ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรคาร์บอนและวัฏจักรฟอสฟอรัสคือวัฏจักรคาร์บอนคือวัฏจักรชีวเคมีที่อธิบายการเคลื่อนที่ของคาร์บอนผ่านธรณีภาค ไฮโดรสเฟียร์ ชีวมณฑล และบรรยากาศ ในขณะเดียวกัน วัฏจักรของฟอสฟอรัสอธิบายการเคลื่อนที่ของฟอสฟอรัสผ่านธรณีภาค ไฮโดรสเฟียร์ และชีวมณฑล
คาร์บอน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบหลักสามประการที่สำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด การไหลเวียนขององค์ประกอบเหล่านี้ผ่านองค์ประกอบที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตที่มีอยู่ในระบบนิเวศหรือสิ่งแวดล้อมอธิบายโดยวัฏจักรทางชีวภาพของพวกมัน วัฏจักรคาร์บอนอธิบายการหมุนเวียนของธาตุคาร์บอนผ่านอากาศ ดิน และน้ำ ในขณะที่วัฏจักรของฟอสฟอรัสอธิบายพฤติกรรมของฟอสฟอรัสในดินและสิ่งมีชีวิตความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างวัฏจักรคาร์บอนและวัฏจักรของฟอสฟอรัสคือคาร์บอนส่วนใหญ่เคลื่อนที่โดยคิดว่าบรรยากาศในขณะที่ฟอสฟอรัสไม่มีปฏิกิริยากับบรรยากาศ
วัฏจักรคาร์บอนคืออะไร
คาร์บอนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในโลก เป็นองค์ประกอบหลักของสารประกอบชีวภาพและแร่ธาตุ วัฏจักรคาร์บอนอธิบายการเคลื่อนที่ของคาร์บอนที่คิดว่าโลก คาร์บอนส่วนใหญ่เป็นวัฏจักรคิดว่าบรรยากาศอยู่ในรูปก๊าซ คาร์บอนมีอยู่ในบรรยากาศในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) CO2ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโดยกระบวนการต่างๆ เช่น การหายใจ การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล การปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม การหายใจของจุลินทรีย์และการสลายตัว เป็นต้น
มีเทนเป็นคาร์บอนอีกรูปแบบหนึ่งในชั้นบรรยากาศ พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศในการผลิตอาหารโดยการสังเคราะห์ด้วยแสง กล่าวอีกนัยหนึ่ง พืชตรึงคาร์บอนไดออกไซด์เป็นคาร์โบไฮเดรตและทำให้คาร์บอนในบรรยากาศสมดุล นอกจากนี้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะละลายในน้ำโดยตรงคาร์บอนไดออกไซด์ก็ละลายในหยาดน้ำเช่นกัน
รูปที่ 01: วัฏจักรคาร์บอน
คาร์บอนมีอยู่ในรูปของคาร์บอนอินทรีย์ในสิ่งมีชีวิต รวมทั้งพืชและสัตว์ ดินยังอุดมไปด้วยคาร์บอน เมื่อพืชและสัตว์ตาย คาร์บอนอินทรีย์จะกลับสู่ดิน จุลินทรีย์ย่อยสลายสารอินทรีย์และปล่อยคาร์บอนซึ่งพืชสามารถดูดซึมได้อีกครั้ง คาร์บอนอินทรีย์บางชนิดจะเปลี่ยนเป็นฟอสซิลเมื่อถูกฝังอยู่ในดินเป็นเวลาหลายปี การเผาไหม้ของคาร์บอนอินทรีย์และเชื้อเพลิงฟอสซิล ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศอีกครั้ง
วัฏจักรฟอสฟอรัสคืออะไร
ฟอสฟอรัสเป็นสารอาหารที่สำคัญสำหรับพืช เนื่องจากมักมีดินไม่เพียงพอสำหรับการผลิตพืชผล และพืชต้องการในปริมาณที่ค่อนข้างมาก จึงจัดเป็นธาตุอาหารพืชหลักฟอสฟอรัสสามารถพบได้ในน้ำ ดิน และตะกอนที่ไหลผ่าน ฟอสฟอรัสพบมากในหินและตะกอนในมหาสมุทร
กระบวนการแปลง P ทั่วไปในดิน ได้แก่ สภาพดินฟ้าอากาศและการตกตะกอน การทำให้เป็นแร่และการตรึง และการดูดซับและการคายน้ำ สภาพดินฟ้าอากาศ การทำให้เป็นแร่ และการแยกตัวออกจะเพิ่มรูปแบบที่พืชเข้าถึงได้ของฟอสฟอรัส การตรึง การตกตะกอน และการดูดซับลดรูปแบบที่พืชเข้าถึงได้ของฟอสฟอรัส
ดินมีแร่ธาตุที่อุดมไปด้วยฟอสฟอรัส เมื่อเวลาผ่านไป แร่ธาตุเหล่านี้จะอยู่ภายใต้กระบวนการผุกร่อนและปล่อยฟอสฟอรัสในดินในรูปแบบที่พืชเข้าถึงได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อฟอสฟอรัสในรูปแบบที่พืชเข้าถึงได้เหล่านี้ถูกปล่อยลงสู่ดิน พวกมันจะไม่สามารถใช้งานได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากการตรึงหรือกระบวนการตกตะกอนในดิน ในดินที่เป็นกรด สารอนินทรีย์ P ทำปฏิกิริยากับเหล็กและอะลูมิเนียม และทำให้เป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ ในขณะที่ในดินพื้นฐานนั้น P สารอนินทรีย์จะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมและแมกนีเซียม และก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนที่ไม่ละลายน้ำ
Mineralization คือการเปลี่ยนจุลินทรีย์ของฟอสฟอรัสอินทรีย์เป็น H2PO4– หรือ HPO42- รูปแบบของออร์โธฟอสเฟตที่ปลูกได้จากพืช อัตราการทำให้เป็นแร่ถูกควบคุมโดยปัจจัยทางกายภาพและทางเคมีของกิจกรรมของจุลินทรีย์โดยรวม การตรึงเกิดขึ้นเมื่อพืชเหล่านี้เข้าถึงรูปแบบของฟอสฟอรัสโดยจุลินทรีย์เปลี่ยน P ให้เป็นรูปแบบ P อินทรีย์ จุลินทรีย์ P จะพร้อมใช้งานเมื่อเวลาผ่านไปเมื่อพวกมันตาย
รูปที่ 02: วัฏจักรฟอสฟอรัส
อินทรีย์วัตถุทำให้เป็นแร่และปล่อยฟอสฟอรัสออกสู่สารละลายในดิน พืชดูดซับ P เหล่านี้จากสารละลายดินในช่วงระยะเวลาการเจริญเติบโต ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้ปุ๋ยและความเสี่ยงของการไหลบ่าและการชะฟอสฟอรัสไปยังแหล่งน้ำที่อาจสร้างปัญหาสิ่งแวดล้อม
การดูดซับเป็นอีกกระบวนการหนึ่งที่ช่วยลดรูปแบบของฟอสฟอรัสที่มีอยู่ในดิน ในระหว่างการดูดซับ ฟอสฟอรัสที่พืชหาได้จะจับกับอนุภาคของดินและกลายเป็นของแข็ง กระบวนการดูดซับที่ตรงกันข้าม การดูดซับจะปล่อยตัวดูดซับ P กลับคืนสู่สารละลายในดิน
การหมุนเวียนของฟอสฟอรัสผ่านหินและตะกอนนั้นเร็วกว่าการหมุนเวียนของฟอสฟอรัสผ่านพืชและสัตว์ Organic P กลับคืนสู่ดินเมื่อพืชและสัตว์ตายและสลายตัว หลังจากนั้นสารอินทรีย์ P เหล่านี้จะแปรสภาพเป็น P ในตะกอนและหินเมื่อสะสมอยู่ในดินหรือมหาสมุทรเป็นเวลาหลายล้านปี วัฏจักรเริ่มต้นและดำเนินต่อไปอีกครั้งเมื่อฟอสฟอรัสถูกปล่อยออกจากตะกอนและหินคิดว่ากระบวนการผุกร่อน
วัฏจักรคาร์บอนและวัฏจักรฟอสฟอรัสมีความคล้ายคลึงกันอย่างไร
- ทั้งคาร์บอนและฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบสำคัญของโลก
- วัฏจักรคาร์บอนและฟอสฟอรัสอธิบายการเคลื่อนที่ของคาร์บอนและฟอสฟอรัสในดิน น้ำ และอากาศ
- จุลินทรีย์มีส่วนร่วมในทั้งสองวงจร
- ทั้งสองวัฏจักรมีความสำคัญในการรีไซเคิลสารอาหาร
วัฏจักรคาร์บอนและวัฏจักรฟอสฟอรัสต่างกันอย่างไร
วัฏจักรคาร์บอนอธิบายการเคลื่อนที่ของธาตุคาร์บอนผ่านระบบนิเวศ ในขณะที่วัฏจักรของฟอสฟอรัสอธิบายการเคลื่อนที่ของฟอสฟอรัสที่นึกถึงสิ่งแวดล้อม นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรคาร์บอนและวัฏจักรฟอสฟอรัส นอกจากนี้วัฏจักรคาร์บอนยังทำปฏิกิริยากับบรรยากาศไม่เหมือนวัฏจักรฟอสฟอรัส ดังนั้นจึงเป็นข้อแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างวัฏจักรคาร์บอนและวัฏจักรฟอสฟอรัส
ยิ่งกว่านั้น วัฏจักรคาร์บอนเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในขณะที่วัฏจักรฟอสฟอรัสเกิดขึ้นช้า ดังนั้นเราจึงสามารถพิจารณาสิ่งนี้ได้เช่นกันว่าเป็นข้อแตกต่างระหว่างวัฏจักรคาร์บอนและวัฏจักรฟอสฟอรัส
สรุป – วัฏจักรคาร์บอนกับวัฏจักรฟอสฟอรัส
วัฏจักรคาร์บอนอธิบายการหมุนเวียนของคาร์บอนในอากาศ น้ำ และดิน ในขณะเดียวกัน วัฏจักรฟอสฟอรัสอธิบายการเคลื่อนที่ของฟอสฟอรัสผ่านดินและสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้วัฏจักรคาร์บอนยังเกิดขึ้นเร็วกว่าวัฏจักรฟอสฟอรัสซึ่งเกิดขึ้นช้า นอกจากนี้วัฏจักรคาร์บอนยังมีปฏิกิริยากับบรรยากาศในขณะที่วัฏจักรฟอสฟอรัสไม่มีปฏิกิริยากับบรรยากาศ นี่คือบทสรุปของความแตกต่างระหว่างวัฏจักรคาร์บอนและวัฏจักรฟอสฟอรัส