Too kaks näidet ning põhjenda. Fossiilsete kütuste põletamine - selle tagajärel paiskub õhku väga suures koguses süsiniku (CO2 kujul) Karbonaatsete kivimite töötlemine - karbonatsete kivimite koostises on suures koguses süsinikku. Nende kivimite töötlemisel eraldub süsinikku. (inimene kiirendab süsinikuringet) 3. Süsinikuringe leidumine Lämmastikuringe Protsessid 1. Atmosfäär 1. Ammonifikatsioon 2. Hüdrosfäär 2. Nitrifikatsioon 3. Pedosfäär 3. Denitrifikatsioon 4. Setted ja settekivimid 4. Millise süsinikuringe osaga on tegemist? Kui on piisavalt hapniku tekib CO2, kui piisavalt hapniku pole tekib CH4 - Lagundamisprotsess Atmosfääri paiskuvad CO2 JA CH4 - Vulkaanipursked Kasutatakse süsihappegaasi ja vett, toodetakse orgaanilist ainet ja hapniku -
Lämmastikuringe põhikomponendid · Lämmastiku fikseerimine (molekulaarse lämmastiku redutseerimine - nõuab palju energiat, toimub nii aeroobsetes kui ka anaeroobsetes tingimustes) · Nitrifikatsioon (CO2 assimileeritakse ja ammoonium oksüdeeritakse nitritiks ja sealt edasi nitraadiks, aeroobne protsess) · Denitrifikatsioon (vastand lämmastiku fikseerimisele, lõpp-produkt vaba gaasiline lämmastik, anaeroobsetes tingimustes) · Ammonifikatsioon (orgaanilise lämmastiku bioloogiline muundumine ammooniumiks) N-ringes osalevate mikroorganismide funktsionaalsed rühmad · Nitrifitseerivad bakterid · Denitrifitseerivad bakterid · Lämmastikku fikseerivad bakterid · Nitritit ja nitraati ammonifitseerivad bakterid · Ammooniumi assimileerivad (NH3 orgaanilisse ainesse siduvad) mikroobid kõik mikroorganismid · Deamineerivad mikroorganismid (NH3 eemaldamine aminohapetest ja valkudest) bakterid ja osa vetikaist
turbas 1000 mulla mineraalses osas 100 taimses biomassis 50 mulla mikroorganismides 10 atmosfääris 3-8 ookeani biomassis 0,1-1 10. Kuidas näevad välja orgaanilise lämmastiku mineraliseerumine ja selle käigus tekkinud lämmastikuühendite edasine transformeerumine? (ammonifikatsioon, nitrifikatsioon, denitrifikatsioon). a) Ammonifikatsioon: R-NH2NH4+ Toimub nii aeroobses kui ka anaeroobses keskkonnas ammonifitseerivate bakterite toimel ilma energialisata; kõrge kontsentratsiooni korral lendub ammoniaak kuid enamasti on tulemuseks ammooniumioon. b) Nitrifikatsioon: NH4+->NO2-NO3- Toimub aeroobses keskkonnas nitrifitseerivate bakterite toimel ilma energialisata kaheetapilise protsessina. (nitritiooni
LÄMMASTIK JA TEMAGA TOIMUVAD PROTSESSID MULLAS Lämmastik on ainus element, mida ei sisalda mullamineraalosad. Mullas on üldlämmastikku sisaldus 0,1-0,3%. Mulla künnikiht ~3000t/ha, 3-9t lämmastik Turvasmuldades suurem, kuni 99%mulla üldlämmastikust on orgaanilisel kujul. Vaid 1-3% on orgaanilisel kujul: kas ammoonium või nitraatioonidena mulla kolloididel. Taimedele omastatava (nitraat ja ammoonium) lämmastiku ühendid: 1) Orgaanilise aine lagunemisel vabanevad ammooniumühendid ammonifikatsioon. Aastas vabaneb nii 30-90kg/ha. 2) Õhulämmastikku siduvate mikroorganismide poolt seotav lämmastik. Mikroorganisme 2 gruppi: a) sümbiootilised mikroorganismid suudavad aastas siduda 50-200kg lämmastikku (hall lepp). b) mullas vabalt olevad mikroorganismid suudavad aastas siduda kuni 50kg lämmastikku. 3) Sademete veega mulda sattuv lämmastik Äikese toimel seotakse õhu lämmastik oksiidideks ja sajab alla happevihmana
10. Orgaaniliste hapete, etanooli tootmine Bakterite tähtsus looduses Nad on lagundajad : · Aeroobsed kõdunemine · Anaeroobsed käärimine, roiskumine Nad osalevad ka aineringes: · Süsinik-ringes: · Autotroofid (CO2 orgaaniline aine) · Heterotroofi (orgaaniline aine CO2) · Lämmastik-ringes: · Õhust lämmastiku fikseerimine (mügarbakter) · Ammonifikatsioon (surnud organismide valkude lagundamine ammooniumiooniks NH4 + · Nitrifikatsioon aeroobses keskkonnas: NH4+ NO2- NO3- · Denitrifikatsioon anaeroobses keskkonnas: NO3- NO2- N2O N2
denitrifikatsiooniks. Paneme tähele, et veekogude hapnikusisaldusest sõltub ka eelmainitud redoksprotsesside aktiivsus. Näited element lämmastiku ringlusest: · Taimede mineraalne (nitraadid) toitumine surnud taimede lagundamine bakterite ja seente poolt ammooniumühendid mullas nitritid mullas taimede mineraalne toitumine Atmosfääri N2 liblikõieliste mügarbakterid nitraadid mullas denitrifitseerivad bakterid atmosfääri N2 Ammonifikatsioon - orgaaniliste N-ühendite (valgud jm.) lagundamine ammooniumi tekkega Nitrifikatsioon - ammooniumi oksüdatsioon nitritite ja nitraatideni Denitrifikatsioon - `nitraatne hingamine', nitraatide redutseerimine molekulaarse lämmastikuni Lämmastiku fikseerimine mõnede prokariootide võime kasutada molekulaarset lämmastikku Fosforiringe Fosforiringe on biogeokeemiline tsükkel, mis kujutab fosfori ringkäiku litosfääris, hüdrosfääris, biosfääris ja nende vahel
Looduslikult toimub selle lõhkumine atmosfääri elektrilahenduste (välgu) abil. Teine oluline erinevus on maismaalt tulev suurem lämmastikuvoo mõju veeökosüsteemidele ja ookeanile.See tuleb lämmastikuühendite lahustuvusest, mis seob selle toitaine tihedamini veeringega. 7) Milline näeb välja orgaanilise lämmastiku mineraliseerumine ja selle käigus tekkinud lämmastikuühendite edasine transformeerumine? Selgita igaühte lühidalt! Ammonifikatsioon- Toimub nii aeroobses kui ka anaeroobses keskkonnas ammonifitseerivate bakterite toimel ilma energialisata Nitrifikatsioon- Toimub aeroobses keskkonnas nitrifitseerivate bakterite toimel ilma lisaenergiata Denitrifikatsioon- Kulgeb anaeroobses keskkonnas bakterite toimel, vajab lisaenergiat (glükoos), nitraat asendab hapnikku, lämmastik käitub elektronide vastuvõtjana. 8) Kuidas on lämmastik seotud inimtegevusega?
Mullal on iseregulatsioonivõime ja ainevahetus ümbritseva keskkonnaga. Nõuded: Optimaalne veereziim- mõjutab toitainete omastamist; mullalahuse reaktsioon- opt. 56-7,2 pH.; toitelahuste koostis ja kontsentratsioon (0,1-05 %); tasakaalustatud toitelahus-vajalikuit toiteelemendid; Valgus-nitraatväetistest N omastamine.; Soojus- opt temp 20-28 kr.; Mulla õhustatus- normaalsem areg; Umbrohtuvus. 2. Liikuva lämmastiku allikad ja kao võimalused mullas- Orgaanilise aine lagunemisel (ammonifikatsioon) vabanevad ammooniumühendid (1-2 % üldvarudest, 30-90 kg); Õhulämmastikku siduvate bakterite poolt mulda toodud lämmastik(sümbiootilised mikroorganismid(mügarbakterid) 50- 200 kg ), (vabalt mullas elunevad mikroorganismid(50 kg); Orgaanilise väetisega mulda antav lämmastik (1t-1kg) esimene aasta 25 % omastatav.vedela puhul 50 %,; Mineraalväetistega mulda antav lämmastik, mis ei ületa puudu jääva lämmastiku hulka; Äikese puhul, sademeveega 10-15 kg
3. Taimed sünteesivad N-ühenditest valke. Taimseid valke söövad ja omastavad loomad. taimed loomad N-ühend TAIMNE VALK LOOMNE VALK N2 (õhku) see on DENITRIFIKATSIOON Denitrifikatsioon võib toimuda meres, bakterite abil. 4. Surnud taim- ja loomorganismide, samuti ka ekskrementide lagunemisel toimub: ammonifikatsioon. Selle käigus surnud organismi valkudest eraldub ammoniaak. lagunemine AMMONIFIKATSIOON: VALGUD NH3 SÜSINIKURINGE CO2 (õhus) Vesi: taimed Maa: taimed tööstus transport
DNA retsipientrakku jõudmiseks peab retsipient olema vastuvõtlik. Transformatsioon on omane sellistele perekondadele nagu Neisseria, Streptococcus, Staphylococcus, Bacillus. Osadel liikidel tekivad raku pinnale nn DNA retseptorid, kuhu seotakse doonorbakterist pärit DNA lõik ja muudetakse mitmete ensüümide poolt üheahelaliseks. Järgnevalt siseneb DNA fragment retsipientraku tsütoplasmasse ning sealt edasi liitub genoomiga. Lämmastikühendite bioloogiline tsükkel Ammonifikatsioon - valgumolekulide järk-järguline hüdrolüüs. Olemuselt on tegu roiskumisprotsessiga, millega kaasneb märkimisväärne ammoniaagi (NH3) teke. Sellest tulenevalt nimetataksegi protsessi ammonifikatsiooniks. Enamus aeroobsetest valgulagundajatest on sporogeenid. Nendest tähtsamad on Bacillus cereus, B. mycoides, B. mesentericus. Aeroobsetest spoore mittemoodustavatest bakteritest on esindatumad Pseudomonas fluorescens, Bacterium prodigiosum jt.
Lämmastikuringe Lämmastikuringe on lämmastiku ja tema ühendite tsükliline liikumine eluta ja eluslooduse elementide vahel ökosüsteemis. Peamiselt leidub lämmastikku atmosfääris (78%) ning sealt saab ka tema ringe alguse. Esmalt imendub lämmastik maapinda ning bakterid seovad teda liblikõieliste juuremügaratele. Seejärel kandub lämmastik edasi mullabakteritele mis eritavad neid enamasti mulda. Peale seda toimub ammonifikatsioon ja nitrifikatsioon ning sealt kandub edasi osa taimedele, lagundajatele ning osa denitrifitseerijate bakteritele. Nende kaudu eraldub lämmastik taaskord atmosfääri tagasi ning ringe hakkab uuesti pihta. Elusorganismidele on lämmastik valkude koostisosana sama hädavajalik element kui süsinik. Inimkond on kahekordistanud bioloogiliselt aktiivsete lämmastikuvormide tekkimist aastas. Seda põllumajandusliku tootmise ja fossiilkütuste põletamise tagajärjel. Lämmastikuringe
· Orgaanilise aine lagunemisel 30.90kg/ha vabanevad NH4 ühendid · Mikroorganismide poolt seotav N2 · 50-200kg/ha Peamiselt mügarbakterid · Sademetega mulda sattuv NO3 Tekkinud äikese ajal - 10-15kg/ha · Orgaaniliste väetiste lämmastik 1 tonn tahket sõnnikut umbes 5kg N (I aasal omastav 25%) · Mineraalväetiste lämmastik Koguste planeerimisel arvestada eelnevaga Mõisted - Ammonifikatsioon- orgaaniliste lämmastikuühendite mineraliseerumise esimeseks etapiks ja selle läbiviijateks on mikroorganismid, nn ammonifikaatorid - Nitrifikatsioon- Nitrifikatsioon on ammoniaagi bioloogiline kahe etapiline oksüdeerumine hapniku osalusel nitraatideks. Protsessi viivad läbi nitrifitseerijad bakterid. - Denitrifikatsioon- Denitrifikatsioon on lämmastikuringe oluline lüli, milles nitraadid või nitritid redutseeritakse järk-järgult gaasilisteks
hõlmates primaarproduktsiooni ja lagunemist. N-ringe ja inimtegevus mõjud elusloodsele - Inimtegevus, nagu fossiilsete kütuste põletamine, lämmastikväetiste kasutamine ja lämmastiku eraldumine heitvette, on suurel määral aidanud kaasa lämmastiku dünaamilisele ringlemisele. Protsessid: N fikseerimine - fikseeritakse õhus olev N2 (mikroobin, äike jt protsessid) + N omastamine - NH3, NH4 omastamine ja sidumine biomassi Ammonifikatsioon mikroobne protsess, kus org N anorg N Nitrifikatsioon - ammoonium oksüdeeritakse nitraadiks (mikroobid) Denitrifikatioon - nitraat redutseerub vabaks gaasiliseks lämmastikuks Anammoks ammoniaak ja nitrit (oksüdant) vabaks gaasiliseks lämmastikuks. Anaeroobne protsess....nt reovee puhastid. Lämmastik inimkehas aminohapped. FOSFORIRINGE(kirjeldam.jatoimim.)biogeokeemiline ringe, mis hõlm.
· Seotud asendamatult mulla savimineraalidega. 4. Fosfor ja tema transformatsioon mullas Üldsisaldus 0,03-0,01%. Väiksem leetunud muldades, suurem karbonaatsetes muldades. Vees lahustuvad P ühendid lähevad kiiresti üle raskesti lahustuvateks. Happelistes Al-raudfosfaat. Neutraalsetes Ca-fosfaat, Ca- vesinikfosfaat. Väljauhtumine mullast tühine, suurem osa läheb ära erosiooniga. 5. Lämmastikuga mullas toimuvad protsessid: · Ammonifikatsioon org. aine lagunemise esimene etapp. Aitavad kaasa mikroorganismid. Protsessi kulg ei olene mulla õhustatusest aga oleneb temperatuurist. Mullalahuses ja kolloididele lisandunud NH4+ on taimedele omastatav. · Nitrifikatsioon Sõltub temperatuurist. Mida jahedam seda aeglasem, alla 8C juures peatub. Peab arvestama, kui anda ammooniumväetisi. · Immobilisatsioon omastamine taimede või mokroorganismide poolt. Bioloogiline neeldumine. 6
· Seotud asendamatult mulla savimineraalidega. 4. Fosfor ja tema transformatsioon mullas Üldsisaldus 0,03-0,01%. Väiksem leetunud muldades, suurem karbonaatsetes muldades. Vees lahustuvad P ühendid lähevad kiiresti üle raskesti lahustuvateks. Happelistes Al-raudfosfaat. Neutraalsetes Ca-fosfaat, Ca-vesinikfosfaat. Väljauhtumine mullast tühine, suurem osa läheb ära erosiooniga. 5. Lämmastikuga mullas toimuvad protsessid: · Ammonifikatsioon org. aine lagunemise esimene etapp. Aitavad kaasa mikroorganismid. Protsessi kulg ei olene mulla õhustatusest aga oleneb temperatuurist. Mullalahuses ja kolloididele lisandunud NH4+ on taimedele omastatav. · Nitrifikatsioon Sõltub temperatuurist. Mida jahedam seda aeglasem, alla 8C juures peatub. Peab arvestama, kui anda ammooniumväetisi. · Immobilisatsioon omastamine taimede või mokroorganismide poolt. Bioloogiline neeldumine. 6
protsesside tagajärjel. Mulda viidud fosfor läheb kiiresti üle raskestilahustuvateks ühenditeks – leetmuldades Al ja Fe- fosfaatideks, karbonaatmuldades aga peamiselt Ca fosfaatideks, toimub fosfori keemiline neeldumine ehk fosforühendite retrogradatsioon. Vees lahustuvasse vormi jääb mineraalmuldades vaid 3...4% ja turvasmuldades kuni 10 % superfosfaadiga mulda antud fosforist. Seetõttu on selle väljauhtumine mullast tühine. 5. Lämmastikuga mullas toimuvad protsessid – ammonifikatsioon ehk org. lämmastikühendite mineraliseerumise esimene etapp, toimub mikroorganismide toimel. Mulla õhustustingimused ja reaktsioon pole olulised, küll on aga seda temp. Selline ammoniaak jääb osaliselt mullalahusesse või seotakse mullakolloidide poolt, on taimedele omastatav lämmastik. Anaeroobsetes tingimustes toimub nitrifikatsioon ehk siis ammooniumühendite hapendamine lämmastikushappeks ja sealt edasi neutraalseis või nõrgalt happelistes muldades edasi lämmastikhappeks
Aeglane lagunemine. Tavaliselt põllumuldades toimub aeroobne ja anaeroobne lagunemine paralleelselt, vahekord sõltub mulla veereziimist ja füüsikalistest omadustest. 2. Orgaanilise aine koostisest -Kõige kiiremini lagunevad veeslahustuvad süsivesikud (suhkrud) ja valgud ning kõige aeglasemalt ligniin. -Valkude lagunemine toimub ensüümide mõjul aminohapeteks. Lämmastiku vabanemine ammoniaagina (ammonifikatsioon) toimub nii aeroobsel kui ka anaeroobsel lagunemisel 3. Niiskusest lagunemiskeskkonnas -Niiskus suurendab taimejäänuste lagunemise kiirust seni, kui on olemas küllaldane õhu juurdepääs. 4. Temperatuurist -Temperatuuri tõus 10ºC võrra suurendab lagunemisekiirust 2...3 korda. Optimaalne temperatuur on 20... 35ºC. 5. Mulla reaktsioonist -Happelises keskkonnas lagundajateks peamiselt seened ja neutraalses keskkonnas bakterid. 6
Tugevalt seotud 90. - väga head mullad eraldub CO2, H2O ja NH3 (ammoniaak). savimineraalidega. Mikroorganismide 80. - head mullad Lämmastiku vabanemine ammoniaagina toimel aeroobsetes tingimustes toimub 70. - head mullad (ammonifikatsioon) toimub nii aeroobsel kui aeglane lagunemine. 60. - keskmised mullad ka anaeroobsel lagunemisel. Valguvaeste Huumusainete teket nimetatakse 50. - keskmised mullad (Eesti taimejäänuste (C:N suhe üle 25...30) korral humifikatsiooniks, mis on iseloomult
2) Mullas elavate nitrifitseerivate bakterite pool muudetakse ammoniaak ja amooniumisoolad nitraatioonideks (nitraadid, lämmastikhape). Nitraatioone satub pinnasesse ka õhust sademetega. (NO2 tekib veel ->välk õhus + vihmavesi, satuvad õhku ka heitgaasidest, tehastest jne.) 3) Taimed sünteesivad N-ühenditest valke. Taimseid valke söövad ja omastavad loomad. 4) Surnud taim- ja loomorganismide, samuti ka ekskrementide lagunemisel toimub: ammonifikatsioon. Selle käigus surnud organismi valkudest eraldub ammoniaak. 19. Kirjeldage ja joonistage fosforiringet. Fosfor on tähtis endogeense ringega toitaine ökosüsteemis. Geosfääris on P vähelahustuvates apatiitides ja fosofriitides, biosfääris geneetilise materjalina nukleiinhapetes. Taimedele on omastavad veeslahustuvad P-ühendid. Biomassi minerilisatsioon toimub mikrobiaalselt Liigfosfor tekitab eutrofeerumist. 20
plastmassist poorsed plokid jne läbi mille filtreeritakse heitvesi. Biofiltreid aereeritakse, mis on kas loomulik või kunstlik ventillaatoritega. Täitematerjali pinnale kogunevad mitmesugused mikroorganismid, ainuraksed jt. ja moodustavad sinna nn. bioloogilisi kilesid. Nendes kiledes toimubki heitvete puhasus, kus võib eristada kahte faasi. Esimesel etapil oksüdeeritakse süsinikku sisaldavad orgaanilised ained ja toimub lämmastikku sisaldavate ainete ammonifikatsioon. Pärast orgaanilise aine põhimassi oksüdatsiooni läheb protsess teise faasi so. ammooniumsoolade ja lämmastikühendite moodustumisele. Protsess esimeses faasis toimub põhilisel biokile pindmistes kihtides, teises faasis aga sügavamal. Aerotankid e. aereeritavad basseinid. Need kujutavad endast läbivoolu basseine, milledesse suunatakse mehhaanilistest osakestest eraldatud heitvesi ja kuhu juhitakse teatud kogus nn. aktiivmuda. Aktiivmuda põhimassi moodustavad
mitmesuguste vaheproduktide kuhjumine. Aeglane lagunemine. Tavaliselt põllumuldades toimub aeroobne ja anaeroobne lagunemine paralleelselt, vahekord sõltub mulla veereziimist ja füüsikalistest omadustest. Orgaanilise aine koostisest Kõige kiiremini lagunevad veeslahustuvad süsivesikud (suhkrud) ja valgud ning kõige aeglasemalt ligniin. Valkude lagunemine toimub ensüümide mõjul aminohapeteks. Lämmastiku vabanemine ammoniaagina (ammonifikatsioon) toimub nii aeroobsel kui ka anaeroobsel lagunemisel 12. Orgaanilise aine vormid mullas. · Ehituselt ja välisomaduste põhjal jaotatakse orgaaniline aine mullas kaheks: Mittespetsiifiline orgaaniline aine lagunemata ja poollagunenud taimsed ja loomsed jäänused. · Spetsiifiline orgaaniline aine huumus. Huumus on tumepruun või must amorfne mass, mis on tugevasti seotud mulla mineraalosaga ega ole sealt mehaaniliselt eraldatav
liikumapanevaks juks on fotosntees. Anorgaaniline lmmastik muudetakse lmmastiku sisaldavateks orgaanilisteks henditeks taimes. Heterotroofne ringe on seotud orgaanilise aine lagundamise protsessiga. Lmmastikuringe phikomponendid on lmmastiku fikseerimine, nitrifikatsioon ja denitrifikatsioon. 79 % atmosfrist moodustab gaasiline lmmastik (N2). Gaasiline lmmastik seotakse lmmastikku fikseerivate bakterite poolt. Lmmastikuhendid ( peamiselt ammoniaak NH3) tekivad orgaanilise aine lagunemisel (ammonifikatsioon). Ammoniaak oksdeeritakse bakterite poolt nitraatideks (nitrifikatsioon). Lmmastikuhendid satuvad atmosfri fossiilsete ktuste pletamisel. Pllumajandusmaastikes lisandub lmmastik kossteemi kunstvetiste kasutamisel. Taimed suudavad omastada lmmastikku ammooniumi ja nitraadi kujul. Lmmastikuringe on tasakaalustatud lmmastiku pideva tagastamisega atmosfri N2 kujul denitrifikatsiooniprotsessi vahendusel. Lmmastiku mineralisatsioon vib thendada nii summaarset anorg. lmmastiku
Mulda viidud fosfor läheb kiiresti üle raskestilahustuvateks ühendidteks leetmuldades Al ja Fe- fosfaatideks, karbonaatmuldades aga peamiselt Ca fosfaatideks, toimub fosfori kemeiline neeldumine ehk fosforühendite retrogradatsioon. Vees lahustuvasse vormi jääb mineraalmuldades vaid 3...4% ja turvasmuldades kuni 10 % superfosfaadiga mulda antud fosforist. Seetõttu on selle väljauhtumine mullast tühine. 5. Lämmastikuga mullas toimuvad protsessid ammonifikatsioon ehk orgaaniliste lämmastikühendite mineraliseerumise esimene etapp, toimub mikroorganismide toimel. Mulla õhustustingimused ja reaktsioon pole olulised, küll on aga seda temp. Selline ammoniaak jääb osaliselt mullalahusesse või seotakse mullakolloidide poolt, on taimedele omastatav lämmastik. Anaeroobsetes tingimustes toimub nitrifikatsioon ehk siis ammooniumühendite hapendamine
Transformatsioon on omane sellistele perekondadele nagu Neisseria, Streptococcus, Staphylococcus, Bacillus. Osadel liikidel tekivad raku pinnale nn DNA retseptorid, kuhu seotakse doonorbakterist pärit DNA lõik ja muudetakse mitmete ensüümide poolt üheahelaliseks. Järgnevalt siseneb DNA fragment retsipientraku tsütoplasmasse ning sealt edasi liitub genoomiga. 23. Mikroobid lämmastikühendite muundajatena, muundamisprotsessid ja lämmastiku ringlus looduses. Ammonifikatsioon − valgumolekulide järk-järguline hüdrolüüs. Olemuselt on tegu roiskumisprotsessiga, millega kaasneb märkimisväärne ammoniaagi (NH3) koguse eraldumine. Sellest tulenevalt nimetatakse protsessi ammonifikatsiooniks. Valkude lõhustumine toimub proteolüütiliste ensüümide toimel. Hüdrolüüs toimub järk-järgult: valgud→polüpeptiidid→aminohapped. Aminohapped desamineeritakse, mille tulemusel moodustuvad NH3 ja vastavad orgaanilised ained
mõned bakteriliigid, kellest osa elavad vabalt (sinikud e. tsüanobakterid), teised on aga mutualistlikes suhetes taimedega. Tuntuim bakteriperekond selles vallas on Rhizobium, keda võib leida paljude liblikõieliste taimede juurtel nn. juuremügarates. Lämmastiku redutseerimine on energeetiliselt väga kulukas tegevus. Nii kulub bakteritel ühe lämmastikumolekuli sidumiseks 16 ATP-d. Ammonifikatsioon Kui organismid eritavad oma lämmastikuainevahetuse jääke (imetajatel uriiniga karbamiid, lindudel ja roomajatel kusihape, kaladel jt. veeorganismidel ammoonium) asuvad nende kallale bakterid ja seened ning valmistavad nendest ammooniumi (NH3). Ammooniumit saavad osad lagundajad kasutada enda lämmastikuvajaduse rahuldamiseks. Suurele osale taimedest sobib ammoonium ka lämmastikuallikaks (aga eelistatakse nitraate).
24 7) Rauahingamine 8) Prootonite redutseerimine Anaeroobsed hingajad on anaeroobsete toiduahelate lõpplüli. Nad oksüdeerivad edasi kääritajate mikroobide poolt moodustatud substraate: org happeid, alkohole ja H2. H2 on hea substraat anaeroobsetele hingajatele kuna ta on energiarikas. Kõige vanem on kas väävlihingamine või prootonite redutseerimine, kuna need levinud arhete hulgas. Ka rauahingamine. Nitraatne hingamine ja denitrifikatsioon. Nitraadi ammonifikatsioon. Nitraatide toksilisus imikutele ja täiskasvanutele. Nitraatide hingamine on protsess, kus oksüdeeritavatelt ühenditelt ärastatud elektronid kantakse nitraadile, mis redutseerub nitritini, mis eritatakse kk-da. Nitraatsed hingajad on fakultatiivsed anaeroobid. Kui hapnikku on siis hingavad nad hapnikuga ja nende membraanis on tsütokroomi oksüdaas, mis elektronid hapnikule üle kannab. Anaeroobses kk-s tsütokroomi oksüdaasi ei sünteesita. Selle asemel
elutusse. Lämmastikuringe käigus muudetakse N2 (vaba lämmastik) lämmastiku ühenditeks (seotud lämmastik) ja nendest moodustub taas vaba N 2. Õhulämmastik seotakse mullabakterite ja sinivetikate poolt ammoniaagiks ja ammooniumsooladeks. Taimed sünteesivad lämmastiku ühenditest valke, taimseid valke söövad ja omastavad loomad. Seda nimetatakse denitrifikatsiooniks. Surnud taimede ja loomorganismide lagunemisel toimub ammonifikatsioon. Selle käigus eraldub surnud organismi valkudest ammoniaak. Lämmastikuringe on üks peamisi looduse aineringeid, mida inimene oma huvides mõjutab. Lämmastik on taimede tähtis toitaine. Põllumajanduses kasutatakse taimede kasvatamiseks lämmastiku peamise allikana mineraalväetisi ja sõnnikut. Lämmastikuringe tasakaalu rikub lämmastikväetiste järjest suurenev tootmine ja kasutamine, selle tagajärjel väheneb lämmastiku tagasipöördumine atmosfääri.
Osadel liikidel tekivad raku pinnale nn DNA retseptorid, kuhu seotakse doonorbakterist pärit DNA lõik ja muudetakse mitmete ensüümide poolt üheahelaliseks. Järgnevalt siseneb DNA fragment retsipientraku tsütoplasmasse ning sealt edasi liitub genoomiga. 25. Mikroobid lämmastikühendite muundajatena, muundamisprotsessid ja lämmastiku ringlus looduses Mikroobid osalevas lämmastiku ringes lämmastikuühendite muundajatena. Ammonifikatsioon - valgumolekulide järk-järguline hüdrolüüs.Olemuselt on tegu roiskumisprotsessiga, millega kaasneb märkimisväärne ammoniaagi (NH ) teke. Sellest tulenevalenevalt nimetataksegi protsessi 3 ammonifikatsiooniks. Valkude lagundamisest võtavad osa fakultatiivsed anaeroobid.Valkude lagundamise hilisematel etappidel osalevad ka coli-laadsed bakterid. Anaeroobidest osalevad klostriide nagu. Hallitusseentest osalevad
kulub 10-12 grammi glükoosi. U 80% lämmastikust, mis saab taimedele söödavaks, tuleb läbi N fikseerijate ja 12% tuleb läbi selle, et äikese tagajärjel redutseerivad v oksüdeerivad? Kui see maha sajab, siseneb bioloogilisse ringesse. Lämmastik satub nii organismi, sealt valkude koosseisu. Mööda toiduahelat pidi aminohapetes kuni ära surrakse ja surma korral sellest aminorühmast (-NH3) hakatakse mineraliseeruma, toimub selline protsess nagu ammonifikatsioon. Ammonifikatsiooniga tegelevad praktiliselt kõik organismid. Väljutavad olulisel hulgal ammoniaaki. See on valkude hüdrolüüsimine ja aminorühmast ammoniaagi tootmine (NH3) Lisaks sellele on protsessile keskendunud ka mikroobid. Ammonifitseerijad bakterid on selle ala spetsialistid. Vee keskkonnas esineb amooniumioonina. NH3 ammoniaak kergelt lenduv. NH4+- ammooniumioon söövad meelsasti taimed. Vist läheb kuidagi edasi mikroobsesse tsüklisse.
2. Orgaanilise aine koostisest kõige kiiremini lagunevad veeslahustuvad süsivesikud (suhkrud) ja valgud ning kõige aeglasemalt ligniin. Valkude lagunemine toimub ensüümide mõjul aminohapeteks. Valgurikaste taimejäänuste (N sisaldus vähemalt 2% ja C:N suhe alla 25...30) siis osa aminohappeid laguneb lõpuni ja eraldub CO2, H2O ja NH3 (ammoniaak). Lämmastiku vabanemine ammoniaagina (ammonifikatsioon) toimub nii aeroobsel kui ka anaeroobsel lagunemisel. Valguvaeste taimejäänuste (C:N suhe üle 25...30) korral kasutatakse vabanenud lämmastik mikroorganismide poolt ära. Nitrifikatsioon nitrifitseerijad bakterid kui autotroofsed organismid hapendavad ammoniaagi lämmastikhappeks, kasutades vabanevat energiat oma elutegevuseks. Tekkiv lämmastikhape on nitrifitseerivatele bakteritele tugevaks mürgiks, mistõttu saab see
on. Transpiratsioon vee liikumine mullast läbi taimede atmosfääri. Evaporatsioon aurustumine. Lämmastikuringe molekulaarset lämmastikku (N) suudavad (suure energiakuluga) fikseerida (toovad N ringlusesse) taimede juurtel(s) elavad mügarbakterid, Azotobacter, tsüanobakter. 80% N tuleb bioloogilisse ringesse läbi eelmainitud bakterite, 1/8 tuleb välgu mõjul. Toiduahelas liigub N aminohapetes (valkudes). Ära surres hakatakse aminorühmas olevat N mineraliseerima ammonifikatsioon (valkude hüdrolüüsimine, aminorühmast ammoniaagi (NH 3) tootmine). Sellele protsessile on spetsialiseerunud osa mikroobe ammonifitseerijad bakterid. VeeKK- s leidub ammooniumiooni (NH4+). Läheb üle mikroobsesse tsüklisse nitrifikatsioon kaheastmeline oksüdeerumine. Kõigepealt nitritiooniks ja siis nitraatiooniks. Sellega tegelevad nitrifitseerijad bakterid. Anoktsia hapniku vaegus siis läheb nitratsioon käiku ja käivitub protsess, mille nimeks on denitrifikatsioon
mitmesuguste vaheproduktide kuhjumine. Aeglane lagunemine. Tavaliselt põllumuldades toimub aeroobne ja anaeroobne lagunemine paralleelselt, vahekord sõltub mulla veereziimist ja füüsikalistest omadustest. Orgaanilise aine koostisest Kõige kiiremini lagunevad veeslahustuvad süsivesikud (suhkrud) ja valgud ning kõige aeglasemalt ligniin. Valkude lagunemine toimub ensüümide mõjul aminohapeteks. Lämmastiku vabanemine ammoniaagina (ammonifikatsioon) toimub nii aeroobsel kui ka anaeroobsel lagunemisel 12. Orgaanilise aine vormid mullas. · Ehituselt ja välisomaduste põhjal jaotatakse orgaaniline aine mullas kaheks: Mittespetsiifiline orgaaniline aine lagunemata ja poollagunenud taimsed ja loomsed jäänused. · Spetsiifiline orgaaniline aine huumus. Huumus on tumepruun või must amorfne mass, mis on tugevasti seotud mulla mineraalosaga ega ole sealt mehaaniliselt eraldatav
tsüanobakterid ehk sinivetikad, samuti bakterid perekonnast Azotobacter). Kuna lämmastikku sisaldavad ioonid (nitritioon, nitraatioon, ammooniumioon) on reeglina hästi dissotseeruvad, on lämmastik väga liikuv element. Organismides on lõviosa lämmastikust valkude koosseisus (meenutagem, et igas aminorühmas on lämmastikuaatom). Laguahelas hoolitsevad immobiliseeritud lämmastiku ringesse toomise eest esimesena ammonifitseerijad bakterid. Ammonifikatsioon on aminorühma (-NH2) sisaldavate orgaaniliste ainete bakteriaalne lagundamine (aminohapete desamiinimine). Ammonifikatsiooni lõpp-produkt on ammoniaak (NH3, vesilahuses esineb ammooniumioonina – NH4+). Aeroobses keskkonnas ammoniaak ei kogune vaid assimileeritakse koheselt nitrifitseerijate bakterite poolt. Nitrifikatsioon on ammooniumiooni kaheastmeline oksüdeerimine, algul nitritiooniks (NH4+ ® NO2-, seda teevad näiteks bakterid perekonnast Nitrosomonas), pärast nitraatiooniks
Süsinik on kõikide organismide koostisosa; organismidele ehitusmaterjaliks ja energeetiliste protsesside vahendajaks. Peamised süsinikuringe protsessid on: süsiniku sidumine (foto- või kemosüntees), aeroobne hingamine, anaeroobne hingamine. Inimene kasutab bakteriaalselt toodetud metaani energiatootmisel. 88. Lämmastikuringe? Lämmastiku fikseerimine: õhulämmastiku redutseerimine ammooniumiooniks. Ammonifikatsioon: lämmastikuainevahetuse jääkidest ammooniumi valmistamine. Nitrifikatsioon: ammooniumi oksüdeerimine. Denitrifikatsioon: nitraat redutseeritakse lämmastikdioksiidiks ning seejärel lämmastikmonooksiidiks ja viimaks molekulaarseks lämmastiküks. 89. Fosforiringe? Taimedele on fosfor kättesaadav fosfaatioonina, loomad saavad oma fosfori taimedelt ja loomadelt saavad selle lagundajad. Vabanevaks ühendiks on fosfaat, mida kasutavad taas taimed. 90. Väävliringe?
Lämmastikuringe põhikomponendid • Lämmastiku fikseerimine (molekulaarse lämmastiku redutseerimine - nõuab palju energiat, toimub nii aeroobsetes kui ka anaeroobsetes tingimustes) • Nitrifikatsioon (CO2 assimileeritakse ja ammoonium oksüdeeritakse nitritiks ja sealt edasi nitraadiks, aeroobne protsess) • Denitrifikatsioon (vastand lämmastiku fikseerimisele, lõpp-produkt vaba gaasiline lämmastik, anaeroobsetes tingimustes) • Ammonifikatsioon (orgaanilise lämmastiku bioloogiline muundumine ammooniumiks) N-ringes osalevate mikroorganismide funktsionaalsed rühmad • Nitrifitseerivad bakterid • Denitrifitseerivad bakterid • Lämmastikku fikseerivad bakterid • Nitritit ja nitraati ammonifitseerivad bakterid • Ammooniumi assimileerivad (NH3 orgaanilisse ainesse siduvad) mikroobid – kõik mikroorganismid • Deamineerivad mikroorganismid (NH3 eemaldamine aminohapetest ja valkudest) – bakterid ja osa vetikaist
annaabi.ee 
