Kľúčový rozdiel medzi cyklom uhlíka a cyklom fosforu je ten, že uhlíkový cyklus je biogeochemický cyklus, ktorý opisuje pohyb uhlíka cez litosféru, hydrosféru, biosféru a atmosféru. Medzitým cyklus fosforu opisuje pohyb fosforu cez litosféru, hydrosféru a biosféru.
Uhlík, dusík a fosfor sú tri hlavné prvky, ktoré sú dôležité pre všetky živé bytosti. Cirkulácia týchto prvkov prostredníctvom biotických a abiotických zložiek prítomných v ekosystémoch alebo prostredí je popísaná ich biogeochemickými cyklami. Uhlíkový cyklus vysvetľuje cirkuláciu uhlíkových prvkov vzduchom, pôdou a vodou, zatiaľ čo cyklus fosforu vysvetľuje správanie fosforu cez pôdu a živé organizmy. Jedným z dôležitých rozdielov medzi cyklom uhlíka a cyklom fosforu je, že uhlík sa pohybuje hlavne v atmosfére, zatiaľ čo fosfor s atmosférou neinteraguje.
Čo je uhlíkový cyklus?
Uhlík je najrozšírenejší prvok na Zemi. Je hlavnou zložkou biologických zlúčenín, ako aj minerálov. Uhlíkový cyklus opisuje pohyb uhlíka na planéte. Uhlík cykluje hlavne atmosféru v plynnej forme. Uhlík existuje v atmosfére ako plynný oxid uhličitý (CO2). CO2 sa uvoľňuje do atmosféry mnohými procesmi, ako je dýchanie, spaľovanie fosílnych palív, priemyselné emisie, mikrobiálne dýchanie a rozklad atď.
Metán je ďalšou formou uhlíka v atmosfére. Rastliny využívajú atmosférický oxid uhličitý na výrobu potravín fotosyntézou. Inými slovami, rastliny viažu oxid uhličitý na sacharidy a vyrovnávajú atmosférický uhlík. Okrem toho sa oxid uhličitý rozpúšťa priamo vo vode. Oxid uhličitý sa tiež rozpúšťa pri zrážkach.
Obrázok 01: Cyklus uhlíka
Uhlík existuje ako organický uhlík v živých organizmoch vrátane rastlín a živočíchov. Pôda je bohatá aj na uhlík. Keď uhynú rastliny a zvieratá, organický uhlík sa vracia do pôdy. Mikroorganizmy rozkladajú organické materiály a uvoľňujú uhlík, ktorý môžu rastliny opäť absorbovať. Časť organického uhlíka sa premení na fosílie, keď zostane pochovaná v pôde na mnoho rokov. Spaľovanie organických uhlíkov a fosílnych palív opäť uvoľňuje oxid uhličitý do atmosféry.
Čo je cyklus fosforu?
Fosfor je životne dôležitá živina pre rastliny. Pretože je často nedostatočný v pôde na pestovanie plodín a plodiny ho vyžadujú v relatívne veľkých množstvách, je klasifikovaný ako hlavná rastlinná živina. Fosfor sa nachádza vo vode, pôde a sedimentoch, ktoré nimi prechádzajú. Fosfor sa najčastejšie nachádza v skalných útvaroch a oceánskych sedimentoch.
Všeobecnými procesmi transformácie P v pôde sú zvetrávanie a zrážky, mineralizácia a imobilizácia a adsorpcia a desorpcia. Zvetrávanie, mineralizácia a desorpcia zvyšujú rastlinám prístupnú formu fosforu. Imobilizácia, zrážanie a adsorpcia znižujú rastlinám prístupnú formu fosforu.
Pôda obsahuje minerály bohaté na fosfor. Časom tieto minerály podliehajú poveternostným vplyvom a uvoľňujú rastlinám prístupné formy fosforu do pôdy. Akonáhle sa však táto pre rastliny prístupná forma fosforu uvoľní do pôdy, stanú sa rýchlo nedostupnými v dôsledku procesu fixácie alebo zrážania v pôde. V kyslej pôde anorganický P reaguje so železom a hliníkom a vytvára nerozpustné zlúčeniny, zatiaľ čo v zásaditej pôde anorganický P reaguje s vápnikom a horčíkom a vytvára nerozpustné komplexy.
Mineralizácia je mikrobiálna premena organického fosforu na H2PO4– alebo HPO42-, formy ortofosfátov dostupných v rastlinách. Miera mineralizácie je riadená fyzikálnymi a chemickými faktormi celkovej mikrobiálnej aktivity. Imobilizácia nastáva, keď tieto rastlinné dostupné formy fosforu spotrebúvajú mikróby, čím sa P mení na organické formy P. Mikrobiálne P bude dostupné v priebehu času, keď umierajú.
Obrázok 02: Cyklus fosforu
Organická hmota mineralizuje a uvoľňuje fosfor do pôdneho roztoku. Rastliny prijímajú tento P z pôdneho roztoku počas vegetačného obdobia. Tým sa minimalizuje potreba aplikácie hnojív a riziko odtoku a vylúhovania fosforu do vodných útvarov, čo môže spôsobiť environmentálne problémy.
Adsorpcia je ďalší proces, ktorý znižuje dostupnú formu fosforu v pôde. Počas adsorpcie sa fosfor dostupný pre rastliny viaže s časticami pôdy a fixuje sa. Opačný proces adsorpcie; desorpcia uvoľňuje adsorbovaný P späť do pôdneho roztoku.
Cyklus fosforu cez horniny a sedimenty je rýchlejší ako kolobeh fosforu cez rastliny a živočíchy. Organický P sa vracia do pôdy, keď rastliny a živočíchy umierajú a rozkladajú sa. Potom sa tieto organické P premenia na P v sedimentoch a horninách, keď sa udržia v pôde alebo oceáne milióny rokov. Cyklus začína a pokračuje znova, keď sa fosfor uvoľní zo sedimentov a hornín v dôsledku procesu zvetrávania.
Aké sú podobnosti medzi cyklom uhlíka a cyklom fosforu?
- Uhlík aj fosfor sú hlavné dôležité prvky na Zemi.
- Cykly uhlíka a fosforu opisujú pohyb uhlíka a fosforu pôdou, vodou a vzduchom.
- Mikroorganizmy sú zapojené do oboch cyklov.
- Oba cykly sú dôležité pri recyklácii živín.
Aký je rozdiel medzi cyklom uhlíka a cyklom fosforu?
Cyklus uhlíka opisuje pohyb prvku uhlíka cez ekosystémy, zatiaľ čo cyklus fosforu opisuje pohyb fosforu v prostredí. Toto je kľúčový rozdiel medzi cyklom uhlíka a cyklom fosforu. Okrem toho, na rozdiel od cyklu fosforu, cyklus uhlíka interaguje s atmosférou. Ide teda o ďalší hlavný rozdiel medzi cyklom uhlíka a cyklom fosforu.
Okrem toho cyklus uhlíka prebieha rýchlo, zatiaľ čo cyklus fosforu prebieha pomaly. Môžeme to teda považovať aj za rozdiel medzi cyklom uhlíka a cyklom fosforu.
Zhrnutie – Cyklus uhlíka verzus cyklus fosforu
Uhlíkový cyklus vysvetľuje cirkuláciu uhlíka vzduchom, vodou a pôdou. Medzitým cyklus fosforu vysvetľuje pohyb fosforu cez pôdu a živé organizmy. Okrem toho cyklus uhlíka prebieha rýchlejšie ako cyklus fosforu, ktorý prebieha pomaly. Okrem toho uhlíkový cyklus interaguje s atmosférou, zatiaľ čo cyklus fosforu neinteraguje s atmosférou. Toto je zhrnutie rozdielu medzi cyklom uhlíka a cyklom fosforu.
