Chu trình Nitơ là quá trình Nitơ bị biến đổi qua lại giữa các dạng hợp chất hóa học của nó, được tiến hành ở hai quá trình sinh học và phi sinh học. Trong bài viết kỳ này, Biogency sẽ giúp Quý bạn đọc hiểu rõ hơn về chu trình Nitơ, các giai đoạn của chu trình và ứng dụng của chu trình này trong xử lý nước thải.
Các nội dung chính
Tìm hiểu chu trình Nitơ và các chức năng sinh thái của Nitơ?
Chu trình Nitơ là gì?
Chu trình Nitơ là chuỗi quá trình mà Nitơ (N2) sẽ bị chuyển hóa qua lại giữa Nitơ vô cơ (N2) với Nitơ hữu cơ (NH3+, NH4+). Ngoài ra, chu trình này còn là sự chuyển hóa của Nitơ với môi trường.
Chức năng sinh thái
Nitơ là chất quan trọng, thiết yếu cho nhiều quá trình và là chất chủ yếu của các dạng thể sống và tế bào, chiếm tới 78% thành phần chính của khí quyển. Nó là thành phần chính có trong tất cả Amino axit, cũng như liên kết với protein và chất cấu thành nên các loại Axit Nucleic, như ADN và RNA.
Đối môi trường trên cạn:
- Trong thực vật, hầu hết Nitơ được tồn tại ở dạng trong các phân tử chlorophyll, là chất đóng vai trò thiết yếu cho quá trình quang hợp, cũng như sự phát triển về sau của chúng. Mặc dù Nitơ trong khí quyển Trái Đất là một nguồn lớn, phong phú.
- Đối với quá trình hóa học, hoặc quá trình cố định Nitơ tự nhiên là rất cần thiết để chuyển đổi Nitơ dạng khí thành các dạng mà sinh vật có thể sử dụng được. Đồng thời, quá trình này giúp nitơ trở thành một thành phần quan trọng góp mặt trong quá trình sản xuất ra thức ăn. Sự phong phú, dồi dào hay khan hiếm lượng Nitơ ở dạng đã được cố định này, giúp bà con dễ nhận biết được lượng thức ăn (phân bón, chất dinh dưỡng) nhiều hay ít để bổ sung hay cắt giảm để ổn định sự phát triển của một mảnh đất.
Đối với môi trường nước:
Nitơ trong môi trường nước đóng vai trò quan trọng nhất để thúc đẩy sự phát triển của tảo. Tuy nhiên, nếu hàm lượng nitơ trong ao quá lớn có thể phân hủy và tạo ra khí độc NH3 và NO2 (Amoniac, Nitrit) gây hại cho nhóm thủy sản (tôm, cá). Mức độ gây hại của hai loại khí này cao dù ở nồng độ thấp.
Chu trình nitơ trong môi trường đất
Mặc dù môi trường sống của sinh vật trên cạn và dưới nước khác nhau hoàn toàn nhưng chu trình nitơ trong đất và nước bản chất đều giống nhau, cụ thể của chu trình như sau:
- Nitơ trong đất tồn tại chủ yếu ở các hợp chất hữu cơ của xác động vật để lại, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng. Tuy nhiên, rễ cây chỉ hút được nitơ ở hai dạng là NH4+và NO3-, do đó để có thể cung cấp nitơ cho cây dễ dàng hơn thì cần phải thực hiện chu trình nitơ trong đất. Tại đây, chuyển hóa các dạng nitơ thành NH4+ và NO3- để rễ cây có thể hấp thụ nitơ được một cách tốt nhất.
- Lúc này, chu trình nitơ trong đất sẽ diễn ra khi các vi khuẩn amon hóa trong đất chuyển hóa nitơ trong hợp chất hữu cơ thành dạng NH4+ để cây dễ hấp thụ. Khi mà lượng NH4+ tồn dư trong đất ở môi trường hiếu khí đồng thời có sự xuất hiện của vi khuẩn nitrat hóa thì sẽ chuyển hóa NH4+ thành NO3–, việc này cực kỳ hữu ích cho sự phát triển của cây cối. Tuy nhiên, để có thể duy trì được chu trình nitơ trong đất thì bà con cần phải giữ cho đất thông thoáng.
Chu trình nitơ trong nước ao nuôi
Sơ đồ chu trình nitơ trong nước ao nuôi diễn ra qua 3 giai đoạn chính cũng giống với chu trình nitơ diễn ra trong quá trình xử lý nước thải. Dưới đây là các giai đoạn của chu trình nitơ diễn ra trong ao nuôi:
Xem thêm chu trình nitơ trong xử lý nước thải tại đây
Giai đoạn 1: Chuyển hóa từ dạng NH3 sang NO2
Chu trình nitơ trong ao nuôi thủy sản sẽ bắt đầu diễn ra khi mà các chất thải bị phân hủy thành khí NH3. Khi lượng NH3 trong ao tăng quá cao, vượt ngưỡng chịu đựng của cây thủy sinh sẽ xuất hiện vi sinh Nitrosomonas (vi sinh hiếu khí). Tại những nơi có nhiều khí oxi, chúng ăn NH3 rồi nhả ra khí NO2 trong môi trường ao nuôi.
Giai đoạn 2: Chuyển hóa từ NO2 sang NO3
Khi NO2 xuất hiện kéo theo đó là sự sinh sôi, phát triển của vi sinh Nitrospira (vi sinh yếm khí) ở môi trường yếm khí (có hàm lượng oxy thấp). Lúc này chúng sẽ nạp NO2 và thải ra NO3, đồng thời lượng NO3 cũng sẽ bị cây thủy sinh hấp thụ một phần để trình hiện quá trình sinh trưởng và phát triển.
Khác với NH3 và NO2, NO3 không gây độc cho tôm cá, luôn có mức độ nguy hiểm từ thấp đến trung bình. Tuy nhiên khi đạt đến nồng độ cao cũng có nguy cơ gây độc cho thủy sản. Do đó, bà con cần điều chỉnh và luôn giữ NO3 ở mức độ an toàn hoặc chuyển đổi thành khí N2 (vô hại cho tôm nuôi).
Giai đoạn 3: Khử NO3 thành N2
Đây là giai đoạn cuối của chu trình nitơ trong nước diễn ra ở ao nuôi. Quá trình này được thực hiện khi có sự xuất hiện của vi sinh yếm khí Anaerobic và xảy ra quá trình chuyển đổi NO3 thành khí N2.
Chu trình nitơ trong nước có sự xuất hiện càng nhiều các vi sinh có lợi đủ để loại bỏ NH3, cải thiện môi trường ao nuôi thủy sản một cách tốt nhất.
Biện pháp duy trì chu trình nitơ trong nước ao nuôi
- Vệ sinh các dụng cụ lọc bằng chính nước ao nuôi, tuyệt đối không sử dụng nước có chứa Clo để tránh gây chết các vi sinh có lợi.
- Chỉ nên thay nước một phần, không nên thay nước hoàn toàn để tránh phá vỡ môi trường sinh thái của vi sinh vật có lợi. Nếu trường hợp buộc phải thay nước hơn 50% thì cần khử Clo trước có trong nước cấp.
- Trong trường hợp nồng độ NH3 và NO2 tăng quá cao thì cần thay 30% nước mỗi ngày cho khi các hàm lượng giảm xuống 2ppm hoặc 0 ppm.
Mong rằng bài viết của Biogency sẽ giúp bạn nắm rõ chu trình Nitơ và biết các ứng dụng chu trình cho việc nuôi trồng thủy sản. Liên hệ chúng tôi qua HOTLINE: 0909 538 514 để được hỗ trợ và tư vấn các giải pháp xử lý nước thải và hỗ trợ giải đáp, đặt mua các sản phẩm vi sinh cho thủy sản và môi trường.
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
