Οι οργανισμοί χρειάζονται το άζωτο για την παραγωγή αμινοξέων. Η ατμόσφαιρα περιέχει άζωτο κατά 75%, αλλά οι περισσότεροι οργανισμοί δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτή τη μορφή αζώτου, και πρέπει να έχει μια σταθερή μορφή. Ο κύκλος αζώτου παράγει αυτή τη σταθερή μορφή που χρειάζονται οι οργανισμοί. Υπάρχουν οι διαδικασίες της φυσικής και της βιολογικής αζωτοδέσμευσης. Η βιολογική αζωτοδέσμευση, αποτελεί τον κύριο τρόπο μετατροπής του ελεύθερου αζώτου σε χρήσιμες, για τους οργανισμούς, χημικές ενώσεις . Πραγματοποιείται με τη βοήθεια μικροοργανισμών του εδάφους, τα αζωτοδεσμευτικά βακτήρια, τα οποία είτε ζουν ελεύθερα είτε συμβιώνουν (πχ. Rhizobium) στις ρίζες ορισμένων φυτών όπως π.χ. τα ψυχανθή (όσπρια, κουκιά κλπ.).
Τα αζωτοβακτήρια δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο και παράγουν αμμωνία (NH3) και νιτρικά ιόντα, μέρος των οποίων μεταφέρονται στα φυτά. Άλλα βακτήρια χρησιμοποιούν την αμμωνία από τα ζωϊκά απόβλητα και παράγουν νιτρικά άλατα και νιτρώδη άλατα κατά τη διαδικασία κομποστοποίησης. Τα νιτρικά άλατα χρησιμοποιούνται από τα φυτά για την παραγωγή αμινοξέων τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πρωτεϊνών από τα φυτά («αι σε αντάλλαγμα» εκκρίνουν σάκχαρα τα οποία χρειάζονται τα βακτήρια). Τα φυτά καταναλώνονται από άλλους οργανισμούς οι οποίοι χρησιμοποιούν τα αμινοξέα από τα φυτά για να φτιάξουν τα δικά τους. Οι αποικοδομητές Μ.Ο. μετατρέπουν το άζωτο που βρίσκουν σε άλλους οργανισμούς π.χ. στις πρωτεΐνες τους, σε αμμωνία και το επιστρέφουν στο έδαφος και αυτή από άλλους μικροοργανισμούς (νιτροποιητικοί) σε νιτρικά ιόντα. Μέρος αυτών μετατρέπονται από βακτήρια (απονιτροποιητικά) σε μοριακό άζωτο, που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.
Με την πολύ σημαντική διαδικασία της κομποστοποίησης μπορούμε να έχουμε μεγάλο μέρος του αζώτου στο έδαφος, πράγμα που είναι απαραίτητο για την παραγωγικότητα στη γεωργία.
Θα πρέπει λοιπόν να λαμβάνονται πολύ σοβαρά υπόψη αυτοί οι κύκλοι για τη λειτουργία ενός αγροκτήματος σαν εντοπισμένο οικοσύστημα. Βέβαια σε αυτούς τους κύκλους θα πρέπει να προστεθούν και οι λειτουργίες των αλληλεξαρτήσεων και των διαδικασιών που συναντώνται και στο φυσικό περιβάλλον π.χ. θρεπτική ανακύκλωση, αλληλεπιδράσεις αρπακτικών ζώων/ θηραμάτων, ανταγωνισμός και συμβίωση
Γιατί οι αγρότες χρησιμοποιούν αζωτούχα λιπάσματα;
Από την ιστορία της χημείας: οι ενώσεις του αζώτου αρχικά ερευνήθηκαν με σκοπό τη παραγωγή εκρηκτικών υλών. Στη συνέχεια οι γνώσεις που αποκτήθηκαν από αυτή την έρευνα και με τη συμβολή του Justus von Liebig-επιστημονική καριέρα στο πανεπιστήμιο του Giesen, που παρασκεύασε χημικά λιπάσματα και ίδρυσε τη «Βαυαρική Ανώνυμη Εταιρεία» αγροχημικών προϊόντων- χρησιμοποιήθηκαν στη γεωργική εκπαίδευση και πράξη.
Στους γεωργούς πωλήθηκαν στην ουσία οι «πλεονάζουσες» ποσότητες, που ήταν άχρηστες στη πολεμική βιομηχανία. Αυτοί είδαν ότι με τη χρήση των αζωτούχων χημικών λιπασμάτων είχαν μια γρήγορη ανάπτυξη των φυτών και αυτή η εμπειρία μετατράπηκε σε «απόλυτη αλήθεια». Προτίμησαν την προσωρινή «επιτυχία» αντί της μακροχρόνιας, αλλά αειφόρου βελτίωσης του εδάφους μέσω της ανάπτυξης του χούμο.
Εξάλλου η εξασφάλιση αζώτου για τα φυτά και η βελτίωση του εδάφους μέσω του χούμο δεν επιφέρει κέρδη για τις εταιρείες αγροχημικών. Μπορεί όμως να βελτιώσει το εισόδημα-ιδίως των μικρών αγροτών, αφού λιγοστεύει τα έξοδα καλλιέργειας-επειδή στηρίζεται σε δωρεάν-πλην της εργασίας- εξασφάλιση των θρεπτικών συστατικών από την ανακύκλωσή τους μέσω της κομποστοποίησης των οργανικών απορριμμάτων. Αν οι γεωργοί αναγνωρίσουν τη συσχέτιση του χούμο με τη μείωση του κόστους καλλιέργειας και την αέναη αύξηση της παραγωγής, τότε δεν θα συμβάλουν μόνο στη βελτίωση του εισοδήματός τους, αλλά και στη βελτίωση του περιβάλλοντος και στην αποφυγή των κλιματικών αλλαγών.
Το πιο συνηθισμένο πάντως χημικό συνθετικό λίπασμα που προσφέρεται από τις εταιρείες στους αγρότες είναι αυτό που περιέχει τα 3 κύρια στοιχεία, Άζωτο(Ν), Φώσφορο(Ρ) και Κάλιο(Κ), το αποκαλούμενο ΝΡΚ.
Τα αζωτοβακτήρια δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο και παράγουν αμμωνία (NH3) και νιτρικά ιόντα, μέρος των οποίων μεταφέρονται στα φυτά. Άλλα βακτήρια χρησιμοποιούν την αμμωνία από τα ζωϊκά απόβλητα και παράγουν νιτρικά άλατα και νιτρώδη άλατα κατά τη διαδικασία κομποστοποίησης. Τα νιτρικά άλατα χρησιμοποιούνται από τα φυτά για την παραγωγή αμινοξέων τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πρωτεϊνών από τα φυτά («αι σε αντάλλαγμα» εκκρίνουν σάκχαρα τα οποία χρειάζονται τα βακτήρια). Τα φυτά καταναλώνονται από άλλους οργανισμούς οι οποίοι χρησιμοποιούν τα αμινοξέα από τα φυτά για να φτιάξουν τα δικά τους. Οι αποικοδομητές Μ.Ο. μετατρέπουν το άζωτο που βρίσκουν σε άλλους οργανισμούς π.χ. στις πρωτεΐνες τους, σε αμμωνία και το επιστρέφουν στο έδαφος και αυτή από άλλους μικροοργανισμούς (νιτροποιητικοί) σε νιτρικά ιόντα. Μέρος αυτών μετατρέπονται από βακτήρια (απονιτροποιητικά) σε μοριακό άζωτο, που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.
Με την πολύ σημαντική διαδικασία της κομποστοποίησης μπορούμε να έχουμε μεγάλο μέρος του αζώτου στο έδαφος, πράγμα που είναι απαραίτητο για την παραγωγικότητα στη γεωργία.
Θα πρέπει λοιπόν να λαμβάνονται πολύ σοβαρά υπόψη αυτοί οι κύκλοι για τη λειτουργία ενός αγροκτήματος σαν εντοπισμένο οικοσύστημα. Βέβαια σε αυτούς τους κύκλους θα πρέπει να προστεθούν και οι λειτουργίες των αλληλεξαρτήσεων και των διαδικασιών που συναντώνται και στο φυσικό περιβάλλον π.χ. θρεπτική ανακύκλωση, αλληλεπιδράσεις αρπακτικών ζώων/ θηραμάτων, ανταγωνισμός και συμβίωση
Γιατί οι αγρότες χρησιμοποιούν αζωτούχα λιπάσματα;
Από την ιστορία της χημείας: οι ενώσεις του αζώτου αρχικά ερευνήθηκαν με σκοπό τη παραγωγή εκρηκτικών υλών. Στη συνέχεια οι γνώσεις που αποκτήθηκαν από αυτή την έρευνα και με τη συμβολή του Justus von Liebig-επιστημονική καριέρα στο πανεπιστήμιο του Giesen, που παρασκεύασε χημικά λιπάσματα και ίδρυσε τη «Βαυαρική Ανώνυμη Εταιρεία» αγροχημικών προϊόντων- χρησιμοποιήθηκαν στη γεωργική εκπαίδευση και πράξη.
Στους γεωργούς πωλήθηκαν στην ουσία οι «πλεονάζουσες» ποσότητες, που ήταν άχρηστες στη πολεμική βιομηχανία. Αυτοί είδαν ότι με τη χρήση των αζωτούχων χημικών λιπασμάτων είχαν μια γρήγορη ανάπτυξη των φυτών και αυτή η εμπειρία μετατράπηκε σε «απόλυτη αλήθεια». Προτίμησαν την προσωρινή «επιτυχία» αντί της μακροχρόνιας, αλλά αειφόρου βελτίωσης του εδάφους μέσω της ανάπτυξης του χούμο.
Εξάλλου η εξασφάλιση αζώτου για τα φυτά και η βελτίωση του εδάφους μέσω του χούμο δεν επιφέρει κέρδη για τις εταιρείες αγροχημικών. Μπορεί όμως να βελτιώσει το εισόδημα-ιδίως των μικρών αγροτών, αφού λιγοστεύει τα έξοδα καλλιέργειας-επειδή στηρίζεται σε δωρεάν-πλην της εργασίας- εξασφάλιση των θρεπτικών συστατικών από την ανακύκλωσή τους μέσω της κομποστοποίησης των οργανικών απορριμμάτων. Αν οι γεωργοί αναγνωρίσουν τη συσχέτιση του χούμο με τη μείωση του κόστους καλλιέργειας και την αέναη αύξηση της παραγωγής, τότε δεν θα συμβάλουν μόνο στη βελτίωση του εισοδήματός τους, αλλά και στη βελτίωση του περιβάλλοντος και στην αποφυγή των κλιματικών αλλαγών.
Το πιο συνηθισμένο πάντως χημικό συνθετικό λίπασμα που προσφέρεται από τις εταιρείες στους αγρότες είναι αυτό που περιέχει τα 3 κύρια στοιχεία, Άζωτο(Ν), Φώσφορο(Ρ) και Κάλιο(Κ), το αποκαλούμενο ΝΡΚ.