Amonifikacija yra svarbus azoto ciklo, natūralaus ciklo, kurio metu gyvieji organizmai aprūpina Žemę šiuo esminiu elementu, etapas. Jį vykdo įvairūs dirvožemyje ir vandenyje randami mikroorganizmai, kurie skaido baltymus ir aminorūgštis negyvose augalinėse ir gyvūninėse medžiagose bei išmatose, išskirdami amoniaką, kuris dažniausiai pasilieka dirvožemyje ar vandenyje amonio jonų pavidalu. . Tada kitos mikroorganizmų grupės paverčia tai nitratais, kuriuos augalai gali pasisavinti, palaikydami ciklą. Todėl amonifikacija yra būtina visai planetos augalų ir gyvūnų gyvybei. Žemės ūkyje ir sodininkystėje komposto ir mėšlo įdėjimas į dirvą suteikia papildomą azoto šaltinį amonifikacijai.
Azoto ciklas
Azotas yra būtinas visoms gyvybės formoms, nes jis reikalingas aminorūgštims, baltymams ir DNR; tačiau, nors atmosferoje jo yra daug, dauguma organizmų jo negali tiesiogiai absorbuoti elementine forma. Tam tikros dirvožemio bakterijų rūšys gali sugauti atmosferos azotą (procesas, vadinamas azoto fiksavimu) ir sujungti jį su vandeniliu, kad susidarytų amoniakas, kurį nitrifikuojančios bakterijos oksiduoja į nitritus, o vėliau į nitratus. Šią elemento formą augalai gali pasisavinti ir paversti aminorūgštimis, kurios susijungusios sudaro baltymus. Šie junginiai grįžta į dirvą, kai miršta augalai ar juos valgantys gyvūnai, taip pat per gyvulines atliekas, tačiau dauguma organizmų negali jų pasisavinti ir apdoroti: pirmiausia jie turi būti suskaidyti į tinkamą formą.
Amonifikacija yra procesas, kurį atlieka įvairūs mikroorganizmai, kuris skaido baltymus, aminorūgštis ir kitus azoto turinčius junginius negyvose ir atliekose organinėse medžiagose, kad susidarytų amoniakas. Baltymai pirmiausia suskaidomi į aminorūgštis, kurios yra junginiai, kuriuose yra aminų (NH2) grupės, bakterijų, naudojant fermentus, žinomus kaip proteazės. Aminorūgštys ir kiti junginiai su aminų grupėmis, tokie kaip nukleino rūgštys ir karbamidas, yra suskaidomi mikroorganizmų, žinomų kaip amonifikuojančios bakterijos, išskirdami amoniaką (NH3). Tai ištirpsta vandenyje ir dažniausiai susidaro amonio (NH4+) jonai, jungdamiesi su vandenilio (H+) jonais, kurių daugumoje dirvožemių. Šis amonis yra oksiduojamas iki nitritų ir nitratų nitrifikuojančių bakterijų, taip pat kaip azotas, kuris buvo „fiksuotas“ iš atmosferos.
Azoto praradimas iš dirvožemio
Nors idealiomis aplinkybėmis azotas dirvožemyje yra perdirbamas, kartais jo gali netekti. Amoniako metu išsiskiriantis amoniakas paprastai paverčiamas NH4+, kuris linkęs likti dirvožemyje, kur jis vėl apvalomas, kaip aprašyta aukščiau. Tačiau šarminiuose dirvožemiuose H+ jonų nėra, o amoniakas, kuris yra dujos, gali nutekėti, todėl prarandamas azotas. Dažnesnė azoto netekimo priežastis yra nitratų, kurie labai tirpsta, išplovimas vandeniu. Jei kuris nors iš šių procesų vyksta greičiau nei fiksacija, gali būti bendras elemento praradimas, todėl augalas blogai auga.
Prarasto azoto pakeitimas
Yra du pagrindiniai būdai, kuriais prarastą azotą galima pakeisti žemės ūkio paskirties žemėje ir soduose. Nitratinės trąšos suteikia elementą tirpioje, tiesiogiai naudojamoje formoje ir dažniausiai naudojamos ūkiuose. Pūdančios organinės medžiagos, tokios kaip kompostas ir mėšlas, suteikia elementą mikroorganizmams amonifikuojant azoto junginius. Trąšos gali duoti greitesnius rezultatus, tačiau kartais nitratai gali būti nuplauti prieš juos pasisavinant augalams. Kompostas ir mėšlas turi pranašumą, kad naudojamas azotas išsiskiria lėčiau, tačiau mėšlui paskleidus žemės ūkio paskirties žemėje gali kilti problemų dėl kvapo aplinkiniams gyventojams.
Problemos, kylančios dėl azoto pertekliaus
Dėl žemės ūkio praktikos į aplinką gali patekti per daug turimo azoto. Pavyzdžiui, nitratai, išplauti iš žemės ūkio paskirties žemės į upelius ir ežerus, gali sukelti pernelyg didelį dumblių ir kitų mikroorganizmų augimą – reiškinį, vadinamą eutrofikacija. Jei šie junginiai pateks į geriamąjį vandenį, jie gali sukelti sveikatos problemų. Šios problemos dažniausiai kyla dėl per didelio nitratinių trąšų naudojimo, tačiau jos gali kilti ir dėl mėšlo amonifikacijos ir vėlesnio nitrifikacijos. Naudojant per daug organinių atliekų, tokių kaip mėšlas, taip pat gali susikaupti amoniako iki toksiško augalams lygio, kai amoniakacija gamina daugiau šio junginio, nei gali susidoroti nitrifikuojančios bakterijos.