ভূমিকা

নাইট্রোজেন পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে প্রচুর পরিমাণে বিদ্যমান একটি মৌলিক উপাদান, যা উদ্ভিদ ও প্রাণীর বৃদ্ধি এবং বিপাকীয় প্রক্রিয়ার জন্য অপরিহার্য। তবে, বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেন (N₂) সরাসরি উদ্ভিদ গ্রহণ করতে পারে না। তাই এটি বিভিন্ন জৈব ও অজৈব প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ব্যবহারের উপযোগী যৌগে পরিণত হয়। এই সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটিকেই নাইট্রোজেন চক্র (Nitrogen Cycle) বলা হয়।

নাইট্রোজেন চক্র কী?

নাইট্রোজেন চক্র হলো প্রকৃতিতে নাইট্রোজেনের চলাচল ও রূপান্তরের প্রক্রিয়া। এটি একাধিক ধাপে সম্পন্ন হয়, যেখানে নাইট্রোজেন বিভিন্ন রাসায়নিক যৌগে পরিণত হয়ে জীবজগতের জন্য সহজলভ্য হয় এবং পুনরায় বায়ুমণ্ডলে ফিরে যায়। এই চক্রের মাধ্যমে জীবজগতের মধ্যে নাইট্রোজেনের ভারসাম্য বজায় থাকে।

নাইট্রোজেন চক্রের বিভিন্ন পর্যায়

নাইট্রোজেন চক্র প্রধানত চারটি ধাপে সম্পন্ন হয়:

1. নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণ (Nitrogen Fixation)
2. নাইট্রিফিকেশন (Nitrification)
3. অ্যামোনিফিকেশন (Ammonification)
4. ডিনাইট্রিফিকেশন (Denitrification)

এর মধ্যে নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণ সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধাপ, যা তিনটি উপায়ে সম্পন্ন হয়:

১. প্রাকৃতিক নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণ (Natural Nitrogen Fixation)

বজ্রপাত ও উঁচু তাপমাত্রার ফলে বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেন অক্সিজেনের সঙ্গে বিক্রিয়া করে নাইট্রোজেন অক্সাইড (NO, NO₂) তৈরি করে। এই অক্সাইডগুলি বৃষ্টির পানির সাথে বিক্রিয়া করে নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO₃) উৎপন্ন করে, যা মাটির সাথে মিশে নাইট্রেট (NO₃⁻) গঠনে সাহায্য করে। উদ্ভিদ সহজেই এই নাইট্রেট শোষণ করতে পারে।

উদাহরণ: বজ্রপাতের মাধ্যমে নাইট্রোজেন অক্সাইড উৎপন্ন হওয়া এবং মাটিতে নাইট্রেট রূপে সংরক্ষিত হওয়া।

২. জৈবিক নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণ (Biological Nitrogen Fixation)

কিছু বিশেষ ধরনের ব্যাকটেরিয়া ও ছত্রাক বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেনকে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে অ্যামোনিয়া (NH₃) বা সংশ্লিষ্ট যৌগে রূপান্তরিত করে। এদের বলা হয় নাইট্রোজেন স্থায়ীকারী জীবাণু।

ক) মুক্ত-জীবী নাইট্রোজেন স্থায়ীকারী ব্যাকটেরিয়া:

• অ্যাজোটোব্যাক্টর (Azotobacter) – মুক্তভাবে মাটিতে বসবাস করে এবং নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণ করে।
• ক্লোস্ট্রিডিয়াম (Clostridium) – বায়ুবিহীন পরিবেশে নাইট্রোজেন স্থায়ী করে।

খ) সহবাসী নাইট্রোজেন স্থায়ীকারী ব্যাকটেরিয়া:

• রাইজোবিয়াম (Rhizobium) – ডাল জাতীয় উদ্ভিদের মূলগ্রন্থিতে (root nodules) বাস করে এবং নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণে সাহায্য করে।

গুরুত্ব: এই ব্যাকটেরিয়াগুলো উদ্ভিদকে সরাসরি নাইট্রোজেন সরবরাহ করে, যা তাদের বৃদ্ধির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

৩. শিল্পজাত নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণ (Industrial Nitrogen Fixation)

শিল্পের মাধ্যমে নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণ একটি কৃত্রিম প্রক্রিয়া, যেখানে উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপের মাধ্যমে নাইট্রোজেনকে অ্যামোনিয়া বা অন্যান্য নাইট্রোজেনযুক্ত যৌগে পরিণত করা হয়।

হ্যাবার-বোশ প্রক্রিয়া (Haber-Bosch Process):

• এই প্রক্রিয়ায় নাইট্রোজেন (N₂) ও হাইড্রোজেন (H₂) উচ্চ তাপমাত্রা (450-500°C) ও উচ্চচাপে (200-300 atm) বিক্রিয়া করে অ্যামোনিয়া (NH₃) তৈরি করে।
• এটি প্রধানত সার উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়, যা কৃষিক্ষেত্রে ফসলের উৎপাদন বৃদ্ধিতে সহায়ক।

উদাহরণ: ইউরিয়া (NH₂CONH₂), অ্যামোনিয়াম নাইট্রেট (NH₄NO₃) ইত্যাদি রাসায়নিক সারের উৎপাদন।

নাইট্রোজেন চক্র প্রকৃতিতে নাইট্রোজেনের ভারসাম্য রক্ষা করে এবং উদ্ভিদ ও প্রাণীর জন্য প্রয়োজনীয় নাইট্রোজেন সরবরাহ নিশ্চিত করে। প্রাকৃতিক, জৈবিক এবং শিল্পজাত নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণের মাধ্যমে মাটির উর্বরতা বৃদ্ধি পায় এবং কৃষিতে উৎপাদনশীলতা বাড়ে। তাই, নাইট্রোজেন চক্রের গুরুত্ব অপরিসীম।