Круговорот углерода:

Цикл состоит из 2 составляющих: атмосфера и океан. Длительность круговорота – 5 тыс.лет. Цикл замкнутый, хотя может длиться длительное время.

Работа экосистемы по выводу отработанных углеродистых веществ в геолог.круговорот за 1 цикл – 650 тыс.лет. Всего за 600 млн.лет фанерозоя ~ 100 тыс.циклов C, что привело к образованию 10¹⁶-10¹⁷ т.C в стратосфере (осадочные отложения).

Круговорот, идущий в океане, в основном автономен. Двуокись углерода, растворенная в морской воде, усваивается фитопланктоном, а кислород уходит в раствор. Зоопланктон и рыбы потребляют углерод, фиксированный фитопланктоном, а кислород используют при дыхании. В результате разложения органических веществ в воду возвращается двуокись углерода, усвоенная фитопланктоном.

Круговорот кремния:

Магма, которая состоит в основном из оксидов кремния, выливается на поверхность Земли и застывает-получается магматическая порода. Постепенно она выветривается — этому способствуют химические, физические и биологические факторы, а воды сносят кремнезем в пониженные места, большей частью в моря и о к е аны. Образуются мощные слои осадочных пород, которые со временем

погружаются на большие глубины и там, при повышенных давлениях и температурах, частично переплавляются и превращаются снова в магму. А потом круговорот повторяется, поскольку магма снова стремится в верхние горизонты земной коры.

Круговорот Азота:

Азотфиксация – ахот в составе хим.соединений, доступны для использ раст, жив. Может использ только в биодоступн. форме.

Атмосферная ахотфиксация – процесс, который инициируется косм.лучами, молниями, электр.зарядами, сгорающими метеоритами которые необходимы для синтеза оксида азота из 2-х атм.газов: N₂+O₂ ->NO_x

Биогеохимическая азотфиксация: самый крупный поставщик – почвен.МО, а также симбиотич.ассоциации между МО и раст. В примитив.атм.в раннем протерозое NH3 содержится в воздухе и долгое время азотфиксац.не была необходима.

МО – фиксаторы N: самост (использ.непосредственно светов.энергию (с-з водор), или же получ. энергию косвенно от раст); живущие в симбиозе.

В экосистеме где нет раст, фиксир N, источником его явл.бактерии. 350кг/га производят бобовые. В качестве окислителя в примит.азотфиксации выступ.АТФ, нитрогеназа, ферродоксин. У азотбактеров, у аэроб.свободноживущих симбиотических бактерий этот N образуется в ходе угл.обмена. Азотфиксация – единственная реакция с затратой энергии.

Схема фиксации N:

N₂ ---------2N – 160 ккал/моль

2N +3H₃ --------------NH₃+12,8 ккал/моль

АТФ -------- N₂---(нитрогеназа)---NH₃-(+N₂)—ред-окс сист(ферродоксин, фееридоксин)

N₂+6Fe²⁺+6H⁺+12АТФ----(нитрогеназа)----2NH₃+6Fe³⁺+12АТФ+12Ф

При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве трифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты:

2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + СОС + Н0Н

Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при .недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих де ни трифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходит в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде.

Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятся, прежде всего происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в нитраты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных вздутий — «клубеньков», почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества. Таким образом, в природе совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней важнейших элементов питания растений.