Digitální výukový materiál zpracovaný v rámci projektu „EU peníze školám“ Projekt:CZ.1.07/1.5.00/34.0386 „SŠHL Frýdlant.moderní školy“ Škola:Střední škola.

Prezentace na téma: "Digitální výukový materiál zpracovaný v rámci projektu „EU peníze školám“ Projekt:CZ.1.07/1.5.00/34.0386 „SŠHL Frýdlant.moderní školy“ Škola:Střední škola."— Transkript prezentace:

1 Digitální výukový materiál zpracovaný v rámci projektu „EU peníze školám“ Projekt:CZ.1.07/1.5.00/34.0386 „SŠHL Frýdlant.moderní školy“ Škola:Střední škola hospodářská a lesnická, Frýdlant Bělíkova 1387, příspěvková organizace Šablona:III/2 Sada:VY_32_INOVACE_Eko.3.01 Cyklus dusíku Vytvořeno:10.4.2013 Ověřeno: 31.5.2013Třída:AE3

2 Biomy - Biogeochemické cykly Dusík Vzdělávací oblast:Environmentální vzdělávání Předmět:Ekologie Ročník:3. Autor:Ing. Hana Antošová Časový rozsah:2 vyučovací hodiny Pomůcky:notebook, dataprojektor Klíčová slova:biogeochemické cykly, tok látek, cyklus dusíku Anotace: Materiál je určen pro studenty environmentálních předmětů, především ekologie, pro správné pochopení toku látek a energie v ekosystémech.

3 Tok látek – biogeochemické cykly mezi živou a neživou složkou biogeosféry dochází k neustálé výměně látek koloběh prvků, sloučenin látky pronikají z prostředí do rostlin a živočichů, po jejich uhynutí se navracejí zpět do prostředí do všech cyklů vstupuje v různé míře člověk produkcí antropogenních látek (hnojiva, pesticidy, umělé hmoty)

4 Cyklus dusíku Dusík tvoří asi 1,5 % rostlinné sušiny. Představuje důležitou součást různých organických struktur, aminokyselin (i bílkovin), ATP, nukleových kyselin (včetně DNA). Má složitější cyklus než uhlík a kyslík, i když stejně jako u nich jde o cyklus uzavřený. Z globálního hlediska převládá plynná forma v atmosféře (N 2 ).

5 Cyklus dusíku Do biologických procesů vstupuje dusík přeměněný z plynné formy na dusičnany tzv. fixací dusíku. Různými organismy může být přijímán ve formě amoniaku, dusitanů, močoviny, nukleových kyselin, bílkovin. Předpokladem fixace atmosférického dusíku je rozbití pevné trojné vazby mezi oběma atomy.

6 Cyklus dusíku Tento proces může v přírodě probíhat fyzikálně-chemicky při elektrických výbojích například za bouřky, při průletech meteoritů atmosférou či působením kosmického záření. Kyselina dusičná vytvořená tímto způsobem je na půdní povrch transportována ve vodním roztoku v množství nejvýše 0,4 kg na 1 ha ročně.

7 Cyklus dusíku Účinnější, ekologicky významnější je fixace biologická → depozice dusíku činí až 7 kg NO 3 na 1 ha ročně, v úrodných podmínkách dokonce až 200 kg. Rozbití trojné vazby zde zajišťuje enzym nitrogenáza, kterým disponuje řada půdních a vodních organismů → proces energeticky nákladný a tzv. poutači (vazači) dusíku při něm spotřebují velké množství energie. Tyto energetické ztráty musejí adekvátním způsobem nahrazovat → fotosyntézou, využíváním energie zachycené jiným organismem s nímž vstupují do mutualistického vztahu.

8 Cyklus dusíku Mezi poutače dusíku patří vodní autotrofní sinice z rodů Anabaena, Microcystis Aphanizomenon (schopny své energetické nároky vynahradit vlastní fotosyntézou). V anaerobním prostředí vod a půd žijí další nesymbiotičtí poutači z rodů Azotobacter a Clostridium (energetické potřeby uspokojují složitými biochemickými procesy, např. metabolismem organických zbytků s využitím sloučenin reaktivní síry namísto nedostupného kyslíku).

9 Cyklus dusíku Ze symbiotických vazačů dusíku nejznámější hlízkové bakterie z rodu Rhizobium žijící v kořenových systémech bobovitých rostlin. Rostliny reagují diferencovaným růstem kořínků, v nichž se pak zakládají kořenové hlízky. Bakterie čerpají energeticky bohaté sloučeniny z kořenového systému, rostlině poskytují dusíkaté látky. Př.: v symbiotickém vztahu s olší lepkavou (Alnus glutinosa) žije houba Frankia alni, přísunem dusíkatých sloučenin zajišťuje olši přežití ve stojatých vodách chudých na živiny, kde nedostatek kyslíku zpomaluje rozklad opadu.

10 Cyklus dusíku Většina těchto procesů se děje v ekosystémech suchozemského nebo limnického (sladkovodního) biocyklu → ztráty dusíku v podobě sedimentů v oceánech jsou malé. Dusík spolu s fosforem představují nejčastější prvky limitující růst rostlin → v zemědělství kladen velký důraz na dostatečnou zásobu půdního dusíku. Nedostatek dusíku v půdě brzdí růst vegetativních částí rostlin, hlavně listů, snižuje se např. obsah chlorofylu a rychlost fotosyntézy. Přímý příspěvek čistého dusíku do agroekosystému v umělých hnojivech činí zhruba 50 mil. tun ročně.

11 Cyklus dusíku, Dalším zdrojem dusíku je hnojení exkrementy mořských ptáků (guáno), záměrné velkoplošné pěstování bobovitých rostlin. Podstatný je také příspěvek dusíku jako vedlejšího produktu průmyslových výrob (oxidy dusíku, tzv. noxy).

12

13 Použité zdroje http://etext.czu.cz/img/skripta/68/107_115-1.pdf ŠLÉGR JIŘÍ, KISLINGER FRANTIŠEK, LANÍKOVÁ JANA, Ekologie a ochrana životního prostředí pro gymnázia, ISBN 80 – 7168 – 828 – 2, Fortuna Praha 2002, 157 str. Pokud není uvedeno jinak, jsou použité objekty vlastní originální tvorbou autora. Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. Veškerá vlastní díla autora (fotografie, videa) lze bezplatně dále používat i šířit při uvedení autorova jména.