Azot Döngüsü, Doğadaki Azot Döngüsü
Azot da karbon, hidrojen ve oksijen gibi canlıların yaşamı için kaçınılmaz temel elementlerdendir. Canlıların yapı taşını oluşturan nükleik asitlerin ve proteinlerin yapısında bulunur. Organizmalar, temel kaynağı atmosferdeki CO2 olan karbon miktarının (0.003-0.004) aksine, azotça zengin (%79) bir atmosferde yaşamaktadırlar. Bununla birlikte, CO2 bütün yeşil bitkisel organizmalar tarafından gaz halinde atmosferden alınarak kullanılabilirken, azot çok az organizma tarafından gaz haliyle alınarak kullanılabilmektedir. Karbonun aksine, ekosistemlerdeki canlıların kullanabilmesi için öncelikle atmosferik azot gazının inorganik formda fikse edilmesi gerekmektedir. Azot gazının çeşitli şekillerde bağlanarak kullanılabilir bileşikler haline dönüşmesi olayına fiksasyon denir. Fiksasyon sonucu elde edilen inorganik form genellikle amonyak ve nitrattır. Dünyadaki azot fiksasyonu, bazı canlılar tarafından (Rhizobium, Azotobacter, Oscillatoria, Anabeana) biyolojik süreçlerle gerçekleşebildiği gibi, fizikokimyasal (şimşek, yıldırım gibi etkenlerle azotun nitrata dönüşümü) ve endüstriyel süreçlerle (sentetik nitratlı gübre üretimi) de gerçekleşmektedir. Yapılan hesaplamalara göre yıllık azot fiksasyonunun en önemli miktarını biyolojik fiksasyon oluşturmaktadır. Gübre üretimi ile yapılan sunni fiksasyon, biyolojik fiksasyonun yaklaşık yarısı; şimşek, yıldırım ve yanardağ hareketleri gibi fizikokimyasal yolla oluşan fiksasyon ise yaklaşık 1/8’i kadardır.
Biyolojik fiksasyon yapan Rhizobium cinsi bakteriler, bazı baklagillerin kökünde simbiyotik olarak yaşamaktadır. Sucul ekosistemlerdeki biyolojik azot fiksasyonunun çok önemli bir kısmı Anabeana ve Oscillatoria cinsi mavi-yeşil algler tarafından gerçekleştirilmektedir. Toprakta ise Azotobacter ve Clostridium cinsi bakteriler önemli derecede biyolojik fiksasyonu gerçekleştiren canlılardır (Kormondy, 1984). Azot döngüsünün anlaşılabilmesi için bazı süreçlerin bilinmesi zorunluluğu bulunmaktadır. Bunlar;
Amonifikasyon: Toprağa düşen protein ve nükleik asit içeren organik artıklar, topraktaki ayrıştırıcı gurubu saprofit bakteri ve mantarlar tarafından parçalanarak amonyağa (NH3) dönüştürülür. Bu olaya amonifikasyon denir. Bu esnada enerji elde ederler ve bu enerjiyi kendi biyolojik aktivitelerinde kullanırlar.
Nitrifikasyon: Nitrifikasyon, amonyak (NH3) veya amonyumun (NH4) önce nitrite (NO2), sonra da nitritten nitrata (NO3) dönüşüm sürecidir. Bu süreçlerden ilki Nitrobacter, ikincisi ise Nitrosomonas tarafından gerçekleştirilir. Bu iki cinse ait bakteriler kemosentetik bakterilerdir. Bu süreçlerde elde ettikleri enerji ile besin üretirler.
Denitrifikasyon: Nitrifikasyonun tersi süreçlerle azotun gaz haline dönüştürülmesi sürecidir. Pseudomonas cinsi bakteriler ve bazı mantarlar tarafından gerçekleştirilen bir süreçtir. Bu süreç sonunda azot gaz halinde tekrar atmosfere geçer.
Fiksasyona uğramış olan azotun, diğer canlılar tarafından kullanılabilmesi için öncelikle bitkiler tarafından alınarak özümlenmesi (organik bünyeye katılması) zorunludur. Her ne şekilde olursa olsun, fiksasyona uğrayarak toprağa ve suya karışan nitrat formundaki inorganik azot (NO3), suda erimek suretiyle bitkiler tarafından “alınabilir. Bitkiler tarafından emilen nitrat, protein ve nükleik asit gibi biyomoleküllerin üretiminde kullanılır. Böylece azot, abiyotik çevreden biyotik unsurlara geçmiş olur. Bitkilerden beslenme yoluyla tüm canlılara ulaştırılır
Toprağa düşen her türlü bitkisel ve hayvansal organik artıklar, önce topraktaki ayrıştırıcı grubu bakteri ve mantarlar tarafından amonifikasyona uğratılır. Bu işlem sonucunda amonyak (NH3) ve amonyumun (NH4) açığa çıkar. Sonra da bunlar bakteriler tarafından nitrifikasyona uğratılarak nitrat formuna dönüştürülür. Topraktaki nitratın bir kısmı tekrar bitkilerce alınırken, bir kısmı da bazı bakteriler tarafından denitrifikasyona uğratılarak azot gazı (N2) şeklinde atmosfere döndürülür. Azotun bu şekilde, çevreden canlı unsurlara, canlı unsurlardan da tekrar çevreye geçmesine azot döngüsü denir.
