Põhiline erinevus süsiniku ja fosfori tsükli vahel on see, et süsinikuring on biogeokeemiline tsükkel, mis kirjeldab süsiniku liikumist läbi litosfääri, hüdrosfääri, biosfääri ja atmosfääri. Samal ajal kirjeldab fosfori tsükkel fosfori liikumist läbi litosfääri, hüdrosfääri ja biosfääri.
Süsinik, lämmastik ja fosfor on kolm peamist elementi, mis on olulised kõigi elusolendite jaoks. Nende elementide ringlemist ökosüsteemides või keskkonnas leiduvate biootiliste ja abiootiliste komponentide kaudu kirjeldatakse nende biogeokeemiliste tsüklitega. Süsinikutsükkel selgitab süsiniku elementide ringlust õhu, pinnase ja vee kaudu, fosfori tsükkel aga fosfori käitumist pinnase ja elusorganismide kaudu. Üks olulisi erinevusi süsinikuringe ja fosforiringe vahel on see, et süsinik liigutab peamiselt atmosfääri, samas kui fosfor ei suhtle atmosfääriga.
Mis on süsinikutsükkel?
Süsinik on Maal kõige levinum element. See on nii bioloogiliste ühendite kui ka mineraalide põhikomponent. Süsiniktsükkel kirjeldab süsiniku liikumist planeedil. Süsinik ringleb peamiselt atmosfääris gaasilisel kujul. Süsinik esineb atmosfääris süsinikdioksiidina (CO2). CO2eraldub atmosfääri paljude protsesside kaudu, nagu hingamine, fossiilkütuste põletamine, tööstusheitmed, mikroobide hingamine ja lagunemine jne.
Metaan on teine süsiniku vorm atmosfääris. Taimed kasutavad fotosünteesi teel toidu tootmiseks atmosfääri süsinikdioksiidi. Teisisõnu fikseerivad taimed süsihappegaasi süsivesikuteks ja tasakaalustavad atmosfääri süsinikku. Lisaks lahustub süsinikdioksiid otse vees. Süsinikdioksiid lahustub ka sademetes.
Joonis 01: süsinikutsükkel
Süsinik esineb orgaanilise süsinikuna elusorganismides, sealhulgas taimedes ja loomades. Muld on ka süsinikurikas. Kui taimed ja loomad surevad, naaseb orgaaniline süsinik mulda. Mikroorganismid lagundavad orgaanilisi materjale ja eraldavad süsinikku, mida taimed saavad uuesti omastada. Osa orgaanilist süsinikku muutub paljudeks aastateks pinnasesse mattumisel fossiilseks. Orgaanilise süsiniku ja fossiilkütuste põletamine vabastab atmosfääri taas süsinikdioksiidi.
Mis on fosforitsükkel?
Fosfor on taimede jaoks oluline toitaine. Kuna see on põllukultuuride tootmiseks mullas sageli puudulik ja seda vajavad põllukultuurid suhteliselt suurtes kogustes, klassifitseeritakse see peamiseks taimede toitaineks. Fosforit võib leida veest, pinnasest ja neid läbivatest setetest. Fosforit leidub kõige sagedamini kivimites ja ookeanisetetes.
Üldised P-transformatsiooni protsessid pinnases on ilmastikumõjud ja sademed, mineraliseerumine ja immobiliseerumine ning adsorptsioon ja desorptsioon. Ilmastikumõju, mineraliseerumine ja desorptsioon suurendavad taimedele kättesaadavat fosfori vormi. Immobiliseerimine, sadestumine ja adsorptsioon vähendavad taimedele ligipääsetavat fosfori vormi.
Muld sisaldab mineraale, mis on rikkad fosfori poolest. Aja jooksul alluvad need mineraalid ilmastikumõjudele ja vabastavad pinnasesse taimedele ligipääsetavad fosforivormid. Kui need taimedele ligipääsetavad fosforivormid on aga mulda eraldunud, muutuvad need kiiresti kättesaamatuks pinnases toimuva fikseerimis- või sademeprotsessi tõttu. Happelises pinnases reageerib anorgaaniline P raua ja alumiiniumiga ning moodustab lahustumatuid ühendeid, aluselises pinnases aga reageerib anorgaaniline P k altsiumi ja magneesiumiga ning moodustab lahustumatuid komplekse.
Mineraliseerumine on orgaanilise fosfori mikroobne muundamine H2PO4– või HPO42-, taimedes saadaolevate ortofosfaatide vormid. Mineralisatsiooni kiirust kontrollivad üldise mikroobse aktiivsuse füüsikalised ja keemilised tegurid. Immobiliseerimine toimub siis, kui mikroobid tarbivad neid taimedele kättesaadavaid fosfori vorme, muutes P orgaanilisteks P-vormideks. Mikroobne P muutub aja jooksul kättesaadavaks, kui nad surevad.
Joonis 02: Fosforitsükkel
Orgaaniline aine mineraliseerub ja vabastab fosfori mullalahusesse. Taimed omastavad neid P mullalahusest kasvuperioodi jooksul. See vähendab väetiste kasutamise vajadust ning fosfori äravoolu ja leostumise ohtu veekogudesse, mis võib tekitada keskkonnaprobleeme.
Adsorptsioon on veel üks protsess, mis vähendab saadaoleva fosfori vormi mullas. Adsorptsiooni käigus seostub taimedele kättesaadav fosfor mullaosakestega ja kinnistub. Vastupidine adsorptsiooniprotsess; desorptsioon vabastab adsorbeerunud P tagasi mullalahusesse.
Fosfori ringkäik läbi kivimite ja setete on kiirem kui fosfori ringkäik läbi taimede ja loomade. Orgaaniline P naaseb mulda, kui taimed ja loomad surevad ja lagunevad. Pärast seda muutuvad need orgaanilised P setetes ja kivimites P-ks, kui nad püsivad pinnases või ookeanis miljoneid aastaid. Tsükkel algab ja jätkub uuesti, kui setetest ja kivimitest vabaneb fosfor, arvestades ilmastikumõju.
Millised on süsinikutsükli ja fosforitsükli sarnasused?
- Nii süsinik kui ka fosfor on maa peal olulised elemendid.
- Süsiniku ja fosfori tsüklid kirjeldavad süsiniku ja fosfori liikumist läbi pinnase, vee ja õhu.
- Mikroorganismid osalevad mõlemas tsüklis.
- Mõlemad tsüklid on toitainete ringlussevõtul olulised.
Mis vahe on süsinikutsüklil ja fosforitsüklil?
Süsinikutsükkel kirjeldab elemendi süsiniku liikumist läbi ökosüsteemide, fosfori tsükkel aga fosfori liikumist keskkonnas. Niisiis, see on peamine erinevus süsinikutsükli ja fosfori tsükli vahel. Lisaks, erinev alt fosforitsüklist, suhtleb süsinikuring atmosfääriga. Seega on see veel üks peamine erinevus süsiniku ja fosfori tsükli vahel.
Lisaks toimub süsinikuringe kiiresti, samas kui fosforiringe toimub aeglaselt. Seetõttu võime seda pidada ka erinevuseks süsiniku ja fosfori tsükli vahel.
Kokkuvõte – süsinikutsükkel vs fosforitsükkel
Süsinikuring selgitab süsiniku ringlust läbi õhu, vee ja pinnase. Vahepeal selgitab fosfori tsükkel fosfori liikumist läbi pinnase ja elusorganismide. Lisaks toimub süsiniku tsükkel kiiremini kui fosfori tsükkel, mis toimub aeglaselt. Veelgi enam, süsinikutsükkel suhtleb atmosfääriga, samal ajal kui fosforitsükkel ei suhtle atmosfääriga. Niisiis, see on süsinikuringe ja fosforitsükli erinevuse kokkuvõte.
