Ključna razlika med ciklom ogljika in ciklom fosforja je, da je cikel ogljika biogeokemični cikel, ki opisuje gibanje ogljika skozi litosfero, hidrosfero, biosfero in atmosfero. Medtem pa fosforjev cikel opisuje gibanje fosforja skozi litosfero, hidrosfero in biosfero.
Ogljik, dušik in fosfor so trije glavni elementi, ki so pomembni za vsa živa bitja. Kroženje teh elementov prek biotskih in abiotskih komponent, prisotnih v ekosistemih ali okolju, opisujejo njihovi biogeokemični cikli. Ogljikov cikel pojasnjuje kroženje ogljikovih elementov skozi zrak, prst in vodo, medtem ko fosforjev cikel pojasnjuje obnašanje fosforja skozi prst in žive organizme. Ena od pomembnih razlik med ciklom ogljika in ciklom fosforja je, da se ogljik v glavnem giblje po atmosferi, medtem ko fosfor ne vpliva na atmosfero.
Kaj je ogljikov cikel?
Ogljik je najpogostejši element na Zemlji. Je glavna sestavina bioloških spojin in tudi mineralov. Ogljikov cikel opisuje gibanje ogljika na planetu. Ogljik kroži predvsem v atmosferi v plinasti obliki. Ogljik obstaja v ozračju kot plin ogljikov dioksid (CO2). CO2se sprošča v ozračje zaradi številnih procesov, kot so dihanje, izgorevanje fosilnih goriv, industrijske emisije, mikrobno dihanje in razgradnja itd.
Metan je druga oblika ogljika v ozračju. Rastline uporabljajo atmosferski ogljikov dioksid za proizvodnjo hrane s fotosintezo. Z drugimi besedami, rastline vežejo ogljikov dioksid v ogljikove hidrate in uravnotežijo atmosferski ogljik. Poleg tega se ogljikov dioksid raztopi neposredno v vodi. Ogljikov dioksid se topi tudi v padavinah.
Slika 01: Ogljikov cikel
Ogljik obstaja kot organski ogljik v živih organizmih, vključno z rastlinami in živalmi. Tla so bogata tudi z ogljikom. Ko rastline in živali umrejo, se organski ogljik vrne v tla. Mikroorganizmi razgrajujejo organske snovi in sproščajo ogljik, ki ga lahko rastline ponovno absorbirajo. Nekaj organskega ogljika se pretvori v fosil, ko ostane več let zakopan v prsti. Zgorevanje organskega ogljika in fosilnih goriv spet sprošča ogljikov dioksid v ozračje.
Kaj je cikel fosforja?
Fosfor je vitalno hranilo za rastline. Ker ga v tleh za pridelavo rastlin pogosto primanjkuje in ga rastline potrebujejo v razmeroma velikih količinah, ga uvrščamo med glavno rastlinsko hranilo. Fosfor lahko najdemo v vodi, tleh in sedimentih, ki krožijo skozi njih. Fosfor najpogosteje najdemo v kamnitih formacijah in oceanskih usedlinah.
Splošni procesi transformacije P v tleh so preperevanje in padavine, mineralizacija in imobilizacija ter adsorpcija in desorpcija. Preperevanje, mineralizacija in desorpcija povečajo rastlinam dostopno obliko fosforja. Imobilizacija, precipitacija in adsorpcija zmanjšajo rastlinam dostopno obliko fosforja.
Tla vsebujejo minerale, ki so bogati s fosforjem. Sčasoma so ti minerali podvrženi procesu preperevanja in v tla sprostijo rastlinam dostopne oblike fosforja. Ko pa se te rastlinam dostopne oblike fosforja sprostijo v tla, hitro postanejo nedostopne zaradi procesa fiksacije ali padavin, ki poteka v tleh. V kislih tleh anorganski P reagira z železom in aluminijem in tvori netopne spojine, medtem ko v bazičnih tleh anorganski P reagira s kalcijem in magnezijem ter tvori netopne komplekse.
Mineralizacija je mikrobna pretvorba organskega fosforja v H2PO4– ali HPO42-, oblike rastlinsko dostopnih ortofosfatov. Stopnjo mineralizacije nadzirajo fizikalni in kemični dejavniki celotne mikrobne aktivnosti. Do imobilizacije pride, ko te rastlinam dostopne oblike fosforja zaužijejo mikrobi in spremenijo P v organske oblike P. Mikrobni P bo sčasoma na voljo, ko umrejo.
Slika 02: Kroženje fosforja
Organske snovi mineralizirajo in sproščajo fosfor v raztopino tal. Rastline sprejmejo ta P iz talne raztopine med rastnimi obdobji. To zmanjša potrebo po uporabi gnojil in tveganje odtekanja in izpiranja fosforja v vodna telesa, kar lahko povzroči okoljske težave.
Adsorpcija je še en proces, ki zmanjša razpoložljivo obliko fosforja v tleh. Med adsorpcijo se fosfor, ki je na voljo rastlinam, veže na delce zemlje in se fiksira. Nasprotni proces adsorpcije; desorpcija sprosti adsorbirani P nazaj v raztopino tal.
Kroženje fosforja skozi kamnine in sedimente je hitrejše od kroženja fosforja skozi rastline in živali. Organski P se vrne v tla, ko rastline in živali umrejo in se razgradijo. Nato se ta organski P pretvori v P v sedimentih in kamninah, ko se milijone let zadržuje v tleh ali oceanu. Cikel se začne in znova nadaljuje, ko se fosfor sprosti iz usedlin in kamnin v procesu preperevanja.
Kakšne so podobnosti med ciklom ogljika in ciklom fosforja?
- Tako ogljik kot fosfor sta glavna pomembna elementa na zemlji.
- Cikli ogljika in fosforja opisujejo gibanje ogljika in fosforja skozi prst, vodo in zrak.
- Mikroorganizmi so vključeni v oba cikla.
- Oba cikla sta pomembna pri recikliranju hranil.
Kakšna je razlika med ciklom ogljika in ciklom fosforja?
Cikel ogljika opisuje gibanje elementa ogljika skozi ekosisteme, medtem ko cikel fosforja opisuje gibanje fosforja v okolju. Torej, to je ključna razlika med ciklom ogljika in ciklom fosforja. Poleg tega za razliko od fosforjevega cikla ogljikov cikel sodeluje z atmosfero. Tako je še ena glavna razlika med ciklom ogljika in ciklom fosforja.
Poleg tega kroženje ogljika poteka hitro, medtem ko kroženje fosforja poteka počasi. Zato lahko tudi to obravnavamo kot razliko med ciklom ogljika in ciklom fosforja.
Povzetek – Cikel ogljika v primerjavi s ciklom fosforja
Cikel ogljika pojasnjuje kroženje ogljika skozi zrak, vodo in prst. Medtem pa cikel fosforja pojasnjuje gibanje fosforja skozi prst in žive organizme. Poleg tega se cikel ogljika odvija hitreje kot cikel fosforja, ki poteka počasi. Poleg tega cikel ogljika sodeluje z atmosfero, medtem ko cikel fosforja ne vpliva na atmosfero. Torej, to je povzetek razlike med ciklom ogljika in ciklom fosforja.
