Nyckelskillnaden mellan kvävets kretslopp och kolets kretslopp är att kvävets kretslopp beskriver omvandlingen av kväve till flera kemiska former och cirkulationen mellan atmosfären, terrestra och marina ekosystem medan kolets kretslopp beskriver rörelsen av kol och dess flera kemiska former mellan atmosfären, haven, biosfären och geosfären.
I ett ekosystem är biokemiska kretslopp viktiga för att upprätthålla den naturliga balansen. Därför kan vi för många element i ett ekosystem rita en cykel som sammanfattar elementets rörelse genom de olika komponenterna i ekosystemet. I cykeln omvandlas grundämnen till komplexa molekyler och bryts senare ner i sönderfall till enklare molekyler. Alla cykler har en större reservoarpool, vilket vanligtvis är abiotiskt. Kvävets kretslopp, kolets kretslopp, fosfors kretslopp och hydrologiska kretslopp är några av de viktiga biokemiska kretsloppen i naturen. Därför är det viktigt att förstå materiens kretslopp och upprätthålla effektiv cykling för att rädda miljön från föroreningar.
Vad är kvävecykeln?
Kvävets kretslopp är en av de viktigaste geokemiska kretsloppen som förekommer i naturen. Den förklarar cirkulationen av olika kemiska former av kväve genom atmosfären, terrestra och marina ekosystem. Den huvudsakliga kvävereservoaren är atmosfären. Den har cirka 78 % kvävgas, men den kan inte användas av många organismer. Så kväve bör omvandlas till former som kan användas av växter. Denna process kallas kvävefixering.
Dessutom sker kvävefixering på flera sätt. En metod är biologisk fixering. Symbiotiska bakterier som Rhizobium som lever i baljväxternas rotknölar kan fixera atmosfäriskt kväve. Det finns också några frilevande bakterier som Azotobacter som kan fixera kväve. En annan metod för kvävefixering är den industriella kvävefixeringen. Genom Heber-processen kan kvävgas omvandlas till ammoniak som används för att tillverka gödningsmedel och sprängämnen. Förutom detta omvandlas naturligt kväve till nitrat när blixten slår ned.
Figur 01: Kvävecykel
De flesta växter är beroende av tillförsel av nitrat från jorden för sitt kvävebehov. Djur är beroende av växter direkt eller indirekt för att få sin kvävetillförsel. När växten och djuren dör återgår deras kväveh altiga föreningar som proteiner till nitrater av saprotrofa bakterier och svampar. Det sker genom en serie oxidationsreaktioner där protein omvandlas till aminosyror och efteråt aminosyror omvandlas till ammoniak. Följaktligen är processen "nitrifiering", och Nitrosomonas och Nitrobacter är två bakterier som deltar i detta. Nitrifikation kan vändas av denitrifikationsbakterier. De reducerar nitrat i jorden till kvävgas och släpps ut i atmosfären.
Vad är kolcykel?
Kolcykeln är en annan geokemisk cykel som skildrar omvandlingen av olika kolkemiska former och cirkulationen av dem genom atmosfären, hydrosfären, biosfären och geosfären. Den huvudsakliga kolkällan för levande organismer är koldioxid som finns i atmosfären eller löst i ytvattnet. Fotosyntetiska växter, alger och blågröna bakterier kan omvandla koldioxid till kolföreningar som kolhydrater. Kolhydrater blir byggstenarna för de flesta andra organiska föreningar de behöver, för sina strukturer och funktioner.
Djur får kol från växterna direkt eller indirekt. Den koldioxid som absorberas av växterna för fotosyntes uppvägs av andningen hos både växter och djur. Därför är fotosyntes och andning de viktigaste mekanismerna som gör att den naturliga balansen i kolcykeln upprätthålls.
Figur 02: Kolcykel
På samma sätt lagras en del av den fixerade koldioxiden genom fotosyntes i levande organismers kroppar. Efteråt, när de dör, återvänder dessa kol till marken och vattendragen. När dessa döda ämnen ackumuleras under en längre tid i jorden omvandlas de till fossila bränslen. Koldioxiden återvänder till atmosfären när människor förbränner fossilt bränsle. På så sätt cirkulerar kolföreningarna genom olika sfärer.
Vilka är likheterna mellan kvävecykeln och kolcykeln?
- Både kvävets kretslopp och kolets kretslopp är viktiga biogeokemiska kretslopp.
- De illustrerar hur flera kemiska former av varje grundämne cirkulerar i miljön.
- Båda cyklerna gör dessa element tillgängliga för växter och djur.
- Atmosfäriska gaser ingår i båda cyklerna.
- Inte bara det, båda cyklerna startar och slutar med atmosfärisk gas.
- Och även föreningar cirkulerar genom jorden i båda cyklerna.
- Mikroorganismer uppfyller en större del av varje cykel.
Vad är skillnaden mellan kvävecykel och kolcykel?
Kvävets kretslopp visar kretsloppet av olika kemiska former av kväve i miljön medan kolets kretslopp visar kretsloppet av kol. Därför är detta nyckelskillnaden mellan kvävecykel och kolcykel. Reservoaren för kvävekretsloppet är atmosfärisk kvävgas medan det för kol är koldioxidgas. Därför är det också en skillnad mellan kvävecykel och kolcykel. Dessutom är kvävereservoar mycket större jämfört med en kolreservoar.
Dessutom är ytterligare en skillnad mellan kvävets kretslopp och kolets kretslopp att en störning i kolets kretslopp kan påverkas mycket mer av människor och djur snabbt jämfört med en störning i kvävets kretslopp.
Infografiken nedan om skillnaden mellan kvävekretslopp och kolcykel visar fler skillnader mellan båda.
Sammanfattning – Kvävecykel vs kolcykel
Kvävets kretslopp och kolets kretslopp är två viktiga näringskretslopp som förekommer i naturen. Kvävets kretslopp visar cirkulationen av olika former av kväve genom naturen. Å andra sidan visar kolcykeln cirkulationen av olika former av kol genom naturen. Således är det nyckelskillnaden mellan kvävecykel och kolcykel. Vidare sker kvävecykeln via kvävefixering, nitrifikation, nitratassimilering, ammonifiering, denitrifikation medan kolcykeln sker via fotosyntes, andning, förbränning, sönderdelning, etc. Mikroorganismerna involverar också i båda cyklerna. Dessutom startar kvävecykeln med kvävefixering medan kolcykeln startar med fotosyntes. Detta är sammanfattningen av skillnaden mellan kvävekretslopp och kolcykel.
