“नाइट्रोजन चक्र (Nitrogen Cycle in Hindi) एक जैव-भू-रासायनिक प्रक्रिया है जो वातावरण में मौजूद अक्रिय नाइट्रोजन को जीवित जीवों के लिए अधिक उपयोगी रूप में बदल देती है।”
इसके अलावा, नाइट्रोजन पौधों के लिए एक प्रमुख पोषक तत्व है। हालाँकि, वातावरण में प्रचुर मात्रा में नाइट्रोजन का उपयोग सीधे पौधों या जानवरों द्वारा नहीं किया जा सकता है।
नाइट्रोजन चक्र क्या है (What is the Nitrogen Cycle in Hindi)?
नाइट्रोजन चक्र एक जैव-भू-रासायनिक प्रक्रिया है जिसके माध्यम से नाइट्रोजन को कई रूपों में परिवर्तित किया जाता है, जो लगातार वातावरण से मिट्टी में जीव में और वापस वायुमंडल में जाता है। इसमें नाइट्रोजन स्थिरीकरण, नाइट्रिफिकेशन, डिनाइट्रिफिकेशन, क्षय और सड़न जैसी कई प्रक्रियाएं शामिल हैं। नाइट्रोजन गैस कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों रूपों में मौजूद है। कार्बनिक नाइट्रोजन जीवित जीवों में मौजूद है, और वे अन्य जीवित जीवों के उपभोग से खाद्य श्रृंखला से गुजरते हैं।
वायुमंडल में नाइट्रोजन के अकार्बनिक रूप प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं। यह नाइट्रोजन सहजीवी जीवाणुओं द्वारा पौधों को उपलब्ध कराया जाता है जो निष्क्रिय नाइट्रोजन को नाइट्राइट्स और नाइट्रेट्स जैसे प्रयोग करने योग्य रूप में परिवर्तित कर सकते हैं। पारिस्थितिकी तंत्र में संतुलन बनाए रखने के लिए नाइट्रोजन विभिन्न प्रकार के परिवर्तन से गुजरती है। इसके अलावा, यह प्रक्रिया विभिन्न बायोम तक फैली हुई है, जिसमें समुद्री नाइट्रोजन चक्र सबसे जटिल जैव-रासायनिक चक्रों में से एक है।
नाइट्रोजन चक्र के चरण (Stages of Nitrogen Cycle in Hindi)
नाइट्रोजन चक्र की प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण होते हैं –
- Nitrogen Fixation – नाइट्रोजन निर्धारण
- Nitrification – नाइट्रीकरण
- Assimilation – आत्मसात
- Ammonification – अमोनीकरण और
- Denitrification – विनाइट्रीकरण।
ये प्रक्रियाएँ कई चरणों में होती हैं और इन्हें नीचे समझाया गया है:
नाइट्रोजन निर्धारण प्रक्रिया (Nitrogen Fixation Process in hindi)
यह नाइट्रोजन चक्र का प्रारंभिक चरण है। यहाँ, वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N2) जो मुख्य रूप से अक्रिय रूप में उपलब्ध है; प्रयोग करने योग्य रूप -अमोनिया (NH3) में परिवर्तित हो जाती है।
नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया के दौरान, नाइट्रोजन गैस का निष्क्रिय रूप मुख्य रूप से वर्षा के माध्यम से वातावरण और सतही जल से मिट्टी में जमा होता है। बाद में, नाइट्रोजन में कई परिवर्तन होते हैं, जिसमें दो नाइट्रोजन परमाणु अलग हो जाते हैं और हाइड्रोजन के साथ मिलकर अमोनिया (NH4+) बनाते हैं।
इसकी पूरी प्रक्रिया सहजीवी जीवाणुओं द्वारा पूरी की जाती है जिन्हें डायज़ोट्रोफ़्स के रूप में जाना जाता है। इस प्रक्रिया में एजोटोबैक्टर और राइजोबियम की भी प्रमुख भूमिका होती है। इन जीवाणुओं में एक नाइट्रोजनेज एंजाइम होता है जो अमोनिया बनाने के लिए हाइड्रोजन के साथ गैसीय नाइट्रोजन को मिलाने की क्षमता रखता है।
नाइट्रोजन स्थिरीकरण या तो वायुमंडलीय निर्धारण द्वारा हो सकता है- जिसमें उच्च तापमान और दबाव की स्थिति में अमोनिया का निर्माण करके बिजली या औद्योगिक निर्धारण शामिल है। यह मानव निर्मित प्रक्रियाओं के माध्यम से भी तय किया जा सकता है; मुख्य रूप से औद्योगिक प्रक्रियाएं जो अमोनिया और नाइट्रोजन युक्त उर्वरक बनाती हैं।
नाइट्रोजन स्थिरीकरण के प्रकार (Types of Nitrogen Fixation)
- वायुमंडलीय निर्धारण: एक प्राकृतिक घटना जहां बिजली की ऊर्जा नाइट्रोजन को नाइट्रोजन ऑक्साइड में तोड़ देती है; और फिर पौधों द्वारा उपयोग की जाती है।
- औद्योगिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण: यह एक मानव निर्मित विकल्प है जो अमोनिया के उपयोग से नाइट्रोजन स्थिरीकरण में सहायता करता है। अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के सीधे संयोजन से उत्पन्न होता है और बाद में इसे यूरिया जैसे विभिन्न उर्वरकों में परिवर्तित किया जाता है।
- जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण: हम पहले से ही जानते हैं कि नाइट्रोजन सीधे हवा से पौधों और जानवरों के लिए उपयोग करने योग्य नहीं है। राइजोबियम और नीले-हरे शैवाल जैसे बैक्टीरिया नाइट्रोजन के अनुपयोगी रूप को अन्य यौगिकों में बदल देते हैं जो अधिक आसानी से उपयोग करने योग्य होते हैं। ये नाइट्रोजन यौगिक इन रोगाणुओं द्वारा मिट्टी में स्थिर हो जाते हैं।
नाइट्रीकरण (Nitrification in Hindi)
इस प्रक्रिया में मिट्टी में बैक्टीरिया की उपस्थिति से अमोनिया नाइट्रेट में बदल जाती है। नाइट्रोसमोनास जीवाणु प्रजातियों की सहायता से अमोनिया के ऑक्सीकरण से नाइट्राइट बनते हैं। बाद में, उत्पादित नाइट्राइट्स को नाइट्रोबैक्टर द्वारा नाइट्रेट्स में परिवर्तित कर दिया जाता है। यह रूपांतरण बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि अमोनिया गैस पौधों के लिए विषैली होती है।
नाइट्रीकरण की प्रक्रिया में शामिल प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
2NH 4 + + 3O 2 → 2NO 2 – + 4H + + 2H 2 O
2NO 2 – + O 2 → 2NO 3 –
आत्मसात (Assimilation in Hindi)
प्राथमिक उत्पादक – पौधे अपनी जड़ों की मदद से मिट्टी से नाइट्रोजन यौगिक लेते हैं, जो अमोनिया, नाइट्राइट आयन, नाइट्रेट आयन या अमोनियम आयनों के रूप में उपलब्ध होते हैं और पौधे और पशु प्रोटीन के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं। इस तरह, यह खाद्य जाल में प्रवेश करता है जब प्राथमिक उपभोक्ता पौधों को खाते हैं।
अमोनीकरण (Ammonification in Hindi)
जब पौधे या जानवर मर जाते हैं, तो कार्बनिक पदार्थों में मौजूद नाइट्रोजन को वापस मिट्टी में छोड़ दिया जाता है। मिट्टी में मौजूद डीकंपोजर, अर्थात् बैक्टीरिया या कवक, कार्बनिक पदार्थों को वापस अमोनियम में परिवर्तित कर देते हैं। अपघटन की यह प्रक्रिया अमोनिया का उत्पादन करती है, जिसका उपयोग आगे अन्य जैविक प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है।
विनाइट्रीकरण (Denitrification in Hindi)
विनाइट्रीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें नाइट्रोजन यौगिक नाइट्रेट (NO3 – ) को गैसीय नाइट्रोजन (N) में परिवर्तित करके वायुमंडल में वापस आ जाते हैं । नाइट्रोजन चक्र की यह प्रक्रिया अंतिम चरण है और ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होती है। विनाइट्रीकरण जीवाणु प्रजातियों- क्लोस्ट्रीडियम और स्यूडोमोनास द्वारा किया जाता है, जो ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए नाइट्रेट को संसाधित करेगा और उपोत्पाद के रूप में मुक्त नाइट्रोजन गैस देगा।
नाइट्रोजन चक्र का महत्व (Importance of Nitrogen Cycle in Hindi)
Nitrogen Cycle का महत्व इस प्रकार है:
- नाइट्रोजन यौगिकों से क्लोरोफिल को संश्लेषित करने में पौधों की मदद करता है।
- अक्रिय नाइट्रोजन गैस को जैव रासायनिक प्रक्रिया के माध्यम से पौधों के लिए उपयोगी रूप में परिवर्तित करने में मदद करता है।
- अमोनीकरण की प्रक्रिया में, जीवाणु पशु और पौधों के पदार्थ को विघटित करने में मदद करते हैं, जो अप्रत्यक्ष रूप से पर्यावरण को साफ करने में मदद करता है।
- मिट्टी में नाइट्रेट और नाइट्राइट छोड़े जाते हैं, जो खेती के लिए आवश्यक पोषक तत्वों के साथ मिट्टी को समृद्ध करने में मदद करते हैं।
- नाइट्रोजन कोशिका का एक अभिन्न अंग है और यह कई महत्वपूर्ण यौगिकों और महत्वपूर्ण जैव-अणुओं का निर्माण करता है।
नाइट्रोजन भी मानवीय गतिविधियों जैसे ईंधन के दहन और नाइट्रोजन उर्वरकों के उपयोग द्वारा चक्रित होती है। ये प्रक्रियाएं वातावरण में नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के स्तर को बढ़ाती हैं। नाइट्रोजन युक्त उर्वरक झीलों और नदियों में बह जाते हैं और इसके परिणामस्वरूप सुपोषण होता है।
समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र में नाइट्रोजन चक्र (Nitrogen Cycle in Marine Ecosystem in hindi)
नाइट्रोजन चक्र की प्रक्रिया समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र में उसी तरह होती है जैसे स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र में होती है। फर्क सिर्फ इतना है कि यह समुद्री बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है।
नाइट्रोजन युक्त यौगिक समुद्र में गिरते हैं क्योंकि तलछट लंबी अवधि में संकुचित हो जाती है और तलछटी चट्टान का निर्माण करती है। भूगर्भीय उत्थान के कारण ये अवसादी चट्टानें भूमि की ओर गति करती हैं। प्रारंभ में, यह ज्ञात नहीं था कि ये नाइट्रोजन युक्त तलछटी चट्टानें नाइट्रोजन का एक अनिवार्य स्रोत हैं। लेकिन, हाल के शोधों ने यह साबित कर दिया है कि इन चट्टानों से नाइट्रोजन चट्टानों के अपक्षय के कारण पौधों में छोड़ी जाती है।
Amazing Facts about Nitrogen Cycle in Hindi
Facts – 01
वातावरण में नाइट्रोजन प्रचुर मात्रा में है; लेकिन यह पौधों या जानवरों के लिए अनुपयोगी है; जब तक कि इसे नाइट्रोजन यौगिकों में परिवर्तित नहीं किया जाता है।
Facts – 02
नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया वायुमंडलीय नाइट्रोजन को नाइट्रोजन यौगिकों में स्थिर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; जिनका पौधों द्वारा उपयोग किया जा सकता है।
Facts – 03
पौधे अपनी जड़ों के माध्यम से मिट्टी से उपयोगी नाइट्रोजन यौगिकों को अवशोषित करते हैं। फिर, इन नाइट्रोजन यौगिकों का उपयोग कोशिका में प्रोटीन और अन्य यौगिकों के उत्पादन के लिए किया जाता है।
Facts – 04
पशु इन पौधों या अन्य जानवरों का उपभोग करके नाइट्रोजन को आत्मसात करते हैं; जिनमें नाइट्रोजन होता है। मनुष्य इन पौधों और जानवरों से प्रोटीन का उपभोग करता है; और फिर, नाइट्रोजन हमारे सिस्टम में आत्मसात हो जाता है।
Facts – 05
नाइट्रोजन चक्र के अंतिम चरण के दौरान, बैक्टीरिया और कवक कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने में मदद करते हैं; जहां नाइट्रोजन यौगिक मिट्टी में घुल जाते हैं जो पौधों द्वारा फिर से उपयोग किया जाता है।
Facts – 06
कुछ बैक्टीरिया फिर इन नाइट्रोजनयुक्त यौगिकों को मिट्टी में बदल देते हैं; और इसे नाइट्रोजन गैस में बदल देते हैं। अंत में, यह वायुमंडल में वापस चला जाता है।
प्रक्रियाओं के ये सेट लगातार दोहराते हैं; और इस प्रकार वातावरण में नाइट्रोजन का प्रतिशत बनाए रखते हैं।
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Frequently Asked Questions
जीवन के लिए नाइट्रोजन क्यों महत्वपूर्ण है?
नाइट्रोजन कई सेलुलर घटकों का गठन करता है और कई जैविक प्रक्रियाओं में आवश्यक है। उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड में नाइट्रोजन होता है और बिल्डिंग ब्लॉक्स बनाते हैं जो मानव शरीर के विभिन्न घटकों जैसे बाल, ऊतक और मांसपेशियों को बनाते हैं।
पौधों को नाइट्रोजन की आवश्यकता क्यों होती है?
पौधों को नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है क्योंकि यह तत्व क्लोरोफिल का एक महत्वपूर्ण घटक है। उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए क्लोरोफिल महत्वपूर्ण है, इसलिए नाइट्रोजन की कमी से कमी संबंधी विकार, अवरुद्ध विकास और अन्य असामान्यताएं हो सकती हैं।
नाइट्रोजन चक्र प्रक्रिया की व्याख्या करने वाले विभिन्न चरणों की सूची बनाएं।
अमोनीकरण
नाइट्रीकरण
अनाइट्रीकरण
नाइट्रोजन नियतन
अमोनीकरण क्या है?
कार्बनिक पदार्थों के अपघटन के दौरान अमोनीकरण होता है, जहां अमोनीफाइंग बैक्टीरिया कार्बनिक नाइट्रोजन को अमोनिया या अमोनियम आयनों जैसे अकार्बनिक घटकों में परिवर्तित करता है।
नाइट्रिफिकेशन क्या है?
नाइट्रिफिकेशन एक प्रक्रिया है जो बैक्टीरिया द्वारा अमोनिया को नाइट्रेट में परिवर्तित करती है। प्रारंभ में, अमोनिया को
नाइट्रोसोमोनस, या नाइट्रोकोकस, आदि बैक्टीरिया द्वारा नाइट्राइट (NO 2 -) में और फिर नाइट्रो बैक्टीरिया द्वारा नाइट्रेट (NO 3 -) में परिवर्तित किया जाता है।
विनाइट्रीकरण क्या है?
विनाइट्रीकरण, स्यूडोमोनास, थियोबैसिलस, बैसिलस सबटिलिस आदि जैसे जीवाणुओं द्वारा नाइट्रेट को वापस आणविक नाइट्रोजन में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है।
नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया का कार्य क्या है?
नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया एरोबिक बैक्टीरिया का एक छोटा समूह है; जो मुख्य रूप से अमोनिया को नाइट्रेट्स में बदलने में शामिल होता है।
नाइट्रोजन स्थिरीकरण में पौधे का कौन सा भाग शामिल है?
नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया पौधे की जड़ प्रणाली में पिंडों के भीतर मिट्टी में स्वाभाविक रूप से की जाती है।
