Klíčový rozdíl mezi uhlíkovým cyklem a cyklem fosforu je ten, že uhlíkový cyklus je biogeochemický cyklus, který popisuje pohyb uhlíku litosférou, hydrosférou, biosférou a atmosférou. Mezitím cyklus fosforu popisuje pohyb fosforu litosférou, hydrosférou a biosférou.
Uhlík, dusík a fosfor jsou tři hlavní prvky, které jsou důležité pro všechny živé bytosti. Cirkulace těchto prvků prostřednictvím biotických a abiotických složek přítomných v ekosystémech nebo prostředí je popsána jejich biogeochemickými cykly. Cyklus uhlíku vysvětluje cirkulaci uhlíkových prvků vzduchem, půdou a vodou, zatímco cyklus fosforu vysvětluje chování fosforu prostřednictvím půdy a živých organismů. Jedním z důležitých rozdílů mezi uhlíkovým cyklem a cyklem fosforu je, že uhlík se pohybuje hlavně v atmosféře, zatímco fosfor s atmosférou neinteraguje.
Co je uhlíkový cyklus?
Uhlík je nejrozšířenějším prvkem na Zemi. Je hlavní složkou biologických sloučenin a také minerálů. Uhlíkový cyklus popisuje pohyb uhlíku planetou. Uhlík cykluje hlavně atmosféru v plynné formě. Uhlík existuje v atmosféře jako plynný oxid uhličitý (CO2). CO2 se uvolňuje do atmosféry mnoha procesy, jako je dýchání, spalování fosilních paliv, průmyslové emise, mikrobiální dýchání a rozklad atd.
Methan je další forma uhlíku v atmosféře. Rostliny využívají atmosférický oxid uhličitý pro výrobu potravy fotosyntézou. Jinými slovy, rostliny fixují oxid uhličitý do sacharidů a vyrovnávají atmosférický uhlík. Navíc se oxid uhličitý rozpouští přímo ve vodě. Oxid uhličitý se také rozpouští ve srážkách.
Obrázek 01: Cyklus uhlíku
Uhlík existuje jako organický uhlík v živých organismech, včetně rostlin a zvířat. Půda je také bohatá na uhlík. Když rostliny a zvířata umírají, organický uhlík se vrací do půdy. Mikroorganismy rozkládají organické materiály a uvolňují uhlík, který mohou rostliny opět absorbovat. Část organického uhlíku se přemění na fosilní, když zůstane pohřbena v půdě po mnoho let. Spalování organických uhlíků a fosilních paliv opět uvolňuje oxid uhličitý do atmosféry.
Co je cyklus fosforu?
Fosfor je životně důležitá živina pro rostliny. Protože je v půdě pro produkci plodin často nedostatečný a plodiny jej vyžadují v relativně velkých množstvích, je klasifikován jako hlavní rostlinná živina. Fosfor se nachází ve vodě, půdě a sedimentech, které jimi procházejí. Fosfor se nejčastěji vyskytuje ve skalních útvarech a oceánských sedimentech.
Obecné procesy transformace P v půdě jsou zvětrávání a srážky, mineralizace a imobilizace a adsorpce a desorpce. Zvětrávání, mineralizace a desorpce zvyšují rostlinám dostupnou formu fosforu. Imobilizace, srážení a adsorpce snižují rostlinám přístupnou formu fosforu.
Půda obsahuje minerály bohaté na fosfor. Postupem času tyto minerály podléhají procesu zvětrávání a uvolňují rostlinám přístupné formy fosforu do půdy. Jakmile se však tato pro rostliny přístupná forma fosforu uvolní do půdy, stanou se rychle nedostupnými v důsledku procesu fixace nebo precipitace probíhající v půdě. V kyselé půdě anorganický P reaguje se železem a hliníkem a vytváří nerozpustné sloučeniny, zatímco v zásadité půdě reaguje anorganický P s vápníkem a hořčíkem a tvoří nerozpustné komplexy.
Mineralizace je mikrobiální přeměna organického fosforu na H2PO4– nebo HPO42-, formy rostlinných ortofosfátů. Rychlost mineralizace je řízena fyzikálními a chemickými faktory celkové mikrobiální aktivity. Imobilizace nastává, když jsou tyto rostlinám dostupné formy fosforu spotřebovány mikroby a přeměňují P na organické P formy. Mikrobiální P bude dostupné v průběhu času, jak zemřou.
Obrázek 02: Cyklus fosforu
Organická hmota mineralizuje a uvolňuje fosfor do půdního roztoku. Rostliny přijímají tento P z půdního roztoku během období růstu. To minimalizuje potřebu aplikací hnojiv a riziko stékání a vyplavování fosforu do vodních útvarů, což může způsobit problémy životního prostředí.
Adsorpce je další proces, který snižuje dostupnou formu fosforu v půdě. Během adsorpce se fosfor dostupný pro rostliny váže s částicemi půdy a fixuje se. Opačný proces adsorpce; desorpce uvolňuje adsorbovaný P zpět do půdního roztoku.
Cyklus fosforu v horninách a sedimentech je rychlejší než koloběh fosforu v rostlinách a zvířatech. Organický P se vrací do půdy, když rostliny a zvířata umírají a rozkládají se. Poté se tyto organické P transformují na P v sedimentech a horninách, když se udrží v půdě nebo oceánu po miliony let. Cyklus začíná a pokračuje znovu, když se fosfor uvolní ze sedimentů a hornin, jako je proces zvětrávání.
Jaké jsou podobnosti mezi cyklem uhlíku a cyklem fosforu?
- Uhlík i fosfor jsou hlavními důležitými prvky na Zemi.
- Cykly uhlíku a fosforu popisují pohyb uhlíku a fosforu půdou, vodou a vzduchem.
- Mikroorganismy se účastní obou cyklů.
- Oba cykly jsou důležité při recyklaci živin.
Jaký je rozdíl mezi cyklem uhlíku a cyklem fosforu?
Cyklus uhlíku popisuje pohyb prvku uhlíku přes ekosystémy, zatímco cyklus fosforu popisuje pohyb fosforu v prostředí. Toto je klíčový rozdíl mezi uhlíkovým cyklem a cyklem fosforu. Kromě toho, na rozdíl od cyklu fosforu, cyklus uhlíku interaguje s atmosférou. Je to tedy další hlavní rozdíl mezi uhlíkovým cyklem a cyklem fosforu.
Kromě toho cyklus uhlíku probíhá rychle, zatímco cyklus fosforu probíhá pomalu. I to tedy můžeme považovat za rozdíl mezi uhlíkovým cyklem a cyklem fosforu.
Shrnutí – Cyklus uhlíku vs. Cyklus fosforu
Uhlíkový cyklus vysvětluje cirkulaci uhlíku vzduchem, vodou a půdou. Mezitím cyklus fosforu vysvětluje pohyb fosforu půdou a živými organismy. Kromě toho cyklus uhlíku probíhá rychleji než cyklus fosforu, který probíhá pomalu. Navíc uhlíkový cyklus interaguje s atmosférou, zatímco cyklus fosforu neinteraguje s atmosférou. Toto je shrnutí rozdílu mezi uhlíkovým cyklem a cyklem fosforu.
