Ponad trzy czwarte atmosfery ziemskiej składa się z azotu, ale tylko cztery setne procenta masy oceanów, atmosfery i skorupy ziemskiej składa się z azotu. Ponieważ krople deszczu przechodzą przez atmosferę w drodze do ziemi, woda deszczowa zawiera również azot w różnych ilościach. Chociaż azot nie jest głównym składnikiem oceanów i mas lądowych, jest niezbędnym elementem do tworzenia białek zarówno u roślin, jak iu zwierząt. Woda deszczowa pełni kluczową rolę w przenoszeniu azotu z nieba do gleby.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Woda deszczowa zawiera niewielkie ilości azotu w postaci gazowego azotu (N2), amonu (NH4) i azotanów (NOx).
Chemia azotu
Gazowy azot to bardzo stabilna dwuatomowa cząsteczka, która nie wchodzi łatwo w interakcje z innymi atomami lub cząsteczkami. Na przykład, chociaż trzy czwarte każdego oddechu, który bierzesz, składa się z azotu, żaden z nich nie jest metabolizowany przez organizm. To samo dotyczy prawie wszystkich roślin – nie mogą pobierać azotu bezpośrednio z atmosfery. W rzeczywistości rośliny strączkowe, które mogą pobierać azot z atmosfery, nie robią tego bezpośrednio, ale poprzez symbiotyczną relację z bakteriami „wiążącymi azot” w swoich korzeniach. Bakterie „oddychają” w azocie i przekształcają go w związki, które korzenie mogą wchłonąć.
Azot i woda
Stabilność chemiczna azotu oznacza, że czysty azot nie miesza się zbyt dobrze z wodą. Ale związki azotu, takie jak amon i azotany, mieszają się z wodą. Jeśli te związki azotu występują w powietrzu, mogą mieszać się z wodą i schodzić z deszczówką. Powstaje zatem pytanie, w jaki sposób stabilne cząsteczki azotu mogą przekształcić się w związki azotu? Odpowiedź brzmi, że wymaga energii. Na przykład błyskawica dostarcza energii wystarczającej do rozszczepienia cząsteczek azotu i stymulacji tworzenia azotanów – cząsteczek z cząsteczkami azotu i tlenu. Bakterie, rozkładający się nawóz zwierzęcy i silniki spalinowe są również źródłem energii, które wytwarzają związki azotu, które mogą przedostać się do atmosfery.
Azot w wodzie deszczowej
Badanie składu chemicznego wody deszczowej z 2004 r. w 48 miejscach w 31 stanach wykazało azotany w prawie wszystkich próbkach, chociaż występował wysoki stopień zmienności zarówno w czasie, jak i przestrzeni. Kilka badań z lat 90. wykazało, że lokalizacje wzdłuż wybrzeża Zatoki Meksykańskiej mogą spodziewać się, że woda deszczowa będzie dostarczać 18 funtów amonu i azotanów na akr rocznie. To około jednej dziesiątej typowego zapotrzebowania na azot dla upraw.
Dobry i zły
Ponieważ woda deszczowa zawiera azot w formach, które rośliny mogą wchłonąć, a rośliny potrzebują azotu do wzrostu, rolnicy zauważyli, że woda deszczowa stymuluje wzrost roślin bardziej niż woda z innych źródeł. To dobrze, ponieważ rolnicy nie muszą stosować tak dużej ilości nawozów sztucznych. Jednak w niektórych przypadkach działalność człowieka powoduje nadmiar azotu w wodzie deszczowej. Powoduje to zachwianie równowagi w niektórych delikatnych ekosystemach, w których niektóre rośliny – zazwyczaj glony – które są zwykle ograniczone przez brak azotu, mają teraz wystarczającą ilość dodatkowego azotu z wody deszczowej, aby wypchnąć inne organizmy.
