ଯବକ୍ଷାରଜାନ ବିବନ୍ଧନ

ଯବକ୍ଷାରଜାନ ବିବନ୍ଧନ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ବାୟୁମଣ୍ଡଳସ୍ଥ ଯବକ୍ଷାରଜାନ, ଆମୋନିଆ ତଥା ଅନ୍ଯାନ୍ଯ ଯୌଗିକରେ ପରିଣତ କରାଯାଇ ମାଟିରେ ମିଶାଯାଏ । ବାୟୁମଣ୍ଡଳସ୍ଥ ଯବକ୍ଷାରଜାନ ସାଧାରଣତଃ ଦ୍ୱି-ଯବକ୍ଷାରଜାନ, ଏକ ପ୍ରାୟଃ-ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଅଣୁ ଏବଂ କେତେକ ଅଣୁଜୀବ ଛଡ଼ା ଅଧିକାଂଶ ଜୀବଙ୍କର ଚୟାପଚୟରେ ବ୍ଯବହାର ହେଉନଥିବା ଅଦରକାରୀ ପଦାର୍ଥ ।^[୧] ଜୈବ-ଯବକ୍ଷାରଜାନ ବିବନ୍ଧନରେ ରାଇଜୋବୀୟ ଭଳି କେତେକ ଅଣୁଜୀବ ଯବକ୍ଷାରଜାନକୁ ଆମୋନିଆରେ ପରିଣତ କରିଥାନ୍ତି ଫଳରେ ଏହା ଅନ୍ୟ ଜୀବମାନଙ୍କ ମେଟାବୋଲିଜିମରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥାଏ ।

ବିବନ୍ଧିତ ଯବକ୍ଷାରଜାନ ଜୀବନ ପାଇଁ ଅତି ଆବଶ୍ୟକ କାରଣ ଜୀବନ ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକୀୟ ନ୍ଯଷ୍ଟିଅମ୍ଳ, ଆମିନୋ-ଅମ୍ଳ ଆଦି ବିଭିନ୍ନ ଜୈବାଣୁ ଜୈବ-ସଂଶ୍ଳେଷଣରେ ଅଜୈବିକ ଯବକ୍ଷାରୀୟ ଯୌଗିକ ଆବଶ୍ୟକ । କୃଷି ଓ ସାର ପ୍ରସ୍ତୁତରେ ଯବକ୍ଷାରଜାନ-ଚକ୍ର ଏକ ଅଂଶ ହୋଇଥିବା ହେତୁ ଏହା ଅତି ଆବଶ୍ୟକ । ଏହା ମଧ୍ଯ ପରୋକ୍ଷରେ ସମସ୍ତ ଯବକ୍ଷାରଜାନ ଆଧାରିତ ବିସ୍ଫୋରକ, ଔଷଧ ତଥା ରଙ୍ଗ ତିଆରି ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ରାସାୟନିକ ଯୌଗିକ ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ । ଯବକ୍ଷାରଜାନ ବିବନ୍ଧନ ଆଜୋଟୋବ୍ଯାକ୍ଟର୍, ଆର୍କିଆ ଭଳି ମାଟିରେ ପ୍ରାକୃତିକ ଭାବେ ଥିବା ଦ୍ୱିଆଜୋଭୋଜୀମାନଙ୍କଦ୍ୱାରା ହୋଇଥାଏ । କେତେକ ଯବକ୍ଷାରଜାନ ବିବନ୍ଧନ ବ୍ୟାକ୍ଟେରିଆର ଉଦ୍ଭିଦମାନଙ୍କ ସହ (ବିଶେଷ କରି ଡାଲିଜାତୀୟ ଉଦ୍ଭିଦମାନଙ୍କ ସହ) ସହଜୀବୀତା ସମ୍ବନ୍ଧ ସ୍ଥାପିତ ହୋଇଥାଏ ।^[୨] କିଛି ଉଇ ଓ କବକ ମଧ୍ଯରେ ମଧ୍ଯ ବିବନ୍ଧନ ହୋଇଥାଏ ।^[୩] ବିବନ୍ଧନ ପ୍ରାକୃତିକ ଭାବେ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ବିଜୁଳିଦ୍ୱାରା NO_x ତିଆରି ହୋଇଥାଏ ।^[୪]^[୫]

ସମସ୍ତ ଜୈବିକ-ଯବକ୍ଷାରଜାନ-ବିବନ୍ଧନ ନାଇଟ୍ରୋଜେନେଜ ଦ୍ୱାରା ସମ୍ଭବ ।^[୬] ଏହି ଏନଜାଇମରେ ସାଧାରଣତଃ ଲୌହ ସହ ମୋଲିବଡେନମ ଅବା ଭାନାଡିଅମକୁ ରହିଥାଏ ।

ବିବନ୍ଧନ

ଅଜୈବ-ବିବନ୍ଧନ

ବିଜୁଳିଦ୍ୱାରା ବାୟୁମଣ୍ଡଳସ୍ଥ ଯବକ୍ଷାରଜାନ ଓ ଅମ୍ଳଜାନ, ଯବକ୍ଷାରଜାନ ଅକ୍ସାଇଡରେ ପରିଣତ ହୁଏ । ଯବକ୍ଷାରଜାନ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଜଳ ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ନାଇଟ୍ରୋସାମ୍ଳ ବା ନାଇଟ୍ରିକାମ୍ଳ ତିଆରି କରିପାରେ, ଯାହା ମାଟିରେ ମିଶି ନାଇଟ୍ରେଟରେ ପରିଣତ ହୁଏ। ନାଇଟ୍ରେଟ ପରେ ଗଛର କାମରେ ଲାଗେ। ବାୟୁମଣ୍ଡଳସ୍ଥ ଯବକ୍ଷାରଜାନ ଅଣୁ (NO₃^-), ଏହାର ପରମାଣୁ ମଧ୍ଯରେ ଥିବା ତ୍ରିବନ୍ଧ ଯୋଗୁଁ ପ୍ରାୟଃ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଅଟେ।^[୭] ଏହି ତ୍ରିବନ୍ଧକୁ ଭାଙ୍ଗିବା ପାଇଁ ବିଜୁଳିରୁ ଆବଶ୍ୟକ ଶକ୍ତି ମିଳିଥାଏ, ଯାହା ଯବକ୍ଷାରଜାନ ପରମାଣୁକୁ ଅମ୍ଳଜାନ ଅଣୁ ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ଯବକ୍ଷାରଜାନ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ତିଆରିବା ପାଇଁ ସୁଯୋଗ ଦିଏ ।^[୮] ଏହା ଜଳ ସହ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ନାଇଟ୍ରିକାମ୍ଳ (HNO₃) ବା ଏହାର ଆୟନ୍ ନାଇଟ୍ରେଟ ଗଠନ କରେ। ଉଦ୍ଭିଦମାନେ ଏହି ନାଇଟ୍ରେଟକୁ ଗ୍ରହଣ କରିପାରନ୍ତି ।^[୯]

ଜୈବ-ବିବନ୍ଧନ

ଜର୍ମାନ କୃଷିବିଜ୍ଞାନୀ ହର୍ମାନ୍ ହେଲ୍ରିଗଲ୍ଲ^[୧୦] ଓଲନ୍ଦାଜ ଅଣୁଜୀବବିଜ୍ଞାନୀ ମାର୍ଟିନସ୍ ବେଇଜରିଙ୍କ୍^[୧୧] ଜୈବ-ବିବନ୍ଧନ ଆବିଷ୍କାର କରିଥିଲେ । ବାୟୁମଣ୍ଡଳସ୍ଥ ଯବକ୍ଷାରଜାନ ନାଇଟ୍ରୋଜେନେଜ ଉତ୍ତେଜକଦ୍ୱାରା ଆମୋନିଆରେ ପରିଣତ ହେଲେ ବିବନ୍ଧନ ହୋଇଥାଏ । ଜୈବ-ଯବକ୍ଷାରଜାନ-ବିବନ୍ଧନର ସମୀକରଣ-

${\ce {N2 + 16ATP + 8e- + 8H+ -> 2NH3 +H2 + 16ADP + 16}}$ ${\text{P}}_{i}$

ଏହିପ୍ରକ୍ରିୟା ସାଙ୍ଗକୁ ୧୬ଟି ଏଟିପିଅଣୁର ଜଳୀୟ ବିଘଟନ ହୋଇଥାଏ ଏବଂ ସମ ପରିମାଣର H₂ ଅଣୁ ତିଆରି ହୁଏ ।^[୧୨] N₂ରୁ ଆମୋନିଆ ହେବାର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଏକ ଧାତବପୁଞ୍ଜରେ ହୋଇଥାଏ । ଏହି ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ପ୍ରଥମେ କେତେକ ପ୍ରୋଟନଦାନ ହୋଇଥାଏ, ଯାହାଦ୍ୱାରା ଫେମୋକୋର ସକ୍ରିୟ ପାର୍ଶ୍ୱ N₂ର ବିଜାରଣ କରାଇ ଉଦଜାନ ସଂଯୋଗ କରିଥାଏ ।^[୧୩] ମୁକ୍ତ ଦ୍ୱିଆଜୋଭୋଜୀମାନଙ୍କରେ ନାଇଟ୍ରୋଜେନେଜ-ସୃଷ୍ଟ-ଆମୋନିଆ ଗ୍ଲୁଟାମିନ ସିନ୍ଥେଟେଜ ପଥଦ୍ୱାରା ଏକତ୍ର ହୋଇ ଗ୍ଲୁଟାମେଟରେ ପରିଣତ ହୁଏ । ତାଙ୍କ ପାଖରେ ନିଫଜିନ୍ ରହିଥାଏ ଯାହା ଯବକ୍ଷାରଜାନ ବିବନ୍ଧନ ପାଇଁ ଅତି ଆବଶ୍ୟକ ।^[୧୪]^[୧୫]

ନାଇଟ୍ରୋଜୋନଜଗୁଡ଼ିକ ଅମ୍ଳଜାନଦ୍ୱାରା ଶୀଘ୍ର ଜାରିତ ହୋଇଯାଏ । ତେଣୁ ଅନେକ ବୀଜାଣୁ ଅମ୍ଳଜାନ ଉପସ୍ଥିତିରେ ନାଇଟ୍ରୋଜେନେଜ ଏଞ୍ଜାଇମ ତିଆରିବା ବନ୍ଦ କରିଦିଅନ୍ତି। ଅନେକ ଯବକ୍ଷାରଜାନ ବିବନ୍ଧକ ବୀଜାଣୁ ଅବାୟବ ପରିବେଶରେ ରହିଥାନ୍ତି କିମ୍ବା ଅମ୍ଳଜାନର ଶୀଘ୍ର ଶ୍ୱସନ କରି ଏହାର ସ୍ତର କମାଇ ଦିଅନ୍ତି ।^[୧]

ଆଧାର

↑ ^୧.୦ ^୧.୧ Postgate, J. (1998). Nitrogen Fixation (3rd ed.). Cambridge: Cambridge University Press.
↑ Zahran, HH (December 1999). "Rhizobium-legume symbiosis and nitrogen fixation under severe conditions and in an arid climate". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 63 (4): 968–89, table of contents. doi:10.1128/MMBR.63.4.968-989.1999. PMC 98982. PMID 10585971.
↑ Sapountzis, P (2016). "Potential for Nitrogen Fixation in the Fungus-Growing Termite Symbiosis". Frontiers in Microbiology. 7: 1993. doi:10.3389/fmicb.2016.01993. PMC 5156715. PMID 28018322.{{cite journal}}: CS1 maint: unflagged free DOI (link)
↑ Hill, R. D.; Rinker, R. G.; Wilson, H. Dale (1979). "Atmospheric Nitrogen Fixation by Lightning". J. Atmos. Sci. 37 (1): 179–192. Bibcode:1980JAtS...37..179H. doi:10.1175/1520-0469(1980)037<0179:ANFBL>2.0.CO;2.
↑ Slosson, Edwin (1919). Creative Chemistry. New York, NY: The Century Co. pp. 19–37.
↑ Wagner SC (2011). "Biological Nitrogen Fixation". Nature Education Knowledge. 3 (10): 15. Archived from the original on 13 September 2018. Retrieved 29 January 2019.
↑ Tuck, A. F. (October 1976). "Production of nitrogen oxides by lightning discharges". Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 102 (434): 749–755. Bibcode:1976QJRMS.102..749T. doi:10.1002/qj.49710243404. ISSN 0035-9009.
↑ Hill, R.D. (August 1979). "Atmospheric Nitrogen Fixation by Lightning". Journal of the Atmospheric Sciences. 37: 179–192. Bibcode:1980JAtS...37..179H. doi:10.1175/1520-0469(1980)037<0179:ANFBL>2.0.CO;2. ISSN 1520-0469.
↑ LEVIN, JOEL S (1984). "Tropospheric Sources of NOx: Lightning And Biology". Retrieved 2018-11-29.
↑ Hellriegel, H.; Wilfarth, H. (1888). Untersuchungen über die Stickstoffnahrung der Gramineen und Leguminosen [Studies on the nitrogen intake of Gramineae and Leguminosae]. Berlin: Buchdruckerei der "Post" Kayssler & Co.
↑ Beijerinck, M. W. (1901). "Über oligonitrophile Mikroben" [On oligonitrophilic microbes]. Centralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene. 7 (2): 561–582.
↑ Chi Chung, Lee; Markus W., Ribbe; Yilin, Hu (2014). "Chapter 7. Cleaving the N,N Triple Bond: The Transformation of Dinitrogen to Ammonia by Nitrogenases". In Kroneck, Peter M. H.; Sosa Torres, Martha E. (eds.). The Metal-Driven Biogeochemistry of Gaseous Compounds in the Environment. Metal Ions in Life Sciences. Vol. 14. Springer. pp. 147–174. doi:10.1007/978-94-017-9269-1_7. PMID 25416394.
↑ Hoffman, B. M.; Lukoyanov, D.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C. (2013). "Nitrogenase: A Draft Mechanism". Acc. Chem. Res. 46 (2): 587–595. doi:10.1021/ar300267m. PMC 3578145. PMID 23289741.
↑ Gaby, J. C.; Buckley, D. H. (2011). "A global census of nitrogenase diversity". Environ. Microbiol. 13 (7): 1790–1799. doi:10.1111/j.1462-2920.2011.02488.x. PMID 21535343.
↑ Hoppe, B.; Kahl, T.; Karasch, P.; Wubet, T.; Bauhus, J.; Buscot, F.; Krüger, D. (2014). "Network analysis reveals ecological links between N-fixing bacteria and wood-decaying fungi". PLOS ONE. 9 (2): e88141. Bibcode:2014PLoSO...988141H. doi:10.1371/journal.pone.0088141. PMC 3914916. PMID 24505405.{{cite journal}}: CS1 maint: unflagged free DOI (link)

[postgate-1] ୧.୦ ^୧.୧ Postgate, J. (1998). Nitrogen Fixation (3rd ed.). Cambridge: Cambridge University Press.

[Zahran-2] Zahran, HH (December 1999). "Rhizobium-legume symbiosis and nitrogen fixation under severe conditions and in an arid climate". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 63 (4): 968–89, table of contents. doi:10.1128/MMBR.63.4.968-989.1999. PMC 98982. PMID 10585971.

[Sapountzis-3] Sapountzis, P (2016). "Potential for Nitrogen Fixation in the Fungus-Growing Termite Symbiosis". Frontiers in Microbiology. 7: 1993. doi:10.3389/fmicb.2016.01993. PMC 5156715. PMID 28018322.{{cite journal}}: CS1 maint: unflagged free DOI (link)

[4] Hill, R. D.; Rinker, R. G.; Wilson, H. Dale (1979). "Atmospheric Nitrogen Fixation by Lightning". J. Atmos. Sci. 37 (1): 179–192. Bibcode:1980JAtS...37..179H. doi:10.1175/1520-0469(1980)037<0179:ANFBL>2.0.CO;2.

[5] Slosson, Edwin (1919). Creative Chemistry. New York, NY: The Century Co. pp. 19–37.

[6] Wagner SC (2011). "Biological Nitrogen Fixation". Nature Education Knowledge. 3 (10): 15. Archived from the original on 13 September 2018. Retrieved 29 January 2019.

[:0-7] Tuck, A. F. (October 1976). "Production of nitrogen oxides by lightning discharges". Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 102 (434): 749–755. Bibcode:1976QJRMS.102..749T. doi:10.1002/qj.49710243404. ISSN 0035-9009.

[8] Hill, R.D. (August 1979). "Atmospheric Nitrogen Fixation by Lightning". Journal of the Atmospheric Sciences. 37: 179–192. Bibcode:1980JAtS...37..179H. doi:10.1175/1520-0469(1980)037<0179:ANFBL>2.0.CO;2. ISSN 1520-0469.

[9] LEVIN, JOEL S (1984). "Tropospheric Sources of NOx: Lightning And Biology". Retrieved 2018-11-29.

[Hellriegel-10] Hellriegel, H.; Wilfarth, H. (1888). Untersuchungen über die Stickstoffnahrung der Gramineen und Leguminosen [Studies on the nitrogen intake of Gramineae and Leguminosae]. Berlin: Buchdruckerei der "Post" Kayssler & Co.

[Beijerinck-11] Beijerinck, M. W. (1901). "Über oligonitrophile Mikroben" [On oligonitrophilic microbes]. Centralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene. 7 (2): 561–582.

[12] Chi Chung, Lee; Markus W., Ribbe; Yilin, Hu (2014). "Chapter 7. Cleaving the N,N Triple Bond: The Transformation of Dinitrogen to Ammonia by Nitrogenases". In Kroneck, Peter M. H.; Sosa Torres, Martha E. (eds.). The Metal-Driven Biogeochemistry of Gaseous Compounds in the Environment. Metal Ions in Life Sciences. Vol. 14. Springer. pp. 147–174. doi:10.1007/978-94-017-9269-1_7. PMID 25416394.

[13] Hoffman, B. M.; Lukoyanov, D.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C. (2013). "Nitrogenase: A Draft Mechanism". Acc. Chem. Res. 46 (2): 587–595. doi:10.1021/ar300267m. PMC 3578145. PMID 23289741.

[14] Gaby, J. C.; Buckley, D. H. (2011). "A global census of nitrogenase diversity". Environ. Microbiol. 13 (7): 1790–1799. doi:10.1111/j.1462-2920.2011.02488.x. PMID 21535343.

[15] Hoppe, B.; Kahl, T.; Karasch, P.; Wubet, T.; Bauhus, J.; Buscot, F.; Krüger, D. (2014). "Network analysis reveals ecological links between N-fixing bacteria and wood-decaying fungi". PLOS ONE. 9 (2): e88141. Bibcode:2014PLoSO...988141H. doi:10.1371/journal.pone.0088141. PMC 3914916. PMID 24505405.{{cite journal}}: CS1 maint: unflagged free DOI (link)

[୧]

[୨]

[୩]

[୪]

[୫]

[୬]

[୭]

[୮]

[୯]

[୧୦]

[୧୧]

[୧୨]

[୧୩]

[୧୪]

[୧୫]