ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอนคือวัฏจักรไนโตรเจนอธิบายการเปลี่ยนไนโตรเจนเป็นสารเคมีหลายรูปแบบและการไหลเวียนระหว่างระบบนิเวศในชั้นบรรยากาศบนบกและทางทะเล ในขณะที่วัฏจักรคาร์บอนอธิบายการเคลื่อนที่ของคาร์บอนและวัฏจักรของมัน รูปแบบทางเคมีที่หลากหลายระหว่างชั้นบรรยากาศ มหาสมุทร ชีวมณฑล และธรณีสัณฐาน
ในระบบนิเวศ วัฏจักรทางชีวเคมีมีความสำคัญในการรักษาสมดุลตามธรรมชาติ ดังนั้น สำหรับองค์ประกอบหลายอย่างในระบบนิเวศ เราสามารถวาดวัฏจักรที่สรุปการเคลื่อนไหวขององค์ประกอบผ่านองค์ประกอบต่างๆ ของระบบนิเวศได้ในวัฏจักร ธาตุจะถูกแปลงเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนและแตกสลายไปเป็นโมเลกุลที่ง่ายกว่าในภายหลัง วัฏจักรทั้งหมดจะมีสระเก็บกักขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งปกติแล้วจะไม่มีชีวิต วัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักรฟอสฟอรัส และวัฏจักรอุทกวิทยาเป็นวัฏจักรทางชีวเคมีที่สำคัญบางประการในธรรมชาติ ดังนั้นการเข้าใจวัฏจักรของสสารและการรักษาการปั่นจักรยานอย่างมีประสิทธิภาพจึงเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาสิ่งแวดล้อมจากมลภาวะ
วัฏจักรไนโตรเจนคืออะไร
วัฏจักรไนโตรเจนเป็นหนึ่งในวัฏจักรธรณีเคมีที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ อธิบายการหมุนเวียนของไนโตรเจนในรูปแบบเคมีต่างๆ ผ่านบรรยากาศ ระบบนิเวศบนบกและทางทะเล แหล่งกักเก็บไนโตรเจนหลักคือชั้นบรรยากาศ มีก๊าซไนโตรเจนประมาณ 78% แต่สิ่งมีชีวิตจำนวนมากไม่สามารถใช้ได้ ดังนั้นควรแปลงไนโตรเจนให้เป็นรูปแบบที่พืชสามารถใช้ได้ กระบวนการนี้เรียกว่าการตรึงไนโตรเจน
นอกจากนี้ การตรึงไนโตรเจนยังเกิดขึ้นได้หลายวิธีวิธีหนึ่งคือการตรึงทางชีวภาพ แบคทีเรียที่มีชีวิตทางชีวภาพ เช่น Rhizobium ที่อาศัยอยู่ในรูตของพืชตระกูลถั่วสามารถตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศได้ นอกจากนี้ยังมีแบคทีเรียที่มีชีวิตอิสระเช่น Azotobacter ที่สามารถตรึงไนโตรเจนได้ วิธีการตรึงไนโตรเจนอีกวิธีหนึ่งคือการตรึงไนโตรเจนทางอุตสาหกรรม ผ่านกระบวนการของฮีเบอร์ ก๊าซไนโตรเจนสามารถเปลี่ยนเป็นแอมโมเนียซึ่งใช้ทำปุ๋ยและวัตถุระเบิดได้ นอกจากนี้ ไนโตรเจนตามธรรมชาติจะเปลี่ยนเป็นไนเตรตเมื่อฟ้าผ่า
รูปที่ 01: วัฏจักรไนโตรเจน
พืชส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปริมาณไนเตรตจากดินสำหรับความต้องการไนโตรเจน สัตว์อาศัยพืชโดยตรงหรือโดยอ้อมเพื่อให้ได้ไนโตรเจนมา เมื่อพืชและสัตว์ตาย สารประกอบที่มีไนโตรเจนของพวกมัน เช่น โปรตีน จะกลับไปเป็นไนเตรตโดยแบคทีเรียและเชื้อรา saprotrophicมันเกิดขึ้นผ่านชุดของปฏิกิริยาออกซิเดชันที่โปรตีนแปลงเป็นกรดอะมิโนและหลังจากนั้นกรดอะมิโนจะเปลี่ยนเป็นแอมโมเนีย ดังนั้น กระบวนการนี้คือ 'ไนตริฟิเคชั่น' และ Nitrosomonas และ Nitrobacter เป็นแบคทีเรียสองชนิดที่มีส่วนร่วมในสิ่งนี้ ไนตริฟิเคชั่นสามารถย้อนกลับได้โดยแบคทีเรียดีไนตริฟิเคชั่น พวกมันลดไนเตรตในดินให้เป็นก๊าซไนโตรเจนและปล่อยสู่บรรยากาศ
วัฏจักรคาร์บอนคืออะไร
วัฏจักรคาร์บอนเป็นอีกหนึ่งวัฏจักรธรณีเคมีที่แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของรูปแบบเคมีคาร์บอนต่างๆ และการไหลเวียนของพวกมันผ่านชั้นบรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ ไบโอสเฟียร์ และจีโอสเฟียร์ แหล่งคาร์บอนหลักสำหรับสิ่งมีชีวิตคือคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในบรรยากาศหรือละลายในน้ำผิวดิน พืชสังเคราะห์แสง สาหร่าย และแบคทีเรียสีเขียวแกมน้ำเงินสามารถเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารประกอบคาร์บอนิกได้ เช่น คาร์โบไฮเดรต คาร์โบไฮเดรตกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญของสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ที่พวกเขาต้องการ สำหรับโครงสร้างและหน้าที่ของพวกมัน
สัตว์ได้รับคาร์บอนจากพืชโดยตรงหรือโดยอ้อม คาร์บอนไดออกไซด์ที่พืชดูดซับเพื่อการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกถ่วงดุลด้วยการหายใจของพืชและสัตว์ ดังนั้นการสังเคราะห์แสงและการหายใจจึงเป็นกลไกหลักที่ก่อให้เกิดการรักษาสมดุลตามธรรมชาติของวัฏจักรคาร์บอน
รูปที่ 02: วัฏจักรคาร์บอน
ในทำนองเดียวกัน คาร์บอนไดออกไซด์คงที่บางส่วนผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกเก็บไว้ในร่างกายของสิ่งมีชีวิต หลังจากนั้นเมื่อพวกมันตาย คาร์บอนเหล่านั้นจะกลับคืนสู่ดินและแหล่งน้ำ เมื่อสิ่งที่ตายแล้วเหล่านี้สะสมอยู่ในดินเป็นเวลานาน พวกมันจะเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล คาร์บอนไดออกไซด์กลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศอีกครั้งเมื่อผู้คนเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล ด้วยวิธีนี้ สารประกอบคาร์บอนจะหมุนเวียนผ่านทรงกลมต่างๆ
วัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอนมีความคล้ายคลึงกันอย่างไร
- ทั้งวัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอนเป็นวัฏจักรทางชีวเคมีที่สำคัญ
- มันแสดงให้เห็นว่ารูปแบบทางเคมีหลายแบบของแต่ละองค์ประกอบหมุนเวียนในสิ่งแวดล้อมอย่างไร
- ทั้งสองรอบทำให้องค์ประกอบเหล่านี้มีให้สำหรับพืชและสัตว์
- ก๊าซในบรรยากาศทั้งสองรอบ
- ไม่เพียงแค่นั้น ทั้งสองรอบจะเริ่มต้นและสิ้นสุดด้วยก๊าซในบรรยากาศ
- และสารประกอบหมุนเวียนในดินทั้งสองรอบ
- จุลินทรีย์เติมเต็มส่วนใหญ่ของวงจรแต่ละรอบ
วัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอนต่างกันอย่างไร
วัฏจักรไนโตรเจนแสดงการหมุนเวียนของไนโตรเจนในรูปแบบเคมีต่างๆ ในสิ่งแวดล้อม ในขณะที่วัฏจักรคาร์บอนแสดงการหมุนเวียนของคาร์บอน ดังนั้น นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอนแหล่งกักเก็บสำหรับวัฏจักรไนโตรเจนเป็นก๊าซไนโตรเจนในบรรยากาศในขณะที่คาร์บอนคือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้นจึงเป็นความแตกต่างระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอน นอกจากนี้ อ่างเก็บน้ำไนโตรเจนมีขนาดใหญ่กว่ามากเมื่อเปรียบเทียบกับอ่างเก็บน้ำคาร์บอน
นอกจากนี้ ความแตกต่างอีกอย่างหนึ่งระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอนก็คือการรบกวนในวัฏจักรคาร์บอนสามารถส่งผลกระทบต่อมนุษย์และสัตว์ได้เร็วกว่ามากเมื่อเทียบกับการรบกวนในวัฏจักรไนโตรเจน
อินโฟกราฟิกด้านล่างเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอนแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างทั้งสองมากขึ้น
สรุป – วัฏจักรไนโตรเจน vs วัฏจักรคาร์บอน
วัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอนเป็นวัฏจักรธาตุอาหารที่สำคัญสองวัฏจักรที่เกิดขึ้นในธรรมชาติวัฏจักรไนโตรเจนแสดงการไหลเวียนของไนโตรเจนในรูปแบบต่างๆ ผ่านธรรมชาติ ในทางกลับกัน วัฏจักรคาร์บอนแสดงการหมุนเวียนของคาร์บอนรูปแบบต่างๆ ผ่านธรรมชาติ ดังนั้นจึงเป็นข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอน นอกจากนี้ วัฏจักรไนโตรเจนยังเกิดขึ้นผ่านการตรึงไนโตรเจน ไนตริฟิเคชั่น การดูดซึมไนเตรต แอมโมนิฟิเคชั่น ดีไนตริฟิเคชั่น ในขณะที่วัฏจักรคาร์บอนเกิดขึ้นผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง การหายใจ การเผาไหม้ การสลายตัว ฯลฯ นอกจากนี้ จุลินทรีย์ยังเกี่ยวข้องกับทั้งสองวัฏจักร นอกจากนี้ วัฏจักรไนโตรเจนเริ่มต้นด้วยการตรึงไนโตรเจน ในขณะที่วัฏจักรคาร์บอนเริ่มต้นด้วยการสังเคราะห์ด้วยแสง นี่คือบทสรุปของความแตกต่างระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและวัฏจักรคาร์บอน