วัฏจักรของไนโตรเจน

ถ้าวันนี้ต้องลงแข่งกระโดดไกล แล้วอยากชนะล่ะก็ แครอทคืออาหารที่ให้พลังงานเรา ได้อย่างเหลือเฟือเลยนะ แล้วถ้าอยากให้แครอทเจริญงอกงาม เราจำต้องอาศัยทั้งแสงแดด คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำมาช่วย แต่แครอทก็ยังต้องการธาตุอาหาร ตัวอื่นด้วยเหมือนกัน ซึ่งสองแร่ธาตุที่มันต้องการก็คือ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส มีพืชบางชนิดที่ไมเคิลปลูกเอาไว้ และสามารถมาทำเป็นปุ๋ย ซึ่งมันก็มีประโยชน์กับแครอท ในปุ๋ยนั้นประกอบไปด้วยไนโตรเจน ว่าแต่ทำไมพืชพวกนี้ ถึงยังต้องการปุ๋ยอยู่ล่ะ ในเมื่ออากาศเองก็มีแก๊สไนโตรเจน เป็นส่วนประกอบอยู่แล้วไม่ใช่เหรอ ถึงรอบตัวเราจะมีไนโตรเจนอยู่ เต็มไปหมด แต่ปกติแล้วการสารขาดไนโตรเจนในพืช เป็นตัวจำกัดการเจริญเติบโตของมัน แล้วมันเป็นแบบนั้นไปได้ยังไง ก็เพราะไนโตรเจนในอากาศ ไม่อาจถูกพืชหรือสัตว์ดึงไปใช้ได้โดยตรง แต่มันก็มีอยู่วิธีหนึ่งที่สามารถทำให้มัน กลายเป็นส่วนหนึ่งในวัฏจักรของสิ่งมีชีวิต ทั้งนี้ เพื่อให้ทั้งพืชและสัตว์ ได้ประโยชน์สูงสุด ไนโตรเจนจะต้องถูกทำให้กลายเป็น สารประกอบไนโตรเจนรูปแบบอื่นๆ ซึ่งกระบวนการนี้จะเรียกว่า การตรึงไนโตรเจน ซึ่งต้องใช้พลังงานสูงมากในการทำ ในดินและน้ำนั้น มีการค้นพบแบคทีเรียชนิดหนึ่ง แบคทีเรียที่ว่านี้สามารถตรึง ไนโตรเจนในอากาศได้ โดยการสร้างแอมโมเนียมไอออนขึ้นมา จากนั้นแอมโมเนียมไอออน จะเปลี่ยนไนโตรเจนในอากาศให้เป็น สารประกอบไนโตรเจนชนิดอื่น เช่น ไนเตรท ซึ่งก็ต้องอาศัยแบคทีเรียมาช่วย พวกแบคทีเรียในดินที่จัดการกับไนโตรเจนได้ มักจะถูกพบที่รากของพืชตระกูลถั่ว ยังมีแบคทีเรียในทะเลที่สามารถจัดการกับ ไนโตรเจนได้ มันมีชื่อว่า ไซยาโนแบคทีเรีย ปรากฏการณ์ฟ้าผ่ายังช่วยเราจัดการ กับไนโตรเจนได้ด้วยนะ โดยการทำให้ไนโตรเจนในอากาศ ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ทำให้เกิดไนตรัสออกไซด์ขึ้น ซึ่งก็จะกลายเป็นไนเตรทในเวลาต่อมา เมื่อไนโตรเจนอยู่ในรูปของสารประกอบอื่น ที่ต่างไปจากเดิม พืชก็จะสามารถดูดซึมมัน เพื่อนำไปสร้างดีเอ็นเอและโปรตีน จากนั้นพวกสัตว์ก็จะกินพืชต่อ ทำให้ไนโตรเจนกลับคืนสู่ดิน ผ่านทางปัสสาวะและอุจจาระ ที่พวกสัตว์ขับออกมา หรือเมื่อพืชหรือสัตว์เหล่านั้นตายลง พืชและสัตว์ที่ตายแล้วจะเน่าเปื่อยไป โดยมีเชื้อราและแบคทีเรียเป็นตัวการ ไนโตรเจนที่อยู่ในพืชและสัตว์ จะเปลี่ยนเป็นแอมโมเนียมในที่สุด ซึ่งพืชก็สามารถดูดซึมแอมโมเนียมนี้ หรือไม่มันก็จะเปลี่ยนไปเป็นไนเตรท แบคทีเรียอื่นๆนั้นก็สามารถเปลี่ยน ไนเตรทไอออน ให้กลับไปเป็นแก๊สไนโตรเจนและออกซิเจน นี่เป็นทางเดียวที่จะทำให้ไนโตรเจน กลับคืนไปในอากาศได้อีกครั้ง กระบวนการนี้จึงเรียกว่า ดีไนตริฟิเคชัน และมันก็เป็นหนทางให้แบคทีเรียสร้าง พลังงานขึ้นในที่ของมันได้ เช่น ในบึง ที่ซึ่งไม่มีออกซิเจนอยู่มากนัก นี่คือวัฏจักรของไนโตรเจน ไนโตรเจนในอากาศถูกทำให้เป็น สารแอมโมเนียมและสารประกอบไนเตรทอื่นๆ ที่ถูกสร้างขึ้นได้ในพืชและสัตว์ จากสิ่งปฏิกูลของสัตว์ หรือเมื่อพืชหรือสัตว์นั้นตาย สารประกอบไนโตรเจนก็จะ กลับคืนสู่ดิน ที่ซึ่งมันจะถูกดูดซึมได้อีกครั้ง หรือไนเตรทไอออนบางส่วน ก็สามารถถูกแบคทีเรียเปลี่ยนกลับไป เป็นแก๊สไนโตรเจนได้อีกครั้ง ทีนี้ไมเคิลคงเข้าใจแล้วว่าทำไมแครอท ถึงต้องใช้ไนโตรเจนปริมาณมาก หากอยากให้เจริญเติบโตได้ดี