Круговорот азота (n).
Он входит в состав белков, ДНК, РНК. Круговорот азота включает в себя газовую и минеральную фазу. Основная часть азота – 78% находится в атмосфере в виде элементарного азота, который не может усваиваться растениям. Для усвоения растениями азот должен перейти в аммонийную или нитратную формы. Некоторые бактерии и сине-зеленые водоросли могут превращать элементарный азот в аммонийную форму в результате азотфиксации. Одновременно азот атмосферы в результате атмосферных разрядов может превращаться в оксиды азота.
Таким образом, атмосферный азот может включаться в биогенный цикл двумя способами: 1) превращение азота в оксиды в атмосфере в результате электрических разрядов и вымывание этих оксидов из атмосферы осадками; 2) биологическая фиксация азота микробами.
Далее минеральный азот усваивается растениями, возникший органический азот передается по трофическим цепям внутри экосистемы. У растений обмен азота замкнут. Поступивший в растения азот возвращается в экосистему только после гибели растения в результате воздействия редуцентов.
Рис. 8
У животных – обмен азота не замкнут.
Во время существования животных азот выделяется в экосистему в виде аммонийных соединений, который аммонифицирующими бактериями переводится в нитритную и нитратную формы, которые могут усваиваться растениями. В экосистемах одновременно имеет место обратный переход азота – возврат азота в элементарной форме в атмосферу. Под действием денитрифицирующих бактерий происходит переход минерального азота в элементарный. Так замыкается круговорот азота.
Таким образом, круговорот азота имеет свои особенности: а) большинство организмов не могут ассимилировать азот из атмосферы; б) азот не принимает участия в дыхании; в) биологическое разложение органических азотсодержащих соединений до неорганических происходит под действием специализированных микробов; г) большая часть биохимических превращений азотсодержащих соединений происходит в почве.
Рис. 9 Круговорот азота.
Круговорот фосфора (р).
Фосфор является важным питательным элементом. Он входит в состав АТФ, ДНК, жиров, скелета животных. У фосфора нет газовой формы круговорота, т.е. у него отсутствует свободный возврат в экосистему. В естественных условиях фосфор перемещается из фосфатных месторождений на суши и мелководных океанических осадочных пород через растения к животным и обратно. После разрушения фосфатных руд фосфор растворяется в почве и потребляется растениями. Фосфор встречается только в определенных горных породах и во многих экосистемах он является лимитирующим фактором роста растений. Животные получают фосфор из растений и других животных. Часть его в виде экскрементов поступает в почву, воду, океан где усваивается растениями и животными водных экосистем. Часть органического фосфора в виде скелетов гидробионтов поступает в осадочные породы. Рыбоядные птицы получают фосфор из скелета рыб, он концентрируется в экскрементах птиц и формируются скопления органических соединений фосфора на поверхности Земли в местах гнездовий птиц в виде гуано.
В результате геологических процессов участки океанского дна с запасами фосфора в осадочных породах поднимаются на поверхность и, в результате выветривания фосфорсодержащих пород, он поступает в экосистемы.