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) แบคทีเรียบางชนิดใช้แอมโมเนียมในดินเป็นแหล่งพลังงานและทำให้เกิดไนไตรต์ (NO₂ ^-) ซึ่งเปลี่ยนเป็นไนเตรตซึ่งพืชใช้ได้ด้วย

Nitrosomonas                  Nitrobacter

NH4 +   (ammonium)   NO2 - (nitrite)   NO3 -  (nitrate)

          2. ดีไนตริฟิเคชัน (denitrification) ในสภาพไร้ออกซิเจน  แบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างออกซิเจนได้เองจากไนเตรต และได้ผลผลิตเป็นก๊าซไนโตรเจนกลับคืนสู่บรรยากาศ

             อย่างไรก็ตาม  แม้ว่าปริมาณไนโตรเจนที่หมุนเวียนในระบบนิเวศที่กล่าวถึงทั้งหมดนี้จะมีปริมาณน้อยมาก แต่วัฏจักรไนโตรเจนในธรรมชาติก็สมดุลด้วยปฏิกิริยาซึ่งเกิดโดยพืชและการย่อยสลายของแบคทีเรีย

NO3 - (nitrate)    NO2 - (nitrite)   N2 O (nitrorous oxide)    N2 (nitrogen)

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

รอนินทรีย์ และแร่ธาตุ

ข้อสอบ Onet

ข้อ 1) เมื่อมีสารประกอบไนเตรตและฟอสเฟตสะสมอยู่ในแหล่งน้ำเป็นปริมาณมาก ปรากฏการณ์ใดจะเกิดขึ้นเป็นอันดับแรก (O-net 52)

1. ปริมาณแพลงตอนสัตว์จะเพิ่มขึ้น       2. จำนวนของแพลงตอนพืช สาหร่าย และพืชน้ำจะเพิ่มขึ้น       3. สารพิษตกค้าง เช่น สารกำจัดแมลง จะมีปริมาณการสะสมสูงขึ้น       4. ปริมาณสัตว์น้ำ เช่น ปลา สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่นๆ จะเพิ่มขึ้น

คำตอบข้อ 1) ตอบ ข้อ 2. จำนวนของแพลงตอนพืช สาหร่าย และพืชน้ำจะเพิ่มขึ้น

เหตุผล

แพลงตอนพืช สาหร่าย และพืชน้ำ ชอบสารอาหารธาตุไนเตรตและฟอสเฟต

ข้อ 2) วัฎจักรของสารใดในระบบนิเวศที่มีความสัมพันธ์กับการเกิดฝนกรดมากที่สุด (O-net 51)

1. คาร์บอน        2. กำมะถัน        3. แคลเซียม        4. ไฮโดรเจน                                                                                                        คำตอบข้อ 2 ) ตอบ 2 เหตุผล ฝนกรด เกิดจากในบรรยากาศมีออกไซด์ของไนโตรเจน และกำมะถันปนเปื้อน แก๊สที่ปนเปื้อนนี้จัดเป็นมลพิษทางอากาศที่มนุษย์สร้างขึ้น จากยานพาหนะและโรงงานอุตสาหกรรม แก๊สเหล่านี้จะละลายปนอยู่กับไอน้ำของบรรยากาศ และถูกออกซิไดซ์เป็น กรดไนตริกและกรดกำมะถันในที่สุด โดยทั่วไปฝนจะมีค่า pH ประมาณ 5.6 ซึ่งสภาพกรดของน้ำฝนมาจากกรดคาร์บอนิก ที่เกิดจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่มีอยู่แล้วในบรรยากาศ แต่ฝนที่เกิดจาก กรดไนตริก และ กรดกำมะถัน อาจมีค่า pH ต่ำถึง 4.0 ในกรณีที่มีละอองหมอกหนาทึบบางครั้งอาจพบค่า pH ได้ถึง 2.0 **** ดังนั้นวัฎจักรของสารที่เกี่ยวข้องสัมพันธ์กับระบบนิเวศมากที่สุด คือ กำมะถัน ข้อ 3) ดัชนีที่แสดงว่าน้ำในแหล่งน้ำธรรมชาติมีคุณภาพดีคือข้อใด        1. น้ำที่มีค่า OD สูง        2. น้ำที่มีค่า COD สูง        3. น้ำที่มีค่า BOD ต่ำ        4. น้ำมีอุณหภูมิสูงและมีค่า DO ต่ำ                                                                                                                                                                                                            คำตอบข้อ 22 ) ตอบ 3 เหตุผล - ค่า OD คือ ไม่พบข้อมูลว่าเป็นค่าที่เกี่ยวข้องกับการวัดคุณภาพของน้ำ        - ค่า COD คือ ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ในน้ำใช้ในการออกซิไดซ์สารอินทรีย์ ถ้า COD สูงกว่า 44 mg/l จัดเป็นน้ำเสีย        - ค่า BOD คือ ปริมาณออกซิเจนที่จุลินทรีย์ในน้ำใช้ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำถ้า ค่า BOD สูงกว่า 12 mg/l แสดงว่าน้ำเสีย        - ค่าDO คือ ค่าที่บอกถึงปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ละลายน้ำ ซึ่งถ้ามีค่าต่ำกว่า 3 mg/l แสดงว่าน้ำเสีย

ผุ้จัดทำ

1.นายกฤษณพล  สาสังข์  ม.5/14  เลขที่1

2.นายชยกร  ชมบุตรศรี  ม.5/14  เลขที่4

อ้างอิง

http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/ecology/chapter1/chapter1_nitrogen1.htm

http://www.nana-bio.com/Medium/O-net2553/O-net2552C16%20-C20.html