नायट्रोजन हे एक निष्क्रिय मूलद्रव्य आहे. जे वातावरणात नायट्रोजन अमोनियम, नायट्रेट, नायट्राइट्स आणि मुक्त नायट्रोजन वायू अशा विविध रूपांत आढळते. प्रत्येक सजीवात नायट्रोजनचे प्रमाण ५ टक्के, तर ऑक्सिजनचे प्रमाण ६३ टक्के असते. पृथ्वीच्या वातावरणात नायट्रोजन (नत्र) वायूचे प्रमाण ७८ टक्के असते तर ऑक्सिजनचे प्रमाण २१ टक्के असते. सजीव प्राणी व वनस्पतींत ऑक्सिजनच्या चयापचयासाठी एक स्वतंत्र जैविक यंत्रणा असते. पण नायट्रोजन, जो जनुकांचा व प्रथिनांचा अविभाज्य घटक असतो, त्याच्यासाठी जीवसृष्टीला जिवाणूंवरच अवलंबून राहावे लागते. आसपास मुबलक प्रमाणात मुक्त नायट्रोजन वायू असतो, मात्र प्राणी व वनस्पती नायट्रोजनच्या स्थिरीकरणाला लागणाऱ्या जैविक यंत्रणेअभावी त्याचा ऑक्सिजनसारखा सहजपणे वापर करू शकत नाहीत. निसर्गातील जैविक व अजैविक प्रक्रियेत नायट्रोजनचा वापर व त्याचे वातावरणात होणारे उत्सर्जन याला नायट्रोजन चक्र म्हणतात. नायट्रोजन चक्रात चार रासायनिक क्रिया महत्त्वपूर्ण ठरतात. पहिली नायट्रोजन स्थिरीकरणाची, दुसरी नायट्रीकरणाची, तिसरी विनायट्रीकरणाची आणि चौथी अमोनीकरणाची. या चारही क्रिया एकाच चक्रात गुंफलेल्या असतात. या नायट्रोजन चक्रात नायट्रोजनचे स्थिरीकरण ही एक महत्त्वाची पायरी आहे. द्विदल वनस्पतींत रायझोबियम नावाच्या जिवाणूच्या सहाय्याने तसेच इतर वनस्पतींत मुक्त अवयूजीवी जिवाणू अ‍ॅझेटोबॅक्टर या जिवाणूच्या सहाय्याने आणि एकपेशीय प्रकाशसंश्लेषी सायानोबॅक्टेरिया या जिवाणूंमार्फत वातावरणातील नायट्रोजन वायूचे रूपांतर अमोनियात करून तो झाडाच्या मुळाशी स्थिर केला जातो. वातावरणात अतीनील किरणे व कडाडणाऱ्या विजेमुळेदेखील नायट्रोजनचे अमोनियामध्ये रूपांतर होते. यालाच नायट्रोजनचे स्थिरीकरण म्हणतात. मातीतील नायट्रोसोमोनास आणि नायट्रोबॅक्टर हे जिवाणू नायट्रिफिकेशन प्रक्रियेद्वारे अमोनियाचे रूपांतर नायट्राइट्स आणि नंतर नायट्रेट्समध्ये करतात. झाडे मातीत तयार झालेली नायट्रेट्स पाण्यात विरघळलेल्या स्वरूपात मुळावाटे वापरतात. सुडोमोनास व पॅराकोकस यांसारखे डी-नायट्रीफाइंग जिवाणू चिखलात ऑक्सिजनच्या अनुपस्थितीत नायट्रेटचे परत नायट्रोजन वायूत रूपांतर करतात व नायट्रोजन वायू वातावरणात टाकला जातो. ज्याला विनायट्रीकरण म्हणतात. मरणोपरांत प्राणी आणि वनस्पती यांच्या अवशेषातील उत्सर्जित प्रथिनांपासून काही विघटनकारी सूक्ष्मजीव अमोनिया तयार करतात. हा अमोनिया काही सूक्ष्मजीव पुन्हा चक्राकार पद्धतीने वापरतात. याला अमोनीकरण असे म्हणतात. मानवी हस्तक्षेपामुळे नैसर्गिक चक्रात व्यत्यय निर्माण झाले आहेत. त्यात नायट्रोजन चक्राचाही समावेश आहे. रासायनिक खतांच्या आणि कीटकनाशकांच्या बेसुमार वापरामुळे मातीतील नायट्रोजन चक्रात सहभागी होणारे जिवाणू नष्ट होत आहेत. मानवी क्रियामुळे वातावरणात नायट्रस ऑक्साइडचे प्रमाण वाढत असून पाण्यातील वाढती नायट्रोजनयुक्त रसायने नायट्रोजनचा नैसर्गिक समतोल बिघडवत आहेत. - डॉ. जयश्री सैनिस मराठी विज्ञान परिषद ईमेल : office@mavipa.org संकेतस्थळ : www.mavipa.org
