה חיידקים ואצות בקרקע ובמים הופכים את החנקן האטמופסרי לתרכובות חנקן הזמינות לצמחים. הצמחים מאפשרים את זמינות תרכובות החנקן לבעלי החיים, ומשם המחזור ממשיך בתהליכים מחזוריים אל הקרקע ואל האטמוספירה.
החנקן הוא מרכיב יסודי של חלבונים, החיוניים לאורגניזמים. החנקן (חנקן מולקולרי) מהווה 78% מנפחה של האטמוספירה, עם זאת, אינו יכול להיקלט בצורה זו על-ידי האורגניזמים. רוב היצורים החיים נושמים את החנקן שבאוויר ופולטים אותו בחזרה כמו שהוא. באמצעות תהליכים לא ביולוגיים (כמו ברקים והתפרצויות הרי געש) או תהליכים ביולוגיים הופך חלק מועט מהחנקן לחנקה (NO<sub>2</sub>) הזמינה לצמחים. התהליכים הביולוגיים מבוצעים עלי ידי סוגים מסוימים של חיידקים (כדוגמת סוגים במערכת הכחוליות (ציאנובקטריות), ''Rhizobia'' ו-''Frankia'') ואצות. רובן מצויים בעיקר בסביבה מימית. ליצורים אלה יש את האנזים ניטרוגנז אשר מאפשר להם לפרק את הקשר החזק בין אטומי החנקן ליצירת אמוניה.
האטמוספירה של כדור הארץ מורכבת מכ-78% חנקן (בצורה מולקולרית), דבר שהופך אותה למאגר החנקן הגדול ביותר בפלנטה. חנקן מעורב בתהליכים ביולוגיים רבים והוא מרכיב חיוני לחיים בכדור הארץ. הוא מצוי בכל חומצות האמינו, הוא מרכיב יסודי של חלבונים, והוא מצוי בבסיסים שמרכיבים את חומצות הגרעין של ה-DNA וה-RNA. חלק נכבד מהחנן בצמחים משמשמש לייצור מולקולות כלורופיל החיוניות לתהליך הפוטוסינתזה.
קיבוע של חנקן הוא תהליך חיוני כדי להפוך את החנקן הגזי לתרכובות זמינות עבור יצורים חיים. חלק קטן מהקיבוע מתרחש בתהליכים פיסיקליים כמו ברקים והתפרצויות הרי געש שהופכים את החנקן לחנקה (NO<sub>2</sub>) הזמינה לצמחים. עם זאת, רוב הקיבוע מתרחש על ידי חיידקים חופשיים או סימביוטיים (כדוגמת סוגים במערכת הכחוליות (ציאנובקטריות), ''Rhizobia'' ו-''Frankia'') וכן על ידי אצות . חיידקים ואצות אלה הם בעלי האנזים ניטרוגנז אשר מאפשר להם לפרק את הקשר החזק בין אטומי החנקן ולהוסיף לחנקן מימן כדי ליצור אמוניה (NH<sub>3</sub>). האמוניה מומרת על ידי החיידקים לתרכובות אורגניות אחרות.
חלק מהחיידקים המקבעים חנקן כמו החיידק Rhizobium חיים בשורשים של קטניות (כמו שעועית או עדשים). הם יוצרים קשר סמביוזי עם הצמח ומייצרים אמוניה בתמורה לפחמימות. ניתן להעשיר אדמות בחנקן על ידי שתילה של קטניות או של מספר צמחים אחרים.
שאר הצמחים מקבלים את החנקן שלהם מהקרקע באמצעות מערכת השורשים שסופגת מהקרקע יוני ניטראט (NO<sub>3</sub><sup>−</sup>) או יוני אמוניום (NH<sub>4</sub><sup>+</sup>). כל החנקן שמצוי אצל בעלי חיים מקורו באכילה של צמחים בשלב מסויים של שרשרת המזון.
הצמחים קולטים את החנקה ויוצרים ממנו חלבון. את החלבון הזה אוכלים בעלי-החיים וכך הוא הופך לחלבון מן החי. בעלי חיים וצמחים מתים מפורקים על-ידי מיקרואורגניזמים שהופכים את תרכובות החנקן שוב לחנקן שחוזר לאטמוספירה. כך, חוזר התהליך חלילה.
הצמחים קולטים את החנקה ויוצרים ממנו חלבון. את החלבון הזה אוכלים בעלי-החיים וכך הוא הופך לחלבון מן החי. בעלי חיים וצמחים מתים מפורקים על-ידי מיקרואורגניזמים שהופכים את תרכובות החנקן שוב לחנקן שחוזר לאטמוספירה. כך, חוזר התהליך חלילה.
בני האדם מייצרים [[דשן כימי|דשנים כימיים]] או שהם משתמשים ב[[קומפוסט]] כדי לדשן גידולי חקלאות. לשני התהליכים יש השלכות אקולוגיות.
בני האדם מייצרים [[דשן כימי|דשנים כימיים]] או שהם משתמשים ב[[קומפוסט]] כדי לדשן גידולי חקלאות. לשני התהליכים יש השלכות אקולוגיות.
ייצור דשנים כימיים דורש אנרגיה בכמות גדולה, וכיום הוא מכלה כמות גדולה של דלקים מחצביים. הזרמים הדשנים בכמות גדולה מידי לקרקע גורמת לתופעות לוואי שונות כמו המלחת הקרקע.
ייצור דשנים כימיים דורש אנרגיה בכמות גדולה, וכיום הוא מכלה כמות גדולה של דלקים מחצביים. הזרמים הדשנים בכמות גדולה מידי לקרקע גורמת לתופעות לוואי שונות כמו המלחת הקרקע או מי התהום.
==בעיות בריאות וסביבה==
יוני ניטראט הם מסיסים מאוד, ויכולים לכן להכנס ל[[מי התהום]]. רמות גבוהות של ניטראט במי השתיה הם מקור לבעיות בריאותיות בגלל שניטראט יכול לשבש את רמות החמצן בדם של תינוקות וליצור מטהמגלובינמיה או תסמין התינוק הכחול.
כשמי התהום זורמים לנחלים, מים עשירים בניטראט יכולים לתרום לתהליך אטרופיקציה (Eutrophication) תהליך שמוביל לאוכלוסיות גדולות של אצות, ובעיקר אצות כחולות-ירוקות ולמוות של החיים הימיים עקב ביקוש יתר של חמצן. ניטארט, בניגוד, לאמוניה, אינה רעילה באופן ישיר לדגים, אבל היא יכולה לגרום לתופעות עקיפות עליהם אם היא תורמת לאטרופיקציה באופן זה. עודף ניטראט גרם לבעיות אטרופיקציה קשות בכמה גופים ימיים. נכון לשנת 2006, היישום של דישון בחנקות נתון לפיקוח הולך ומתהדק בבריטינה ובארצות הברית, כמו גם הפיקוח על דישון בפוספטים, פיקוח שנחשב לחיוני לשם הצלה של גופי מים מועשרים.
אמוניה היא חומר רעיל מאוד לחיות בים (ובאופן כללי) ובדרך כלל יש לפקח באופן הדוק על רמות האמוניה ממי שפכים של מכונים לטיהור מים. כדי למנוע פגיעה בדגים, מבצעים פעמים רבות ניטריפיקציה לפני שחרור המים. ניתן להשתמש בכך בתהליכים טבעיים או מכניים.
==קישורים חיצוניים==
==קישורים חיצוניים==
[[קטגוריה:מחזורים אקולוגיים|חנקן]]
[[קטגוריה:מחזורים אקולוגיים|חנקן]]
[[קטגוריה:מים]]
[[קטגוריה:ים]]