जैवभूरसायन चक्र क्या है ? नाइट्रोजन चक्र की विस्तार से विवेचना कीजिये ।

जैवभूरसायन चक्र: एक परिचय

जैवभूरसायन चक्र वे मार्ग हैं जिनके माध्यम से रासायनिक तत्व जैविक जीवों और गैर-जैविक घटकों के बीच प्रवाहित होते हैं। ये चक्र पृथ्वी पर जीवन के लिए आवश्यक हैं, क्योंकि वे पोषक तत्वों को पुनर्चक्रित करते हैं और पारिस्थितिकी तंत्र को बनाए रखते हैं। जैवभूरसायन चक्रों को दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• गैस चक्र: इन चक्रों में, तत्व वायुमंडल में एक भंडार के रूप में मौजूद होते हैं। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन चक्र और कार्बन चक्र।
• अवसादी चक्र: इन चक्रों में, तत्व पृथ्वी की पपड़ी में एक भंडार के रूप में मौजूद होते हैं। उदाहरण के लिए, फास्फोरस चक्र और सल्फर चक्र।

नाइट्रोजन चक्र: विस्तार से विवेचना

नाइट्रोजन चक्र एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें नाइट्रोजन का वायुमंडल से जैविक जीवों में और फिर वापस वायुमंडल में परिवर्तन शामिल है। इस चक्र में कई महत्वपूर्ण चरण शामिल हैं:

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 नाइट्रोजन-स्थिरीकरण बैक्टीरिया (जैसे Rhizobium) द्वारा की जाती है, जो पौधों की जड़ों के साथ सहजीवी संबंध बनाते हैं। कुछ साइनोबैक्टीरिया (नील-हरित शैवाल) भी नाइट्रोजन स्थिरीकरण में सक्षम होते हैं। औद्योगिक रूप से, हैबर-बॉश प्रक्रिया द्वारा भी नाइट्रोजन स्थिरीकरण किया जाता है, जिसमें उच्च तापमान और दबाव में नाइट्रोजन और हाइड्रोजन गैसों को मिलाकर अमोनिया का उत्पादन किया जाता है।

2. अमोनियाकरण (Ammonification)

मृत जैविक पदार्थों और अपशिष्ट उत्पादों में मौजूद कार्बनिक नाइट्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को अमोनियाकरण कहते हैं। यह प्रक्रिया डीकंपोजर बैक्टीरिया और कवक द्वारा की जाती है।

3. नाइट्रीकरण (Nitrification)

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

4. डीनाइट्रीकरण (Denitrification)

नाइट्रेट को नाइट्रोजन गैस (N₂) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को डीनाइट्रीकरण कहते हैं। यह प्रक्रिया डीनाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया (जैसे Pseudomonas) द्वारा की जाती है, जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में नाइट्रेट का उपयोग श्वसन के लिए करते हैं। डीनाइट्रीकरण नाइट्रोजन चक्र को पूरा करता है, क्योंकि यह नाइट्रोजन को वापस वायुमंडल में लौटाता है।

मानव प्रभाव

मानव गतिविधियों ने नाइट्रोजन चक्र को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किया है। उर्वरकों के अत्यधिक उपयोग से नाइट्रेट का प्रदूषण बढ़ गया है, जिससे जल निकायों में यूट्रोफिकेशन (eutrophication) हो रहा है। जीवाश्म ईंधन के दहन से नाइट्रोजन ऑक्साइड का उत्सर्जन होता है, जो अम्लीय वर्षा का कारण बनता है। वनों की कटाई से नाइट्रोजन स्थिरीकरण की दर कम हो जाती है।

नाइट्रोजन चक्र का महत्व

नाइट्रोजन चक्र पृथ्वी पर जीवन के लिए आवश्यक है। यह पौधों और जानवरों के लिए नाइट्रोजन की उपलब्धता सुनिश्चित करता है, जो प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड जैसे महत्वपूर्ण जैविक अणुओं का निर्माण करने के लिए आवश्यक है। नाइट्रोजन चक्र पारिस्थितिकी तंत्र के स्वास्थ्य और उत्पादकता को बनाए रखने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।