ההבדל העיקרי בין מחזור הפחמן למחזור הזרחן הוא שמחזור הפחמן הוא המחזור הביוגאוכימי שמתאר את תנועת הפחמן דרך הליתוספירה, ההידרוספירה, הביוספרה והאטמוספרה. בינתיים, מחזור הזרחן מתאר את תנועת הזרחן דרך הליתוספירה, ההידרוספירה והביוספירה.
פחמן, חנקן וזרחן הם שלושה יסודות עיקריים שחשובים לכל היצורים החיים. מחזור היסודות הללו באמצעות רכיבים ביוטיים ואביוטיים הנמצאים במערכות האקולוגיות או בסביבה מתואר על ידי המחזורים הביו-גיאוכימיים שלהם. מחזור הפחמן מסביר את זרימתם של יסודות פחמן דרך אוויר, אדמה ומים בעוד שמחזור הזרחן מסביר את התנהגות הזרחן דרך אדמה ואורגניזמים חיים.אחד ההבדלים החשובים בין מחזור פחמן למחזור זרחן הוא שפחמן מניע בעיקר את האטמוספירה בעוד שזרחן אינו יוצר אינטראקציה עם האטמוספירה.
מהו מחזור הפחמן?
פחמן הוא היסוד הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ. זהו המרכיב העיקרי של תרכובות ביולוגיות כמו גם מינרלים. מחזור הפחמן מתאר את תנועת הפחמן שחשבה על פני כדור הארץ. בעיקר מחזורי פחמן חשבו שהאטמוספרה בצורת גז. פחמן קיים באטמוספירה כגז פחמן דו חמצני (CO2). CO2משוחרר לאטמוספירה על ידי תהליכים רבים כגון נשימה, שריפת דלקים מאובנים, פליטות תעשייתיות, נשימה ופירוק מיקרוביאליים וכו'.
מתאן הוא צורה נוספת של פחמן באטמוספירה. צמחים מנצלים פחמן דו חמצני אטמוספרי לייצור המזון שלהם על ידי פוטוסינתזה. במילים אחרות, צמחים מקבעים פחמן דו חמצני לפחמימות ומאזנים את הפחמן האטמוספרי. יתר על כן, פחמן דו חמצני מתמוסס ישירות במים.פחמן דו חמצני מתמוסס גם במשקעים.
איור 01: מחזור פחמן
פחמן קיים כפחמן אורגני באורגניזמים חיים, כולל צמחים ובעלי חיים. האדמה עשירה גם בפחמן. כאשר צמחים ובעלי חיים מתים, הפחמן האורגני חוזר לאדמה. מיקרואורגניזמים מפרקים חומרים אורגניים ומשחררים פחמן שיכול שוב להיספג על ידי הצמחים. חלק מהפחמן האורגני הופך למאובן כאשר הם נשארים קבורים באדמה במשך שנים רבות. שריפה של פחמנים אורגניים ודלקים מאובנים, שוב משחררת פחמן דו חמצני לאטמוספירה.
מהו מחזור הזרחן?
זרחן הוא חומר תזונה חיוני לצמחים. מכיוון שלעתים קרובות הוא חסר בקרקע לייצור יבולים ונדרש לגידולים בכמויות גדולות יחסית, הוא מסווג כחומר מזין עיקרי לצמחים.זרחן ניתן למצוא במים, באדמה ובמשקעים העוברים דרכם על אופניים. זרחן נמצא לרוב בתצורות סלע ובמשקעי אוקיינוס.
תהליכי הטרנספורמציה הכלליים של P באדמה הם בליה ומשקעים, מינרליזציה ואימוביליזציה, וספיחה וספיחה. בליה, מינרליזציה ופירוק מגדילים את הצורה הנגישה לצמח של זרחן. אי מוביליזציה, משקעים וספיחה מפחיתים את הצורה הנגישה לצמח של זרחן.
אדמה מכילה מינרלים עשירים בזרחן. עם הזמן, מינרלים אלה נתונים לתהליך בליה ומשחררים צורות נגישות לצמחים של זרחן לאדמה. עם זאת, ברגע שצורת זרחן נגישה לצמחים הללו משתחררת לקרקע, הם הופכים בלתי זמינים במהירות עקב תהליך הקיבוע או המשקעים המתרחשים בקרקע. באדמה חומצית, P אנאורגני מגיב עם ברזל ואלומיניום ויוצר תרכובות בלתי מסיסות, בעוד שבאדמה בסיסית, P אנאורגני מגיב עם סידן ומגנזיום ויוצר קומפלקסים בלתי מסיסים.
מינרליזציה היא המרה מיקרוביאלית של זרחן אורגני ל-H2PO4– או HPO42-, צורות של אורתופוספטים זמינים בצמח. קצב המינרליזציה נשלט על ידי הגורמים הפיזיים והכימיים של הפעילות המיקרוביאלית הכוללת. אימוביליזציה מתרחשת כאשר צורות זרחן נגישות לצמחים הללו נצרכים על ידי חיידקים, והופכים את P לצורות P אורגניות. ה-P המיקרוביאלי יהפוך זמין עם הזמן כשהם מתים.
איור 02: מחזור זרחן
חומר אורגני מינרליזז ומשחרר זרחן לתמיסת הקרקע. צמחים קולטים את ה-P הזה מתמיסת הקרקע במהלך תקופות הגידול שלהם. זה ממזער את הצורך ביישומי דשן ואת הסיכון לנגר ולשטיפה של זרחן לגופי המים שעלולים ליצור בעיות סביבתיות.
ספיחה היא תהליך נוסף שמפחית את הצורה הזמינה של זרחן באדמה. במהלך הספיחה, זרחן זמין בצמח נקשר עם חלקיקי אדמה ומתקבע. התהליך ההפוך של ספיחה; ספיגה משחררת P נספג בחזרה לתמיסת הקרקע.
המחזור של זרחן דרך סלעים ומשקעים מהיר יותר מהמחזור של זרחן דרך צמחים ובעלי חיים. P אורגני חוזר לאדמה כאשר צמחים ובעלי חיים מתים ומתפרקים. לאחר מכן, ה-P האורגני הללו הופך ל-P במשקעים ובסלעים כאשר הם נשמרים באדמה או באוקיינוס במשך מיליוני שנים. המחזור מתחיל וממשיך שוב כשהזרחן משתחרר מהמשקעים והסלעים חשב תהליך הבליה.
מהם הדמיון בין מחזור הפחמן למחזור הזרחן?
- גם פחמן וגם זרחן הם יסודות חשובים על פני כדור הארץ.
- מחזורי פחמן וזרחן מתארים את תנועות הפחמן והזרחן דרך האדמה, המים והאוויר.
- מיקרואורגניזמים מעורבים בשני המחזורים.
- שני המחזורים חשובים במחזור חומרים מזינים.
מה ההבדל בין מחזור פחמן למחזור זרחן?
מחזור הפחמן מתאר את תנועת היסוד פחמן דרך המערכות האקולוגיות, בעוד שמחזור הזרחן מתאר את תנועת הזרחן בסביבה. אז זה ההבדל העיקרי בין מחזור פחמן למחזור זרחן. יתר על כן, שלא כמו מחזור הזרחן, מחזור הפחמן מקיים אינטראקציה עם האטמוספירה. לפיכך, זהו הבדל עיקרי נוסף בין מחזור הפחמן למחזור הזרחן.
יתר על כן, מחזור הפחמן מתרחש מהר בעוד שמחזור הזרחן מתרחש באיטיות. לפיכך, אנו יכולים להתייחס גם לזה כהבדל בין מחזור הפחמן למחזור הזרחן.
סיכום – מחזור פחמן לעומת מחזור זרחן
מחזור הפחמן מסביר את זרימת הפחמן באוויר, במים ובאדמה. בינתיים, מחזור הזרחן מסביר את תנועת הזרחן דרך אדמה ואורגניזמים חיים. יתר על כן, מחזור הפחמן מתרחש במהירות מאשר מחזור הזרחן, המתרחש לאט. יתר על כן, מחזור הפחמן מקיים אינטראקציה עם האטמוספירה בעוד שמחזור הזרחן אינו יוצר אינטראקציה עם האטמוספירה. אז זה הסיכום של ההבדל בין מחזור פחמן למחזור זרחן.
