जैव-भू-रासायनिक चक्र क्या हैं ? वायुमंडलीय नाइट्रोजन यौगिकीकरण, जीवाणुओं की भूमिका तथा मानवीय क्रियाकलापों को इंगित करते हुए नाइट्रोजन-चक्र पर चर्चा कीजिये ।

जैव-भू-रासायनिक चक्र: एक परिचय

जैव-भू-रासायनिक चक्र प्राकृतिक प्रक्रियाएं हैं जो पृथ्वी के विभिन्न भंडारों (वायुमंडल, जलमंडल, स्थलमंडल, और जीवमंडल) के बीच तत्वों के संचलन को नियंत्रित करती हैं। ये चक्र पोषक तत्वों की उपलब्धता को बनाए रखने और पारिस्थितिक तंत्र के संतुलन को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

नाइट्रोजन चक्र: एक विस्तृत विवरण

नाइट्रोजन चक्र एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें नाइट्रोजन का विभिन्न रूपों में परिवर्तन शामिल है। यह चक्र कई चरणों में होता है:

1. नाइट्रोजन स्थिरीकरण (Nitrogen Fixation)

वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N₂) को अमोनिया (NH₃) या अमोनियम आयनों (NH₄⁺) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को नाइट्रोजन स्थिरीकरण कहते हैं। यह प्रक्रिया मुख्य रूप से जीवाणुओं द्वारा की जाती है, जैसे कि Rhizobium (जो फलियों के पौधों की जड़ों में सहजीवी रूप से रहते हैं) और Azotobacter (जो स्वतंत्र रूप से मिट्टी में रहते हैं)। कुछ साइनोबैक्टीरिया (नील-हरित शैवाल) भी नाइट्रोजन स्थिरीकरण में योगदान करते हैं।

2. अमोनियाकरण (Ammonification)

मृत जीवों और कार्बनिक अपशिष्ट पदार्थों के अपघटन से अमोनिया उत्पन्न होता है। यह प्रक्रिया अमोनिया बनाने वाले जीवाणुओं द्वारा की जाती है।

3. नाइट्रिफिकेशन (Nitrification)

अमोनिया को नाइट्राइट (NO₂^-) और फिर नाइट्रेट (NO₃^-) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को नाइट्रिफिकेशन कहते हैं। यह प्रक्रिया नाइट्रोसोमोनस (Nitrosomonas) और नाइट्रोबैक्टर (Nitrobacter) जैसे जीवाणुओं द्वारा की जाती है। नाइट्रेट पौधों द्वारा आसानी से अवशोषित किया जा सकता है।

4. डीनाइट्रिफिकेशन (Denitrification)

नाइट्रेट को वापस नाइट्रोजन गैस (N₂) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को डीनाइट्रिफिकेशन कहते हैं। यह प्रक्रिया स्यूडोमोनस (Pseudomonas) जैसे जीवाणुओं द्वारा की जाती है, खासकर ऑक्सीजन की कमी वाली परिस्थितियों में।

जीवाणुओं की भूमिका

नाइट्रोजन चक्र में जीवाणुओं की भूमिका अत्यंत महत्वपूर्ण है। वे नाइट्रोजन स्थिरीकरण, अमोनियाकरण, नाइट्रिफिकेशन और डीनाइट्रिफिकेशन जैसी प्रक्रियाओं को संचालित करते हैं। नाइट्रोजन चक्र को बनाए रखने में उनकी भूमिका के बिना, पृथ्वी पर जीवन संभव नहीं होगा।

मानवीय क्रियाकलापों का प्रभाव

मानवीय क्रियाकलापों ने नाइट्रोजन चक्र को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किया है:

• उर्वरकों का उपयोग: नाइट्रोजन उर्वरकों के अत्यधिक उपयोग से मिट्टी और जल निकायों में नाइट्रेट का संचय होता है, जिससे जल प्रदूषण और यूट्रोफिकेशन (eutrophication) की समस्या उत्पन्न होती है।
• जीवाश्म ईंधन का दहन: जीवाश्म ईंधन के दहन से नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) का उत्सर्जन होता है, जो अम्लीय वर्षा (acid rain) का कारण बनता है और वायु प्रदूषण में योगदान करता है।
• वनों की कटाई: वनों की कटाई से मिट्टी की उर्वरता कम होती है और नाइट्रोजन चक्र बाधित होता है।
• पशुधन: पशुधन से निकलने वाले अपशिष्ट पदार्थों में नाइट्रोजन की मात्रा अधिक होती है, जो मिट्टी और जल प्रदूषण का कारण बन सकती है।

मानवीय गतिविधि	प्रभाव
उर्वरकों का उपयोग	जल प्रदूषण, यूट्रोफिकेशन
जीवाश्म ईंधन का दहन	अम्लीय वर्षा, वायु प्रदूषण
वनों की कटाई	मिट्टी की उर्वरता में कमी