जैव-भू-रासायनिक चक्र: कार्बन, नाइट्रोजन और जल चक्र

सही उत्तर B, ह्यूमस है। ह्यूमस वह गहरे रंग का आकारहीन पदार्थ है जो अपघटकों द्वारा मृत पत्तियों, जड़ों और जंतु अवशेषों के तोड़े जाने पर मिट्टी में बचता है; वह आगे के सूक्ष्मजीवी आक्रमण का प्रतिरोध करता है और बहुत धीरे अपघटित होता है, जिससे वह मिट्टी में कार्बन तथा पोषक तत्वों का दीर्घकालिक भंडार और प्रत्येक जैव-भू-रासायनिक चक्र का एक प्रमुख चरण बनता है। विकल्प A गलत है क्योंकि काइटिन कीटों के बाह्यकंकाल और कवक भित्ति में पाया जाने वाला संरचनात्मक बहुशर्करा है; वह कठोर है पर जीवित शरीरों का एक निश्चित यौगिक है, मिट्टी का आकारहीन अवशेष नहीं। विकल्प C गलत है क्योंकि कैरोटिनॉयड नारंगी और पीले पादप वर्णक हैं जो प्रकाश संश्लेषण में सहायक हैं। विकल्प D गलत है क्योंकि कोलॉइड परिक्षेपण की अवस्था बताता है, कोई पदार्थ नहीं, और ह्यूमस स्वयं मृदा कोलॉइड की तरह व्यवहार करता है।

सही उत्तर C, फॉस्फोरस चक्र है। प्रकृति में फॉस्फोरस का कोई स्थायी गैसीय यौगिक नहीं है, इसलिए उसका भंडार चट्टान है, मुख्यतः एपेटाइट खनिज; वह केवल धीमे अपक्षय से मिट्टी में आता है, पौधों तथा जंतुओं से गुजरता है और अवसादों में लौट जाता है, जिससे वह पूर्णतः अवसादी चक्र और सामान्य चक्रों में सबसे धीमा बनता है। विकल्प A, B और D गलत हैं क्योंकि कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन सभी के बड़े वायुमंडलीय भंडार हैं और वे क्रमशः कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन तथा ऑक्सीजन के रूप में गैस बनकर चलते हैं, इसी कारण उन्हें गैसीय चक्र कहा जाता है। सल्फर मिश्रित स्थिति है, मुख्यतः अवसादी पर हवा में सल्फर डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ। जोड़ी याद रखें: फॉस्फोरस तथा कैल्शियम अवसादी, कार्बन तथा नाइट्रोजन गैसीय।

सही उत्तर A, फलीदार पौधों है। राइजोबियम वह जीवाणु है जो चना, मटर, सेम, मूंगफली और अरहर जैसे फलीदार पौधों के साथ सहजीवी संबंध में रहता है और उनकी जड़ों पर ग्रंथिकाएं बनाता है, जिनमें वह नाइट्रोजिनेज एंजाइम की सहायता से नाइट्रोजन गैस को अमोनिया में बदलता है; इसी कारण मिट्टी की नाइट्रोजन लौटाने के लिए फसल चक्र में दलहन बोई जाती है। विकल्प B गलत है क्योंकि अनाज ऐसी ग्रंथिकाएं नहीं बनाते और वे मिट्टी के नाइट्रेट या उर्वरक पर निर्भर रहते हैं। विकल्प C गलत है क्योंकि शंकुधारी वृक्षों में राइजोबियम ग्रंथिकाएं नहीं बनाता, हालांकि एल्नस जैसे कुछ अफलीदार पौधों में भिन्न जीवाणु फ्रैंकिया रहता है। विकल्प D गलत है क्योंकि मॉस में वास्तविक जड़ें ही नहीं होतीं, इसलिए जड़ ग्रंथिकाएं भी नहीं।

सही उत्तर B, नाइट्रोसोमोनास है। नाइट्रीकरण दो चरणों में होता है, और पहला चरण नाइट्रोसोमोनास तथा नाइट्रोकॉकस वंश के रसायन स्वपोषी जीवाणुओं द्वारा अमोनिया का नाइट्राइट में ऑक्सीकरण है। विकल्प A गलत है क्योंकि नाइट्रोबैक्टर दूसरा चरण करता है, अर्थात नाइट्राइट को आगे नाइट्रेट में ऑक्सीकृत करता है, वही रूप जिसमें पौधे मुख्यतः नाइट्रोजन अवशोषित करते हैं; प्रश्न अक्सर दोनों को बदल देते हैं, इसलिए क्रम नाइट्रोसोमोनास फिर नाइट्रोबैक्टर याद रखना उपयोगी है। विकल्प C गलत है क्योंकि स्यूडोमोनास विनाइट्रीकारक जीवाणु है जो नाइट्रेट को फिर नाइट्रोजन गैस में अपचयित करता है और इस प्रकार उलटी दिशा में काम करता है। विकल्प D गलत है क्योंकि राइजोबियम जड़ ग्रंथिकाओं के भीतर वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अमोनिया में स्थिर करता है, जो नाइट्रीकरण से पहले का चरण है।

सही उत्तर C, स्यूडोमोनास और थायोबैसिलस है। विनाइट्रीकरण नाइट्रेट का नाइट्रोजन गैस में अपचयन है, जो वायुमंडल में निकल जाती है और नाइट्रोजन चक्र पूरा करती है; यह इन जीवाणुओं द्वारा उन जलमग्न मिट्टियों में होता है जहां ऑक्सीजन कम है, और इसी कारण किसान जलभराव वाले खेतों से नाइट्रोजन खोते हैं। विकल्प A गलत है क्योंकि नाइट्रोसोमोनास तथा नाइट्रोकॉकस अमोनिया को नाइट्राइट में ऑक्सीकृत करते हैं, जो नाइट्रीकरण का पहला चरण है। विकल्प B गलत है क्योंकि एजोटोबैक्टर और क्लॉस्ट्रिडियम मुक्तजीवी नाइट्रोजन स्थिरीकारक हैं, जो नाइट्रोजन भीतर लाते हैं, बाहर नहीं भेजते। विकल्प D गलत है क्योंकि नॉस्टॉक और एनाबीना नीलहरित जीवाणु हैं और वे भी नाइट्रोजन स्थिर करते हैं, एनाबीना विशेष रूप से धान के खेतों में अजोला फर्न के साथ। विनाइट्रीकरण चक्र का एकमात्र चरण है जो नाइट्रोजन को मिट्टी से बाहर निकालकर हवा में लौटाता है।

सही उत्तर B, 78 प्रतिशत है। शुष्क वायु आयतन के अनुसार लगभग अठहत्तर प्रतिशत नाइट्रोजन है, जिससे वायुमंडल नाइट्रोजन चक्र का विशाल भंडार बनता है, फिर भी नाइट्रोजन अणु का त्रिबंध इतना प्रबल है कि पौधे और जंतु उस गैस का सीधा उपयोग नहीं कर सकते और स्थिरीकरण पर निर्भर रहते हैं। विकल्प A गलत है क्योंकि इक्कीस प्रतिशत ऑक्सीजन का भाग है, वायु की दूसरी सर्वाधिक गैस। विकल्प C गलत है क्योंकि एक प्रतिशत का लगभग चार सौवां भाग कार्बन डाइऑक्साइड का है, मात्रा में छोटा पर प्रकाश संश्लेषण तथा ग्रीनहाउस प्रभाव के लिए निर्णायक। विकल्प D गलत है क्योंकि कोई एक गैस वायु का तिरानबे प्रतिशत नहीं बनाती; वायु की निष्क्रिय गैसों में सर्वाधिक आर्गन भी एक प्रतिशत से कहीं कम है। स्मरण रखें कि वायुमंडल ही नाइट्रोजन चक्र का विशाल भंडार है और वहीं से स्थिरीकरण आरंभ होता है।

सही उत्तर A, नाइट्रोजिनेज है। नाइट्रोजिनेज वह एंजाइम समूह है, जिसमें मॉलिब्डेनम और लोहा होते हैं, जो नाइट्रोजन अणु का त्रिबंध तोड़कर परमाणुओं को हाइड्रोजन से जोड़ता है और अमोनिया बनाता है; वह ऑक्सीजन से नष्ट हो जाता है, इसी कारण जड़ ग्रंथिका ऑक्सीजन समेटने के लिए लेग्हीमोग्लोबिन रखती है। विकल्प B गलत है क्योंकि नाइट्रेट रिडक्टेज बाद में, पौधे के भीतर काम करता है और अवशोषित नाइट्रेट को अमीनो अम्ल बनाने के लिए अमोनिया की ओर अपचयित करता है। विकल्प C गलत है क्योंकि कार्बोनिक एनहाइड्रेज रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड और जल को संभालता है और वह इस चक्र के बजाय कार्बन चक्र से जुड़ा है। विकल्प D गलत है क्योंकि कैटेलेज हाइड्रोजन परॉक्साइड को जल और ऑक्सीजन में तोड़ता है तथा कोशिकाओं को ऑक्सीकारक क्षति से बचाता है।

सही उत्तर B, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ऑक्सीजन से मिलाकर नाइट्रोजन के ऑक्साइड बनाकर है। तड़ित के विसर्जन का अत्यधिक ताप नाइट्रोजन का त्रिबंध तोड़ने भर ऊर्जा देता है, और परमाणु ऑक्सीजन से जुड़कर नाइट्रिक ऑक्साइड तथा फिर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड बनाते हैं, जो वर्षा में नाइट्रस और नाइट्रिक अम्ल के रूप में घुलकर नाइट्रेट के रूप में मिट्टी तक पहुंचते हैं; यह भौतिक या वायुमंडलीय स्थिरीकरण है, कुल का छोटा भाग। विकल्प A गलत है क्योंकि तड़ित का मृदा जीवाणुओं पर ऐसा कोई प्रभाव नहीं पड़ता। विकल्प C गलत है क्योंकि ह्यूमस सूक्ष्मजीवों द्वारा धीरे तोड़ा जाता है, तड़ित द्वारा नहीं। विकल्प D गलत है क्योंकि फॉस्फेट चट्टान के अपक्षय से मुक्त होता है, जो अवसादी फॉस्फोरस चक्र का भाग है और नाइट्रोजन चक्र का तो बिल्कुल नहीं।

सही उत्तर B, हिमनद और ध्रुवीय बर्फ है। पृथ्वी के जल का लगभग सत्तानबे प्रतिशत महासागरों का खारा जल है, और शेष अल्प मीठे जल में से बड़ा भाग हिमनदों तथा ध्रुवीय हिमचादरों में बर्फ के रूप में बंद है, और उसके बाद जो बचता है उसका अधिकांश भौम जल है। विकल्प A गलत है क्योंकि नदियां और झीलें मिलकर मीठे जल का बहुत छोटा अंश रखती हैं, भले वे मनुष्य के उपयोग का बड़ा भाग देती हैं। विकल्प C गलत है क्योंकि वायुमंडल सबसे कम जल रखता है, केवल एक अंश मात्र, और इसी कारण उसे वर्ष में कई बार पलटना पड़ता है ताकि वह वर्षा दे सके। विकल्प D गलत है क्योंकि मिट्टी की नमी भी बहुत छोटा भंडार है, पौधों के लिए महत्वपूर्ण पर कुल आयतन में अत्यल्प।

सही उत्तर B, वाष्पोत्सर्जन है। वाष्पोत्सर्जन पौधे से जलवाष्प का निकलना है, मुख्यतः पत्तियों के रंध्रों से, और किसी वन या फसल के खेत पर वह बड़ी मात्रा में जल हवा को लौटाता है; खुली सतहों से वाष्पन के साथ मिलाकर इसे वाष्पन वाष्पोत्सर्जन कहा जाता है। विकल्प A गलत है क्योंकि वाष्पन झील, समुद्र या गीली मिट्टी जैसी मुक्त सतह से तरल जल का वाष्प में बदलना है, जिसमें कोई जीवित ऊतक शामिल नहीं होता। विकल्प C गलत है क्योंकि संघनन उलटा परिवर्तन है, जिसमें वाष्प धूल कणों के चारों ओर बूंदों में बदलकर बादल बनाती है। विकल्प D गलत है क्योंकि रिसाव जल का मिट्टी और चट्टान से होकर भौम जल स्तर तक नीचे जाना है। वनस्पति से ढकी भूमि पर वाष्पोत्सर्जन और वाष्पन को मिलाकर वाष्पन वाष्पोत्सर्जन कहा जाता है।

सही उत्तर A, लगभग 0.04 प्रतिशत है। कार्बन डाइऑक्साइड एक अंश गैस है, शुष्क वायु के आयतन का लगभग एक प्रतिशत का चार सौवां भाग, फिर भी वही समस्त कार्बन का स्रोत है जिसे प्रकाश संश्लेषण भोजन में स्थिर करता है और वही मुख्य गैस है जिससे मानवीय गतिविधि पृथ्वी को गर्म कर रही है। विकल्प B गलत है क्योंकि चार प्रतिशत वास्तविक आंकड़े का सौ गुना होगा; उस संरचना वाला वायुमंडल वर्तमान जीवन को सुखपूर्वक नहीं संभाल सकता। विकल्प C गलत है क्योंकि इक्कीस प्रतिशत ऑक्सीजन का भाग है। विकल्प D गलत है क्योंकि एक प्रतिशत का लगभग नौ दसवां भाग आर्गन का है, वायु की सर्वाधिक निष्क्रिय गैस। अठहत्तर प्रतिशत नाइट्रोजन और इक्कीस प्रतिशत ऑक्सीजन मिलकर लगभग पूरी वायु बना देते हैं। शेष एक प्रतिशत से कम में आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, नियॉन, हीलियम और जलवाष्प आते हैं।

सही उत्तर B, नाइट्रेट है। जड़ें नाइट्रोजन मुख्यतः नाइट्रेट आयन के रूप में और कुछ सीमा तक अमोनियम के रूप में ग्रहण करती हैं; पौधे के भीतर नाइट्रेट अपचयित होकर अमीनो अम्ल, प्रोटीन और न्यूक्लिक अम्ल में बंध जाता है। विकल्प A गलत है क्योंकि नाइट्रोजन गैस का त्रिबंध पौधे के तोड़ने के लिए बहुत प्रबल है, और यही पूरा कारण है कि जीवाणुओं, तड़ित या उद्योग द्वारा स्थिरीकरण आवश्यक होता है। विकल्प C गलत है क्योंकि नाइट्रोजन डाइऑक्साइड वायु की प्रदूषक गैस है जो वर्षा में घुलकर नाइट्रेट के रूप में ही मिट्टी तक पहुंचती है। विकल्प D गलत है क्योंकि उर्वरक के रूप में दिया यूरिया पहले मिट्टी में यूरिएज एंजाइम से अमोनिया में जल अपघटित होता है और फिर नाइट्रीकृत होता है, तभी उसका अधिकांश भाग ग्रहण किया जाता है।