วัฏจักรไนโตรเจน - ตรวจธาตุอาหารในดิน iLab

ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญของกรดอะมิโนซึ่งเป็นองค์ประกอบของโปรตีนทุกชนิดในสิ่งมีชีวิต  พืชใช้ไนโตรเจนได้ใน 2 รูป คือแอมโมเนียม (ammonium  หรือ  NH4 +) และไนเตรต (nitrate หรือ NO3 -) และแม้ว่าในบรรยากาศจะประกอบด้วยไนโตรเจนถึง 80% แต่อยู่ในรูปก๊าซไนโตรเจน (N2) ซึ่งพืชไม่สามารถนำมาใช้ได้ ไนโตรเจนสามารถเข้าสู่วัฏจักรไนโตรเจนของระบบนิเวศได้ 2 ทางคือ

1. ฝนชะล้างไนโตรเจนกลายเป็นแอมโมเนียมและไนเตรต ไหลลงสู่ดิน และพืชใช้เป็นธาตุอาหารเพื่อการเจริญเติบโตโดยปฏิกิริยาแอสซิมิเลชั่น (assimilation)

2. การตรึงไนโตรเจน (nitrogen fixation) ซึ่งมีเพียงแบคทีเรียบางชนิดเท่านั้นที่สามารถใช้ก๊าซไนโตรเจนในบรรยากาศเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนในรูปที่พืชสามารถนำมาใช้ได้แบคทีเรียพวกนี้มีทั้งที่อยู่ในดินและที่อยู่ในสิ่งมีชีวิต เช่น ไรโซเบียมในปมรากถั่ว  และแบคทีเรียในเฟินน้ำพวกแหนแดง (Azolla) นอกจากนั้นยังมีแบคทีเรียสีเขียวแกมน้ำเงินในน้ำบางชนิด ในปัจจุบันการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนใช้ในเกษตรกรรมก็เป็นแหล่งไนโตรเจนสำคัญที่เติมไนโตรเจนสู่ระบบนิเวศ

ไนโตรเจนเป็นธาตุอาหารสำคัญที่พืชใช้ในโครงสร้างและแมทาบอลิซึม  สัตว์กินพืชและผู้บริโภคลำดับถัดมาได้ใช้ไนโตรเจนจากพืชนี่เองเป็นแหล่งสร้างโปรตีนและสารพันธุกรรม เมื่อพืชและสัตว์ตายลง ผู้ย่อยสลายพวกราและแบคทีเรียสามารถย่อยสลายไนโตรเจนในสิ่งมีชีวิตให้กลับเป็นแอมโมเนียมซึ่งพืชสามารถนำมาใช้ได้ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า แอมโมนิฟิเคชัน (ammonification)

ไนโตรเจนในสารอินทรีย์สามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นก๊าซไนโตรเจนโดยผ่าน 2 กระบวนการ คือ

1. ไนตริฟิเคชัน  (nitrification) แบคทีเรียบางชนิดใช้แอมโมเนียมในดินเป็นแหล่งพลังงานและทำให้เกิด

ไนไตรต์ (NO2 -) ซึ่งเปลี่ยนเป็นไนเตรตซึ่งพืชใช้ได้ด้วย

2. ดีไนตริฟิเคชัน (denitrification) ในสภาพไร้ออกซิเจน  แบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างออกซิเจนได้เองจากไนเตรต และได้ผลผลิตเป็นก๊าซไนโตรเจนกลับคืนสู่บรรยากาศ

อย่างไรก็ตาม  แม้ว่าปริมาณไนโตรเจนที่หมุนเวียนในระบบนิเวศที่กล่าวถึงทั้งหมดนี้จะมีปริมาณน้อยมาก แต่วัฏจักรไนโตรเจนในธรรมชาติก็สมดุลด้วยปฏิกิริยาซึ่งเกิดโดยพืชและการย่อยสลายของแบคทีเรีย

พืชบางชนิดมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างให้แตกต่างจากพืชอื่นๆ  เช่น  พืชกินแมลงซึ่งสามารถเจริญเติบโตได้ในดินที่ขาดธาตุอาหารสำคัญอย่างไนโตรเจน  มีในประเทศไทยมีพืชหลายสกุล  หลายชนิดที่มีวิวัฒนาการในการดักจับสัตว์มาเป็นอาหาร   เช่น กาบหอยแครง หยาดน้ำค้าง และหม้อข้าวหม้อแกงลิง  หม้อข้าวหม้อแกงลิงมีส่วนของใบทำหน้าที่เปลี่ยนไปเพื่อดักแมลง  ที่ปลายใบมีกระเปาะเป็นรูปคล้ายหม้อทรงสูงยาว  และมีน้ำหวานล่อแมลง  ภายในมีเอนไซม์ เพื่อสลายสิ่งมีชีวิตเป็นสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ และแร่ธาตุ

ความเข้าใจในวัฏจักรไนโตรเจนถูกค้นพบโดย Fritz Haber และ Carl Bosch Haberได้สังเคราะห์ปุ๋ยเคมีซึ่งมีธาตุไนโตรเจน

เป็นองค์ประกอบขึ้นโดยการเปลี่ยนก๊าซไนโตรเจนในอากาศมาเป็นแอมโมเนียเหลวได้สำเร็จโดย  กระบวนการที่เรียกว่า Haber - Bosch process  แล้วนำแอมโมเนียที่ได้มาทำเป็นปุ๋ยไนโตรเจน  จากนั้น  Haber  ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการตรึงไนโตรเจนจากอากาศเป็นผลสำเร็จ ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ใน ค.ศ. 1919

ปฏิกิริยาที่ใช้ Fe2O3 และ  Fe3O4เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้ภาวะอุณหภูมิสูงถึง 400 - 600 oC ที่ 200 atm

ก๊าซไฮโดรเจนได้จากปฏิกิริยาของก๊าซมีเทนกับน้ำ 

ข้อมูลจาก https://il.mahidol.ac.th/e-media/ecology/chapter1/chapter1_nitrogen1.htm

####

iLab.work ผู้ให้บริการ ตรวจวิเคราะห์ค่า ดิน น้ำ ปุ๋ย ในรูปแบบออนไลน์ ที่ใช้บริการง่ายที่สุด เพียงแค่นับ 1 2 3 ภายใต้มาตฐาน ISO/IEC 17025

1. เลือกชุดตรวจแนะนำ หรือเลือกเองตามต้องการที่ www.ilab.work ระบบจะคำนวณค่าใช้จ่าย ในการตรวจวิเคราะห์ให้ท่านทราบขณะเลือกทันที

2. ส่งตัวอย่าง ดิน น้ำ หรือ ปุ๋ย ที่ต้องการตรวจวิเคราะห์ไปที่ iLab [ห้องปฏิบัติการ อัยย์แลป (iLab) เลขที่ 94/1 ม.8 ต.ตระคร้ำเอน อ.ท่ามะกา จ.กาญจนบุรี 71120] ทาง ไปรษณีย์ หรือ เคอรี่ หรือ แฟรช ตามที่ลูกค้าสะดวก และ ชำระเงินค่าตรวจ

3. รออ่านผลตรวจวิเคราะห์ออนไลน์หน้าเว็บไซต์ (ผลตรวจออกใน 3-15 วัน) 

สอบถามเพิ่มเติม

โทร 090 592 8614

ไลน์ไอดี @FarmKaset มี @ ด้วยนะคะ