دورة النيتروجين هي عملية بيولوجية جيولوجية مهمة تُعيد تدوير النيتروجين في مختلف أشكاله عبر الغلاف الجوي، الأرض، والمحيطات. وهي عملية معقدة تتضمن العديد من الخطوات :

1. تثبيت النيتروجين (Nitrogen Fixation):

*

النيتروجين الجوي (N₂):

النيتروجين موجود بوفرة في الغلاف الجوي (حوالي 78%)، لكنه في شكله الجزيئي غير قابل للاستخدام مباشرة من قبل معظم الكائنات الحية.
*

البكتيريا المثبتة للنيتروجين:

تقوم بعض البكتيريا، مثل *أزوتوبكتر* (في التربة) و *ريزوبيوم* (في جذور البقوليات)، بتثبيت النيتروجين الجوي وتحويله إلى أمونيا (NH₃) أو أيون الأمونيوم (NH₄⁺) القابلة للاستخدام من قبل النباتات. بعض أنواع البكتيريا الزرقاء (cyanobacteria) تقوم بذلك أيضًا في البيئات المائية. تحدث هذه العملية بشكل طبيعي أيضًا بفعل الصواعق.
*

الأسمدة النيتروجينية:

تنتج الصناعة كميات هائلة من الأسمدة النيتروجينية (مثل اليوريا والأمونيا) من خلال عملية هابر-بوش، مما يزيد من كمية النيتروجين المتاحة للنباتات.

2. الامتصاص (Assimilation):

*

النباتات:

تمتص النباتات الأمونيا وأيون الأمونيوم من التربة، وتستخدمها لبناء البروتينات والأحماض النووية.
*

الحيوانات:

تحصل الحيوانات على النيتروجين عن طريق تناول النباتات أو الحيوانات الأخرى.

3. الأمونة (Ammonification):

*

المحللات:

عندما تموت النباتات والحيوانات، تقوم الكائنات الحية المحللة (مثل البكتيريا والفطريات) بتفكيك المواد العضوية، وتحويل النيتروجين العضوي (في البروتينات والأحماض النووية) إلى أمونيا.

4. النترتة (Nitrification):

*

بكتيريا النترتة:

تقوم مجموعتان من بكتيريا النترتة بتحويل الأمونيا إلى نتريت (NO₂⁻) ثم إلى نترات (NO₃⁻). النتريت والنترات هما شكلي النيتروجين الممتص بسهولة من قبل النباتات.

5. إزالة النترتة (Denitrification):

*

بكتيريا إزالة النترتة:

في ظل ظروف منخفضة الأكسجين (مثل التربة المشبعة بالمياه)، تقوم بعض أنواع البكتيريا بتحويل النترات إلى غاز النيتروجين (N₂)، الذي يعود إلى الغلاف الجوي، مُكملة دورة النيتروجين.

أهمية دورة النيتروجين:

دورة النيتروجين ضرورية للحياة على الأرض لأنها توفر النيتروجين اللازم لنمو النباتات والحيوانات. تؤثر اضطرابات دورة النيتروجين، مثل استخدام الأسمدة النيتروجينية بشكل مفرط، سلباً على البيئة من خلال:

*

التلوث بالنترات:

تلوث مياه الشرب السطحية والجوفية.
*

الاختناق الخانق:

يزيد نمو الطحالب المفرط (إزهار الطحالب) في المسطحات المائية، مما يؤدي إلى نقص الأكسجين واختناق الحياة المائية.
*

انبعاث غازات الدفيئة:

ينتج عن استخدام الأسمدة كميات كبيرة من أكسيد النيتروز (N₂O) وهو غاز دفيئة قوي.
*

حموضة التربة:

زيادة حموضة التربة نتيجة لإستخدام الأسمدة.

باختصار، دورة النيتروجين هي عملية معقدة ومتوازنة ضرورية للحياة على الأرض، ويفهمها جيداً يساعد في حماية البيئة.