窒素固定とは何ですか？

窒素固定とも呼ばれる窒素固定は、大気中の窒素を植物が使用できる化合物に変換するプロセスです。 それは窒素循環の重要な部分であり、世界中の植物の成長に貢献し、したがって動物や人間のような生物の成功に貢献しています。 自然界で発生することに加えて、窒素固定は、工業的目的のために化学的に達成することもできます。

大気中の窒素は植物が利用することはできませんが、繁殖するには窒素が必要です。 しかし、細菌はアンモニア化合物を生成することにより、窒素を収穫して有用な化合物に変換できます。アンモニア化合物は、アンモニフィケーションおよび硝化として知られるプロセスで他の微生物によって硝酸塩に変換されます。 これらの生物は土壌と水に含まれており、世界中の窒素循環に常に貢献しています。

植物が硝酸塩を摂取すると、それらはエネルギーに使用され、成長して新しい植物に成長するための種子を生産できるように成長します。 他の生物は植物を食べることができ、それによってバクテリアによって達成される窒素固定の恩恵を受け、植物が死ぬとそれらは土壌に腐敗し、窒素を含み他の植物が使用できる化合物を放出します。 言い換えれば、植物は元に戻ると、古い植物が枯れるにつれて永続するシステムをセットアップして、若い植物のために場所を空け、故障したときに肥料を共有することができます。

一部の植物は、共生窒素固定として知られていることに関与しています。 これは、植物が植物の上または中に生息する細菌と共生関係にある場合に発生します。 豆やエンドウなどのマメ科植物の一部は、共生窒素固定で有名であり、これらの植物は、それを参照して「窒素固定剤」と呼ばれることがよくあります。 それらは、土壌が硝酸塩と他の有用な化合物の供給を再建するのを助けるために、過剰利用から回復している土壌に植えられるかもしれません。 庭師は、植物が定着するのを助けるために、貧しい土壌への窒素固定を刺激するように設計された化合物を適用することもできます。

工業的には、窒素固定は通常、肥料、爆発物、およびその他の製品で使用される化合物を作るために、高温高圧で行われます。 工業的に窒素製品を製造する能力は、農業から鉱業まで、多くの人間の努力の成功にとって重要です。 窒素固定は、雷や燃焼などの自然過程の結果としても発生しますが、自然界における窒素固定の大部分は、シアノバクテリアなどの微生物の結果であり、真菌などのさまざまな植物や有機体の中、またはその近くに住んでいます。