[산림생물학] 질소순환
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![[산림생물학] 질소순환-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/536/535321-0005.gif)
분야
docx- 1. 서론
- 2. 조사결과
- 1. Atmospheric nitrogen – N2, NH3, and some nitrate and ammonium ions(NO3-, NH4+)
- 1.1 Biological fixation (N2→NH3→NO3)
- 1.1.1 Organisms living in the roots or on the leaves of plants(공생공중질소고정)
- 1.1.2 Free living organism(비공생공중질소고정)
- 1-2 Atmospheric fixation (lightning and photochemical fixation)
- 1.3 Uptake of atmospheric NH3 by plants
- 1.4 Industrial fixation and soil adsorption of atmospheric NH3
- **.Volcanism
- 2. Nitrate nitrogen in soil or water - NO3-
- 2.1 Deniindustrial fixation and combustion
- 2.2 Denitrification
- 3. Nitrogen in Plants
- 4. Nitrogen in grasing trophic webs
- 5. Nitrogen in detritus trophic webs
- 6. Nitrogen in organic sendiments (유기체 퇴적물)
- 6.1 combustion of fossil fuels and industrial emissions
- 7. Ammonia or ammonium nitrogen in soil or water (NH3-, NH4+)
- 7.1 Nitrate bacteria (NH4+ -> NO2-)
- 7.1.1 (=2.2.2.1) Nitrate bacteria (NO2- NO3-).
->탈질작용이란 질산태 질소(NO3-)가 토양에 산소공급이 부족할 때 환원되어 N2가스 혹은 NOx화합물로 되어 대기권으로 돌아가는 과정을 말한다. 하지만 그림 5-10의 탈질작용에서는 대기중으로 환원되는 질소 외에 탈질소세균(Denitrifying bacteria)으로 인해 질산태이온(NH3)에서 암모니아(NH3)와 아질산이온(NO2-)으로 환원되는 과정을 화살표로 나타내었다. (각각 과정 2.2.1, 2.2.2)
(탈질작용에 관해서 질산태 이온이 탈질소박테리아에 의해 암모니아로 환원되는 기작에 대해서는 처음 접하는 내용이다. 이에 대해선 정보를 찾을 수 없었다. )
3. Nitrogen in Plants
->식물은 질소를 질산염이나 암모늄염 형태로 흡수하여 아미노산을 합성한다. (아미노산의 핵심요소가 질소.) 보통 질산염을 흡수하여 질소 동화에 이용하나 콩과식물, 느릅나무과 등의 식물들은 뿌리에 뿌리혹세균과 공생하여 대기 중의 질소분자를 암모늄염으로 환원시킨다. 식물은 바로 암모늄을 글루탐산에 붙여서 글루타민을 합성한다.
질산염 첨가와 식물의 반응에 대한 실험이 있다. 질산염을 환원하기 위해 중간에 두 반응이 있다.
첫 번째 반응에 NR(질산염 환원효소)이라는 효소가 관여한다. 질산염을 첨가하면 NR의 발현량이 증가한다. 간단히 말하면 동화가능한 질소의 양이 증가할수록 더 많은 질소가 동화되는 것이다.
(더 많은 아미노산이 합성되며 더 많은 단백질이 합성된다.)
4. Nitrogen in grasing trophic webs
->동물은 일반적으로 무기질소 화합물의 동화능력이 취약하고, 식물 등이 합성한 아미노산 등의 유기질소 화합물을 식료(食料)로서 섭취하여 체단백질 등으로 재합성한다. 이들 생물체의 유기질소 화합물은 대사하여 동물은 암모니아, 요소, 요산의 형태로 배출하고, 또한 사체가 되어 토양이나 수중에서 분해되어 암모니아가 된다. 암모니아는 아질산균이나 질산균 등의 어떤 질화세균의 작용에 의해 호기적 조건하에서는 빠르게 아질산, 질산으로 산화한다. 아질산균 내에는 아산화질소를 방출하는 것도 있는 것으로 추상하고 있다.
5. Nitrogen in detritus trophic webs
->식물이나 동물이 죽었을 경우, 미생물 등의 분해자에 의해 그 사체에 있던 유기질 질소분자는 질소가스와 암모늄으로 분해된다. 생물에 의해 합성되었던 유기물이 다시 무기물로 돌아오는 과정이다. 이 과정을 암모늄 작용이라고 한다.
6. Nitrogen in organic sendiments (유기체 퇴적물)
->식물, 동물, 분해자 등이 죽어서 유기체가 되어, 퇴적층으로 쌓여가는 과정이다. 자연스럽게 유기물질로 변하여, 화석연료로 형성되는 중간 단계이다.
6.1 combustion of fossil fuels and industrial emissions
->화석연료는 석탄이나 석유등의 자원을 이용하여 에너지를 얻은 것을 말하며 동식물의 유해의 오랜 시간의 퇴적의 결과로 얻어진다. 오랜 시간에 걸쳐서 화석화 하면서 그 속에는 질소가 포함되어 있다.. 이러한 질소가 화석연료를 사용할 시 대기 중으로 방출되게 된다.
7. Ammonia or ammonium nitrogen in soil or water (NH3-, NH4+)
->토양이나 물에 있는 암모니아(NH3)와 암모니아태질소(NH4염의 질소)
7.1 Nitrate bacteria (NH4+ -> NO2-)
->유기질 질소와 산업적 고정으로 토양에 생긴 암모늄 이온이 질산태 이온으로 산화되는 과정이다. 이 과정을 질산과 과정이라 한다. 처음에는 NH4+이온이 NO2-이온으로 변하는데 Nitrosomonas박테리아가 관여한다.
7.1.1 (=2.2.2.1) Nitrate bacteria (NO2- NO3-)
->위의 과정에서 더 나아가 두 번째 단계를 나타낸다. 이 단계에서는 NH4+이온이 NO3-이온으로 변하는데 이 때는 Nitrobactor 박테리아가 담당한다. 산림토양의 경우 질산화 작용이 거의 일어나지 않는다. (토양의 산성화로 인해) 이 경우 식물은 균근의 도움을 받아 암모늄 이온의 형태로 직접 질소를 흡수한다.
- 진현오 외 4명, 『삼림토양학』, 향문사, 2006, pp. 161~166.
- Jones 1970, 1976; Jones et al. 1974
- 이경준, 『수목생리학』, 서울대학교출판부, 2009, pp. 131~152
