Nitrogen Cycle Questions in Gujarati

(A) વિધાન $A$ સાચું છે: વીજળીના કડાકા દરમિયાન,ઊંચું તાપમાન અને વિદ્યુત વિસર્જન વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ ના મજબૂત ત્રિ-બંધને તોડવા માટે પૂરતી ઉર્જા પૂરી પાડે છે,જેનાથી તે ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને નાઈટ્રોજન ઓક્સાઈડ $(NO_x)$ બનાવે છે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ પણ આ પ્રક્રિયામાં ફાળો આપે છે.
વિધાન $R$ સાચું છે: માનવીય પ્રવૃત્તિઓ જેવી કે ઔદ્યોગિક દહન,જંગલની આગ,વાહનોના ધુમાડા અને વીજ ઉત્પાદન મથકો વાતાવરણમાં નાઈટ્રોજન ઓક્સાઈડનો મોટો જથ્થો મુક્ત કરે છે,જે નાઈટ્રોજન સ્થાપન અને વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન સંયોજનોના માનવસર્જિત સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,બંને વિધાનો સાચા છે.

(A) નાઇટ્રીફાઇંગ બૅક્ટરિયા,જેમ કે $Nitrosomonas$ અને $Nitrobacter$,નાઇટ્રોજન ચક્રમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
તેઓ એમોનિયા $(NH_3)$ નું ઓક્સિડેશન કરીને નાઇટ્રાઇટ $(NO_2^-)$ અને ત્યારબાદ નાઇટ્રેટ $(NO_3^-)$ માં રૂપાંતર કરે છે.
આ પ્રક્રિયા વનસ્પતિઓ માટે આવશ્યક છે કારણ કે તેઓ જમીનમાંથી નાઇટ્રોજનનું શોષણ મુખ્યત્વે નાઇટ્રેટ સ્વરૂપે કરે છે.
તેથી,સાચું કાર્ય એમોનિયાનું ઓક્સિડેશન કરીને નાઇટ્રેટ બનાવવાનું છે.

(D) Thiobacillus એ બેક્ટેરિયાનું એક પ્રજાતિ છે જે નાઈટ્રોજન ચક્રમાં,ખાસ કરીને વિનાઈટ્રીકરણ (Denitrification) ની પ્રક્રિયામાં તેની ભૂમિકા માટે જાણીતી છે.
વિનાઈટ્રીકરણ એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ નું નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ અથવા નાઈટ્રસ ઓક્સાઈડ $(N_2O)$ માં રિડક્શન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા જમીનમાં રહેલા Pseudomonas અને Thiobacillus જેવા વિનાઈટ્રીકારી બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે,જે નાઈટ્રોજનને વાતાવરણમાં પાછું લાવવામાં મદદ કરે છે.

(C) જમીનમાં રહેલા નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ નું વાયુરૂપ નાઈટ્રોજન $(N_2)$ માં રૂપાંતર કરવાની પ્રક્રિયાને ડીનાઈટ્રીફિકેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા ડીનાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Thiobacillus$ અને $Pseudomonas$ એ ડીનાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયાના જાણીતા ઉદાહરણો છે.
$Nitrobacter$ અને $Nitrococcus$ નાઈટ્રીફિકેશનની પ્રક્રિયામાં સામેલ છે (નાઈટ્રાઈટનું નાઈટ્રેટમાં રૂપાંતર).
$Nitrosomonas$ એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટમાં રૂપાંતર કરવામાં મદદ કરે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Thiobacillus$ છે.

(N/A) $\Rightarrow$ કાર્બન,હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન સિવાય,નાઇટ્રોજન સજીવોમાં સૌથી વધુ જોવા મળતું તત્વ છે.
$\Rightarrow$ નાઇટ્રોજન એ એમિનો એસિડ,પ્રોટીન,અંતઃસ્ત્રાવો,ક્લોરોફિલ અને ઘણા વિટામિન્સનો ઘટક છે.
$\Rightarrow$ જમીનમાં ઉપલબ્ધ મર્યાદિત નાઇટ્રોજન માટે વનસ્પતિઓ સૂક્ષ્મજીવો સાથે સ્પર્ધા કરે છે.
$\Rightarrow$ આમ,નાઇટ્રોજન કુદરતી અને કૃષિ બંને પ્રકારના નિવસનતંત્રો માટે મર્યાદિત પોષક તત્વ છે.
$\Rightarrow$ નાઇટ્રોજન બે નાઇટ્રોજન પરમાણુઓ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે જે ખૂબ જ મજબૂત ત્રિ-સહસંયોજક બંધ $(N \equiv N)$ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
$\Rightarrow$ નાઇટ્રોજન $(N_2)$ નું એમોનિયામાં રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયાને નાઇટ્રોજન સ્થાપન કહેવામાં આવે છે.
$\Rightarrow$ પ્રકૃતિમાં,વીજળી અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ નાઇટ્રોજનને નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ $(NO, NO_2, N_2O)$ માં રૂપાંતરિત કરવા માટે પૂરતી ઊર્જા પૂરી પાડે છે. ઔદ્યોગિક દહન,જંગલની આગ,વાહનોનો ધુમાડો અને પાવર-જનરેટિંગ સ્ટેશનો પણ વાતાવરણીય નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડના સ્ત્રોત છે.
$\Rightarrow$ મૃત વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના કાર્બનિક નાઇટ્રોજનનું એમોનિયામાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયાને એમોનીફિકેશન કહેવાય છે.
$\Rightarrow$ આમાંથી થોડો એમોનિયા બાષ્પીભવન પામીને ફરીથી વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે.
$\Rightarrow$ પરંતુ તેનો મોટો ભાગ જમીનના બેક્ટેરિયા દ્વારા નીચેના તબક્કાઓમાં નાઇટ્રેટમાં રૂપાંતરિત થાય છે:
$\Rightarrow$ એમોનિયાનું સૌપ્રથમ નાઇટ્રોસોમોનાસ અને/અથવા નાઇટ્રોકોકસ બેક્ટેરિયા દ્વારા નાઇટ્રાઇટમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$\Rightarrow$ નાઇટ્રાઇટનું નાઇટ્રોબેક્ટર બેક્ટેરિયાની મદદથી નાઇટ્રેટમાં વધુ ઓક્સિડેશન થાય છે.
$\Rightarrow$ આ તબક્કાઓને નાઇટ્રીફિકેશન કહેવામાં આવે છે.
$\Rightarrow$ એમોનિયા $\xrightarrow{\text{ઓક્સિડેશન}}$ નાઇટ્રાઇટ
$\Rightarrow$ નાઇટ્રાઇટ $\xrightarrow[\text{ઓક્સિડેશન}]{\text{નાઇટ્રોબેક્ટર}}$ નાઇટ્રેટ
$\Rightarrow$ આ નાઇટ્રીફાઇંગ બેક્ટેરિયા રસાયણસ્વયંપોષી (chemoautotrophs) છે.
$\Rightarrow$ આમ બનેલ નાઇટ્રેટ વનસ્પતિઓ દ્વારા શોષાય છે અને પાંદડાઓ સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે.
$\Rightarrow$ પાંદડાઓમાં તેનું રિડક્શન થઈને એમોનિયા બને છે.
$\Rightarrow$ નાઇટ્રેટ $\rightarrow$ પાંદડા $\xrightarrow{\text{રિડક્શન}}$ એમોનિયા $\rightarrow$ એમિનો એસિડ
$\Rightarrow$ તે અંતે એમિનો એસિડના એમાઇન ગ્રુપ બનાવે છે. જમીનમાં રહેલા નાઇટ્રેટનું ડિનાઇટ્રીફિકેશન પ્રક્રિયા દ્વારા નાઇટ્રોજનમાં પણ રિડક્શન થાય છે.
$\Rightarrow$ નાઇટ્રેટ $\xrightarrow{\text{ડિનાઇટ્રીફિકેશન}}$ નાઇટ્રોજન
$\Rightarrow$ આ પ્રક્રિયા સ્યુડોમોનાસ અને થિયોબેસિલસ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(N/A) નાઈટ્રોજન ચક્ર એ એક જૈવ-ભૂ-રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા નાઈટ્રોજન વાતાવરણ,જમીન અને દરિયાઈ જીવાવરણ વચ્ચે ફરતી વખતે વિવિધ રાસાયણિક સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત થાય છે. તેના મુખ્ય તબક્કાઓ નીચે મુજબ છે:
$1$. નાઈટ્રોજન સ્થાપન: વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ નું એમોનિયા $(NH_3)$ અથવા અન્ય નાઈટ્રોજનયુક્ત સંયોજનોમાં રૂપાંતર કરવાની પ્રક્રિયા. આ જૈવિક સ્થાપન (જેમ કે $Rhizobium$,$Azotobacter$ જેવા સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા),ઔદ્યોગિક સ્થાપન અથવા વાતાવરણીય સ્થાપન (વીજળીના ચમકારા દ્વારા) થઈ શકે છે.
$2$. નાઈટ્રીકરણ: આ પ્રક્રિયામાં એમોનિયાનું $Nitrosomonas$ અને $Nitrococcus$ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,અને ત્યારબાદ $Nitrobacter$ દ્વારા તેનું નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ માં રૂપાંતર થાય છે.
$3$. એસિમિલેશન (સ્વાંગીકરણ): વનસ્પતિઓ જમીનમાંથી નાઈટ્રેટ અથવા એમોનિયાનું શોષણ કરે છે અને તેને એમિનો એસિડ અને પ્રોટીન જેવા કાર્બનિક અણુઓમાં સમાવિષ્ટ કરે છે.
$4$. એમોનીકરણ: મૃત વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓમાંથી મળતા કાર્બનિક નાઈટ્રોજનયુક્ત સંયોજનોનું બેક્ટેરિયા અને ફૂગ જેવા વિઘટકો દ્વારા ફરીથી એમોનિયામાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયા.
$5$. ડીનાઈટ્રીકરણ (વિનાઈટ્રીકરણ): આ પ્રક્રિયામાં જમીનમાં રહેલા નાઈટ્રેટનું $Pseudomonas$ અને $Thiobacillus$ જેવા ડીનાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા દ્વારા ફરીથી વાયુરૂપ નાઈટ્રોજન $(N_2)$ માં રૂપાંતર થાય છે,જે તેને વાતાવરણમાં પાછું મોકલે છે.

(N/A) $(1)$ એમોનિફિકેશન: મૃત વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના કાર્બનિક નાઈટ્રોજનયુક્ત સંયોજનોનું એમોનિયામાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયાને એમોનિફિકેશન કહેવામાં આવે છે.
$(2)$ નાઈટ્રોજન સ્થાપન: વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ નું એમોનિયા $(NH_3)$ માં રૂપાંતર થવાની પ્રક્રિયાને નાઈટ્રોજન સ્થાપન કહેવામાં આવે છે.

સ્યુડોમોનાસ અને થાયોબેસિલસ જેવા સજીવો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તેઓ વિનાઈટ્રીફિકેશન (denitrification) ની પ્રક્રિયા કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,આ બેક્ટેરિયા જમીનમાં રહેલા નાઈટ્રેટ $(NO_{3}^{-})$ અને નાઈટ્રાઈટ $(NO_{2}^{-})$ નું વાયુરૂપ નાઈટ્રોજન $(N_{2})$ માં રૂપાંતર કરે છે.
આ નાઈટ્રોજન ત્યારબાદ વાતાવરણમાં મુક્ત થાય છે,જેનાથી નાઈટ્રોજન ચક્ર પૂર્ણ થાય છે.

$(C)$. Thiobacillus વિનાઇટ્રીફિકેશન કરે છે, જે નાઇટ્રેટ્સને નાઇટ્રોજન વાયુમાં ફેરવવાની પ્રક્રિયા છે $(2)$.
$B$. Nitrosomonas એ નાઇટ્રીફાઇંગ બેક્ટેરિયા છે જે $NH_{3}$ નું નાઇટ્રાઇટમાં ઓક્સિડેશન કરે છે $(4)$.
$C$. Nostoc એ મુક્ત-જીવી નાઇટ્રોજન સ્થાપન કરતા સાયનોબેક્ટેરિયા છે $(1)$.
$D$. Azotobacter એ મુક્ત-જીવી વાયવીય નાઇટ્રોજન સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા છે $(3)$.
તેથી, સાચી જોડ $A-2, B-4, C-1, D-3$ છે.

(B) વિનાઈટ્રીકરણ (Denitrification) એ નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ નું વાયુરૂપ નાઈટ્રોજન $(N_2)$ અથવા અન્ય વાયુરૂપ નાઈટ્રોજન સંયોજનોમાં થતું રિડક્શન છે.
અજારક પરિસ્થિતિઓમાં, અમુક સૂક્ષ્મજીવો શ્વસન માટે ઓક્સિજનના સ્ત્રોત તરીકે નાઈટ્રેટ અને અન્ય ઓક્સિડાઈઝ્ડ આયનોનો ઉપયોગ કરે છે.
આવા બેક્ટેરિયાના ઉદાહરણોમાં $Pseudomonas \, denitrificans$, $Thiobacillus \, denitrificans$ અને $Micrococcus \, denitrificans$ નો સમાવેશ થાય છે.

(D) નાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા એ રસાયણસંશ્લેષી સ્વયંપોષી સજીવો છે જે અકાર્બનિક નાઈટ્રોજન સંયોજનોના ઓક્સિડેશન દ્વારા ઉર્જા મેળવે છે.
તેઓ આ પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં પૂર્ણ કરે છે:
$1$. એમોનિયા $(NH_3)$ નું $Nitrosomonas$ અને $Nitrosococcus$ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$2$. નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ નું $Nitrobacter$ અને $Nitrocystis$ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે.
આમ,સમગ્ર પ્રક્રિયા એ એમોનિયાનું નાઈટ્રેટ્સમાં ઓક્સિડેશન છે.

(A) અજૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપન વાતાવરણમાં ભૌતિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા થાય છે.
વીજળી અને કોસ્મિક કિરણો વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ ના મજબૂત ત્રિ-સહસંયોજક બંધોને તોડવા માટે જરૂરી ઉચ્ચ ઉર્જા પૂરી પાડે છે.
આ ઉર્જા નાઈટ્રોજનને ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને નાઈટ્રોજનના ઓક્સાઈડ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે,જે અંતે વરસાદના પાણીમાં ઓગળીને નાઈટ્રેટ બનાવે છે,જે નાઈટ્રોજન ચક્રમાં ફાળો આપે છે.

(B) નાઈટ્રીકરણ એ એમોનિયાનું નાઈટ્રેટમાં રૂપાંતર કરવાની જૈવિક પ્રક્રિયા છે.
પ્રથમ તબક્કામાં,એમોનિયમ આયનો $(NH_4^+)$ નું ઓક્સિડેશન થઈને નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ બને છે,જે $Nitrosomonas$ અને $Nitrosococcus$ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા થાય છે.
બીજા તબક્કામાં,નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ નું ઓક્સિડેશન થઈને નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ બને છે,જે $Nitrobacter$ અને $Nitrocystis$ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા થાય છે.

(A) વાતાવરણમાં આશરે $78\%$ નાઈટ્રોજન વાયુ $(N_2)$ રહેલો છે. જોકે વનસ્પતિઓ આ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનો સીધો ઉપયોગ કરી શકતી નથી, પરંતુ તે મુખ્ય ભંડાર તરીકે કાર્ય કરે છે, જ્યાંથી જૈવિક અને ભૌતિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નાઈટ્રોજનનું એવા સ્વરૂપોમાં સ્થાપન થાય છે જે વનસ્પતિ શોષી શકે છે. તેથી, વાતાવરણને નાઈટ્રોજનનો અંતિમ સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે.

(B) નાઈટ્રોજન એ વનસ્પતિઓ માટે મોટા પ્રમાણમાં જરૂરી એક મહત્વપૂર્ણ તત્વ છે. તે કુદરતી અને ખેતીવાડી બંને પ્રકારના નિવસનતંત્રોમાં સૌથી વધુ મર્યાદિત પોષકતત્વ છે,કારણ કે વાતાવરણમાં $N_2$ વાયુ સ્વરૂપે પુષ્કળ પ્રમાણમાં હોવા છતાં,વનસ્પતિઓ તેનો સીધો ઉપયોગ કરી શકતી નથી. તેને જૈવિક અથવા ઔદ્યોગિક નાઈટ્રોજન સ્થાપન દ્વારા $NH_4^+$ અથવા $NO_3^-$ જેવા ઉપયોગી સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત કરવું પડે છે.

(C) વિનાઈટ્રીફિકેશન એ જમીનમાં રહેલા નાઈટ્રેટ્સનું વાયુરૂપ નાઈટ્રોજન $(N_2)$ માં રિડક્શન થવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા $Pseudomonas$ અને $Thiobacillus$ જેવા વિનાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$Nitrococcus$,$Nitrosomonas$ અને $Nitrobacter$ નાઈટ્રીફિકેશનની પ્રક્રિયામાં સામેલ છે,જેમાં એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટમાં અને ત્યારબાદ નાઈટ્રેટમાં રૂપાંતર થાય છે.

(C) નાઈટ્રોજનનો મુખ્ય સ્ત્રોત વાતાવરણ છે.
તે વિવિધ જૈવિક અને અજૈવિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા ઉપયોગી સ્વરૂપોમાં સ્થાપિત થાય છે.
વનસ્પતિઓ મુખ્યત્વે જમીનમાંથી નાઈટ્રોજનને નાઈટ્રેટ્સ $(NO_3^-)$ અને એમોનિયમ ક્ષારો $(NH_4^+)$ ના સ્વરૂપમાં શોષે છે.
તેથી,નાઈટ્રોજન જમીનમાં નાઈટ્રેટ્સ અને એમોનિયમ ક્ષારોના સ્વરૂપમાં હાજર હોય છે.

(C) $1$. $I$ નાઈટ્રોસોમોનાસ: આ બેક્ટેરિયા $NH_3$ નું નાઈટ્રાઈટમાં ઓક્સિડેશન કરે છે,નાઈટ્રાઈટનું નાઈટ્રેટમાં નહીં. નાઈટ્રાઈટનું નાઈટ્રેટમાં રૂપાંતર નાઈટ્રોબેક્ટર દ્વારા થાય છે.
$2$. $II$ થિયોબેસિલસ: આ બેક્ટેરિયા વિનાઈટ્રીકરણની પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે,જેમાં નાઈટ્રેટનું નાઈટ્રોજન વાયુમાં રિડક્શન થાય છે. આ સાચી જોડી છે.
$3$. $III$ નોસ્ટોક: આ એક સાયનોબેક્ટેરિયા છે જે મુક્તજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક તરીકે કાર્ય કરે છે. આ સાચી જોડી છે.
$4$. $IV$ એઝેટોબેક્ટર: આ એક મુક્તજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક જારક સૂક્ષ્મજીવ છે,અજારક નથી. તેથી,આ ખોટી જોડી છે.
આમ,$II$ અને $III$ સાચી જોડીઓ છે.

(A) નાઈટ્રોજન ચક્ર એ એક જૈવ-ભૂ-રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા નાઈટ્રોજન વાતાવરણ,જમીન અને દરિયાઈ નિવસનતંત્રમાં ફરતી વખતે વિવિધ રાસાયણિક સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$1$. નાઈટ્રોજન સ્થાપન વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_{2})$ ને એમોનિયા $(NH_{3})$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$2$. નાઈટ્રિફિકેશન એ પ્રક્રિયા છે જેમાં એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટ્સ $(NO_{2}^{-})$ અને ત્યારબાદ નાઈટ્રેટ્સ $(NO_{3}^{-})$ માં નાઈટ્રિફાઈંગ બેક્ટેરિયા દ્વારા રૂપાંતર થાય છે.
$3$. એસિમિલેશનમાં વનસ્પતિઓ કાર્બનિક નાઈટ્રોજન સંયોજનો બનાવવા માટે આ નાઈટ્રેટ્સનો ઉપયોગ કરે છે.
$4$. એમોનિફિકેશન એ પ્રક્રિયા છે જેમાં મૃત સજીવોમાંથી કાર્બનિક નાઈટ્રોજનનું વિઘટકો દ્વારા ફરીથી એમોનિયામાં રૂપાંતર થાય છે.
$5$. ડિનાઈટ્રિફિકેશન એ પ્રક્રિયા છે જેમાં નાઈટ્રેટ્સનું ડિનાઈટ્રિફાઈંગ બેક્ટેરિયા દ્વારા ફરીથી વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_{2})$ માં રૂપાંતર થાય છે.
વિકલ્પો જોતા,વિકલ્પ $A$ સાચો ક્રમ દર્શાવે છે: વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $\rightarrow$ એમોનિયા (સ્થાપન દ્વારા) $\rightarrow$ નાઈટ્રાઈટ્સ $\rightarrow$ નાઈટ્રેટ્સ $\rightarrow$ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન (ડિનાઈટ્રિફિકેશન દ્વારા).

(A) નાઈટ્રીકરણની પ્રક્રિયામાં એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટ્સમાં અને ત્યારબાદ નાઈટ્રેટ્સમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$Nitrosomonas$ અને $Nitrococcus$ એ રસાયણસ્વયંપોષી બેક્ટેરિયા છે જે એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટ્સ $(NO_{2}^{-})$ માં ઓક્સિડેશન કરે છે.
$Nitrobacter$ નાઈટ્રાઈટ્સનું નાઈટ્રેટ્સ $(NO_{3}^{-})$ માં રૂપાંતર કરવા માટે જવાબદાર છે.
એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટ્સમાં રૂપાંતર કરવા માટેની રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2NH_{3} + 3O_{2} \xrightarrow{\text{Nitrosomonas}} 2NO_{2}^{-} + 2H^{+} + 2H_{2}O + \text{Energy}$

(B) એમોનિયા $(NH_{3})$ નું નાઈટ્રાઈટ $(NO_{2}^{-})$ અને ત્યારબાદ નાઈટ્રેટ $(NO_{3}^{-})$ માં રૂપાંતર કરવાની પ્રક્રિયાને નાઈટ્રિફિકેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા $Nitrosomonas$ અને $Nitrobacter$ જેવા જમીનના બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયાઓ નાઈટ્રીફિકેશનની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે,જે એમોનિયાનું નાઈટ્રેટમાં રૂપાંતરણ છે.
પગલું $I$ $(2 NH_{3} + 3 O_{2} \rightarrow 2 NO_{2}^{-} + 2 H^{+} + 2 H_{2} O)$ એ $Nitrosomonas$ અથવા $Nitrococcus$ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
પગલું $II$ $(2 NO_{2}^{-} + O_{2} \rightarrow 2 NO_{3}^{-})$ એ $Nitrobacter$ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
બંને પગલાંને સામૂહિક રીતે નાઈટ્રીફિકેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ બેક્ટેરિયા રસાયણસ્વયંપોષી (chemoautotrophs) છે,પ્રકાશસંશ્લેષી સ્વયંપોષી નથી,કારણ કે તેઓ પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવાને બદલે અકાર્બનિક પદાર્થોના ઓક્સિડેશન દ્વારા ઉર્જા મેળવે છે. તેથી,તેઓ પ્રકાશસંશ્લેષી સ્વયંપોષી છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) નાઈટ્રેટ $(NO_{3}^{-})$ નું વાયુરૂપ નાઈટ્રોજન $(N_{2})$ માં રૂપાંતર કરવાની પ્રક્રિયાને ડીનાઈટ્રીફિકેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા $Pseudomonas$ અને $Thiobacillus$ જેવા ડીનાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) વિધાન ખોટું છે કારણ કે નાઈટ્રીફિકેશનની પ્રક્રિયામાં એમોનિયા $(NH_3)$ નું $Nitrosomonas$ અને $Nitrococcus$ દ્વારા નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે,અને ત્યારબાદ નાઈટ્રાઈટનું $Nitrobacter$ દ્વારા નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ માં ઓક્સિડેશન થાય છે. વિધાનમાં ઉત્પાદનોનો ક્રમ ઉલટાવી દેવામાં આવ્યો છે.
કારણ પણ ખોટું છે કારણ કે વનસ્પતિઓ મુખ્યત્વે નાઈટ્રોજનને નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ અથવા એમોનિયમ $(NH_4^+)$ સ્વરૂપે તેમના મૂળ દ્વારા શોષે છે,પાંદડા દ્વારા નહીં. એકવાર શોષાયા પછી,નાઈટ્રેટને પાંદડાઓ સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે જ્યાં તેનું એમોનિયામાં રિડક્શન થાય છે જેથી તેને એમિનો એસિડમાં સામેલ કરી શકાય.

$(A)$ સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$(a)$ Nitrococcus: તે નાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા છે જે એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટમાં રૂપાંતર કરે છે. તેથી, $(a)-(ii)$.
$(b)$ Rhizobium: તે સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે જે વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે. તેથી, $(b)-(iv)$.
$(c)$ Thiobacillus: તે વિનાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા છે જે નાઈટ્રેટનું ફરીથી વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનમાં રૂપાંતર કરે છે (વિનાઈટ્રીફિકેશન). તેથી, $(c)-(i)$.
$(d)$ Nitrobacter: તે નાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા છે જે નાઈટ્રાઈટનું નાઈટ્રેટમાં રૂપાંતર કરે છે. તેથી, $(d)-(iii)$.
તેથી, સાચો ક્રમ $(a)-(ii), (b)-(iv), (c)-(i), (d)-(iii)$ છે.

(N/A) $\Rightarrow$ નાઈટ્રીફાઈંગ બેક્ટેરિયા રસાયણસ્વપોષી $(Chemoautotrophs)$ છે.
$\Rightarrow$ તેઓ એમોનિયા $(NH_3)$ અથવા નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ જેવા અકાર્બનિક પદાર્થોનું ઓક્સિડેશન કરીને નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ માં રૂપાંતરિત કરીને ઉર્જા મેળવે છે.
$\Rightarrow$ આ ઉર્જાનો ઉપયોગ કાર્બન ડાયોક્સાઈડ $(CO_2)$ ને કાર્બનિક સંયોજનોમાં સ્થાપિત કરવા માટે થાય છે.
$\Rightarrow$ આ રીતે બનેલ નાઈટ્રેટ વનસ્પતિઓ દ્વારા શોષાય છે અને પર્ણો સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે.
$\Rightarrow$ પર્ણોમાં તેનું રિડક્શન થઈને એમોનિયા બને છે,જે ત્યારબાદ એમિનો એસિડમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$\Rightarrow$ પ્રક્રિયાનો માર્ગ: $\text{નાઈટ્રેટ} \rightarrow \text{પર્ણો} \xrightarrow{\text{રિડક્શન}} \text{એમોનિયા} \rightarrow \text{એમિનો એસિડ}$.

(A) વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ નું એમોનિયા $(NH_3)$ માં રૂપાંતરણ થવાની પ્રક્રિયાને નાઈટ્રોજન સ્થાપન $(P)$ કહેવામાં આવે છે.
મૃત વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓમાં રહેલા કાર્બનિક નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયાને એમોનિફિકેશન $(Q)$ કહેવામાં આવે છે.
તેથી,$P$ એ નાઈટ્રોજન સ્થાપન છે અને $Q$ એ એમોનિફિકેશન છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા એમોનિયા $(NH_3)$ નું નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ માં ઓક્સિડેશન દર્શાવે છે. આ પ્રક્રિયાને નાઈટ્રીકરણ (nitrification) કહેવામાં આવે છે. આ ચોક્કસ તબક્કા માટે જવાબદાર બેક્ટેરિયા નાઈટ્રોસોમોનાસ અને નાઈટ્રોકોકસ છે. નાઈટ્રોબેકટર નાઈટ્રાઈટનું નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ માં રૂપાંતર કરવા માટે જવાબદાર છે. તેથી,નાઈટ્રોસોમોનાસ અને નાઈટ્રોકોકસ બંને આ પ્રક્રિયા કરે છે.

(C) નાઈટ્રીફિકેશનની પ્રક્રિયામાં એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટમાં અને ત્યારબાદ નાઈટ્રાઈટનું નાઈટ્રેટમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
$1$. એમોનિયાનું નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^{-})$ માં ઓક્સિડેશન $Nitrosomonas$ અને $Nitrococcus$ જેવા બેક્ટેરિયા દ્વારા થાય છે.
$2$. નાઈટ્રાઈટનું નાઈટ્રેટ $(NO_3^{-})$ માં ઓક્સિડેશન $Nitrobacter$ નામના બેક્ટેરિયા દ્વારા થાય છે.
તેથી,$2 NO_2^{-} + O_2 \rightarrow 2 NO_3^{-}$ પ્રક્રિયા ખાસ કરીને $Nitrobacter$ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(D) નાઈટ્રોજન ચક્રમાં,ડિનાઈટ્રિફિકેશન એ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા નાઈટ્રેટ્સ $(NO_3^-)$ નું ફરીથી વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ માં રૂપાંતર થાય છે.
આપેલ આકૃતિમાં,$S$ તરીકે દર્શાવેલ તીર જમીનમાં રહેલા નાઈટ્રેટ્સ $(NO_3^-)$ નું વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ માં રૂપાંતર દર્શાવે છે.
તેથી,$S$ એ ડિનાઈટ્રિફિકેશનની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.

(D) ડિનાઈટ્રિફિકેશન એ નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ નું વાયુરૂપ નાઈટ્રોજન $(N_2)$ માં રિડક્શન કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા સ્યુડોમોનાસ $(Pseudomonas)$ અને થયોબેસિલસ $(Thiobacillus)$ જેવા ડિનાઈટ્રિફાઈંગ બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
નાઈટ્રોબેક્ટર $(Nitrobacter)$ નાઈટ્રિફિકેશનની પ્રક્રિયામાં સામેલ છે,જ્યાં તે નાઈટ્રાઈટ $(NO_2^-)$ ને નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
તેથી,સ્યુડોમોનાસ અને થયોબેસિલસ બંને ડિનાઈટ્રિફિકેશન માટે જવાબદાર છે.

(D) વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ માં બે નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ મજબૂત ત્રિ-સહસંયોજક બંધ $(N \equiv N)$ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.
આ બંધને તોડવા માટે ઘણી ઉર્જાની જરૂર પડે છે, જે આ અણુને સામાન્ય જૈવિક પરિસ્થિતિઓમાં રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય બનાવે છે.
તેથી, વનસ્પતિઓ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનો સીધો ઉપયોગ કરી શકતી નથી અને તેને જમીનમાંથી નાઈટ્રેટ $(NO_3^-)$ અથવા એમોનિયમ આયનો $(NH_4^+)$ ના સ્વરૂપમાં શોષવું પડે છે, જે વધુ સક્રિય અને જૈવિક રીતે ઉપલબ્ધ હોય છે.

(D) $\text{સેડિમેન્ટેશન}$ (અવસાદન) દ્વારા, જમીનના નાઈટ્રેટ્સ સમુદ્રમાં વહી જાય છે અથવા પાણીના અંતઃસ્ત્રવણ (percolation) સાથે પૃથ્વીમાં ઊંડે સુધી નિક્ષાલિત થાય છે.