Nitrogen Cycle Questions in Hindi

(A) कथन $A$ सही है: बिजली चमकने के दौरान,उच्च तापमान और विद्युत निर्वहन वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_2)$ के मजबूत त्रि-आबंध को तोड़ने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करते हैं,जिससे यह ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रोजन ऑक्साइड $(NO_x)$ बनाता है। पराबैंगनी विकिरण भी इस प्रक्रिया में योगदान देता है।
कथन $R$ सही है: औद्योगिक दहन,जंगल की आग,ऑटोमोबाइल निकास और बिजली उत्पादन स्टेशनों जैसी मानवीय गतिविधियाँ वायुमंडल में नाइट्रोजन ऑक्साइड की महत्वपूर्ण मात्रा छोड़ती हैं,जो नाइट्रोजन स्थिरीकरण और वायुमंडलीय नाइट्रोजन यौगिकों के मानवजनित स्रोतों के रूप में कार्य करती हैं।
अतः,दोनों कथन सही हैं।

(A) नाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया,जैसे $Nitrosomonas$ और $Nitrobacter$,नाइट्रोजन चक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
वे अमोनिया $(NH_3)$ का ऑक्सीकरण करके नाइट्राइट $(NO_2^-)$ और उसके बाद नाइट्रेट $(NO_3^-)$ में परिवर्तित करते हैं।
यह प्रक्रिया पौधों के लिए आवश्यक है क्योंकि वे मिट्टी से नाइट्रोजन का अवशोषण मुख्य रूप से नाइट्रेट के रूप में करते हैं।
इसलिए,सही कार्य अमोनिया का ऑक्सीकरण करके नाइट्रेट बनाना है।

(D) Thiobacillus बैक्टीरिया का एक वंश है जो नाइट्रोजन चक्र में,विशेष रूप से विनाइट्रीकरण (Denitrification) की प्रक्रिया में अपनी भूमिका के लिए जाना जाता है।
विनाइट्रीकरण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा नाइट्रेट $(NO_3^-)$ को नाइट्रोजन गैस $(N_2)$ या नाइट्रस ऑक्साइड $(N_2O)$ में अपचयित (reduce) किया जाता है।
यह प्रक्रिया मिट्टी में Pseudomonas और Thiobacillus जैसे विनाइट्रीकारी बैक्टीरिया द्वारा की जाती है,जो नाइट्रोजन को वापस वायुमंडल में भेजने में मदद करते हैं।

(C) मिट्टी में मौजूद नाइट्रेट $(NO_3^-)$ को गैसीय नाइट्रोजन $(N_2)$ में बदलने की प्रक्रिया को विनाइट्रीकरण (denitrification) कहा जाता है।
यह प्रक्रिया विनाइट्रीकारी (denitrifying) बैक्टीरिया द्वारा की जाती है।
दिए गए विकल्पों में से,$Thiobacillus$ और $Pseudomonas$ विनाइट्रीकारी बैक्टीरिया के प्रसिद्ध उदाहरण हैं।
$Nitrobacter$ और $Nitrococcus$ नाइट्रीकरण (nitrification) की प्रक्रिया में शामिल होते हैं (नाइट्राइट को नाइट्रेट में बदलना)।
$Nitrosomonas$ अमोनिया को नाइट्राइट में बदलने में मदद करता है।
इसलिए,सही उत्तर $Thiobacillus$ है।

(N/A) $\Rightarrow$ कार्बन,हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अलावा,नाइट्रोजन जीवित जीवों में सबसे अधिक पाया जाने वाला तत्व है।
$\Rightarrow$ नाइट्रोजन अमीनो एसिड,प्रोटीन,हार्मोन,क्लोरोफिल और कई विटामिनों का एक घटक है।
$\Rightarrow$ पौधे मिट्टी में उपलब्ध सीमित नाइट्रोजन के लिए सूक्ष्मजीवों के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं।
$\Rightarrow$ इस प्रकार,नाइट्रोजन प्राकृतिक और कृषि दोनों पारिस्थितिक तंत्रों के लिए एक सीमित पोषक तत्व है।
$\Rightarrow$ नाइट्रोजन दो नाइट्रोजन परमाणुओं के रूप में मौजूद होता है जो एक बहुत मजबूत ट्रिपल सहसंयोजक बंधन $(N \equiv N)$ द्वारा जुड़े होते हैं।
$\Rightarrow$ नाइट्रोजन $(N_2)$ के अमोनिया में बदलने की प्रक्रिया को नाइट्रोजन स्थिरीकरण कहा जाता है।
$\Rightarrow$ प्रकृति में,बिजली और पराबैंगनी विकिरण नाइट्रोजन को नाइट्रोजन ऑक्साइड $(NO, NO_2, N_2O)$ में बदलने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करते हैं। औद्योगिक दहन,जंगल की आग,ऑटोमोबाइल निकास और बिजली पैदा करने वाले स्टेशन भी वायुमंडलीय नाइट्रोजन ऑक्साइड के स्रोत हैं।
$\Rightarrow$ मृत पौधों और जानवरों के कार्बनिक नाइट्रोजन का अमोनिया में अपघटन अमोनिकरण कहलाता है।
$\Rightarrow$ इसमें से कुछ अमोनिया वाष्पित होकर वापस वायुमंडल में प्रवेश कर जाती है।
$\Rightarrow$ लेकिन इसका अधिकांश भाग मिट्टी के बैक्टीरिया द्वारा निम्नलिखित चरणों में नाइट्रेट में परिवर्तित हो जाता है:
$\Rightarrow$ अमोनिया को पहले नाइट्रोसोमोनास और/या नाइट्रोकोकस बैक्टीरिया द्वारा नाइट्राइट में ऑक्सीकृत किया जाता है।
$\Rightarrow$ नाइट्राइट को नाइट्रोबैक्टर बैक्टीरिया की मदद से नाइट्रेट में ऑक्सीकृत किया जाता है।
$\Rightarrow$ इन चरणों को नाइट्रीकरण कहा जाता है।
$\Rightarrow$ अमोनिया $\xrightarrow{\text{ऑक्सीकरण}}$ नाइट्राइट
$\Rightarrow$ नाइट्राइट $\xrightarrow[\text{ऑक्सीकरण}]{\text{नाइट्रोबैक्टर}}$ नाइट्रेट
$\Rightarrow$ ये नाइट्रीकरण करने वाले बैक्टीरिया रसायनस्वपोषी (chemoautotrophs) होते हैं।
$\Rightarrow$ इस प्रकार बने नाइट्रेट को पौधों द्वारा अवशोषित किया जाता है और पत्तियों तक पहुँचाया जाता है।
$\Rightarrow$ पत्तियों में,यह अमोनिया बनाने के लिए अपचयित (reduced) हो जाता है।
$\Rightarrow$ नाइट्रेट $\rightarrow$ पत्तियां $\xrightarrow{\text{अपचयन}}$ अमोनिया $\rightarrow$ अमीनो एसिड
$\Rightarrow$ यह अंततः अमीनो एसिड का एमाइन समूह बनाता है। मिट्टी में मौजूद नाइट्रेट को विनाइट्रीकरण (denitrification) की प्रक्रिया द्वारा नाइट्रोजन में भी अपचयित किया जाता है।
$\Rightarrow$ नाइट्रेट $\xrightarrow{\text{विनाइट्रीकरण}}$ नाइट्रोजन
$\Rightarrow$ यह प्रक्रिया स्यूडोमोनास और थियोबैसिलस जैसे बैक्टीरिया द्वारा की जाती है।

(N/A) नाइट्रोजन चक्र एक जैव-भू-रासायनिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा नाइट्रोजन वायुमंडल,स्थलीय और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र के बीच घूमते हुए विभिन्न रासायनिक रूपों में परिवर्तित होती है। इसके मुख्य चरण निम्नलिखित हैं:
$1$. नाइट्रोजन स्थिरीकरण: वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_2)$ को अमोनिया $(NH_3)$ या अन्य नाइट्रोजनयुक्त यौगिकों में बदलने की प्रक्रिया। यह जैविक स्थिरीकरण ($Rhizobium$,$Azotobacter$ जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा),औद्योगिक स्थिरीकरण,या वायुमंडलीय स्थिरीकरण (बिजली कड़कने द्वारा) के माध्यम से हो सकता है।
$2$. नाइट्रीकरण: वह प्रक्रिया जिसमें अमोनिया का $Nitrosomonas$ और $Nitrococcus$ जैसे बैक्टीरिया द्वारा नाइट्राइट $(NO_2^-)$ में ऑक्सीकरण होता है,और फिर $Nitrobacter$ द्वारा इसे नाइट्रेट $(NO_3^-)$ में ऑक्सीकृत किया जाता है।
$3$. स्वांगीकरण (Assimilation): पौधे मिट्टी से नाइट्रेट या अमोनिया को अवशोषित करते हैं और उन्हें अमीनो एसिड और प्रोटीन जैसे कार्बनिक अणुओं में शामिल करते हैं।
$4$. अमोनीकरण: मृत पौधों और जानवरों से प्राप्त कार्बनिक नाइट्रोजनयुक्त यौगिकों का बैक्टीरिया और कवक जैसे अपघटकों द्वारा वापस अमोनिया में अपघटन।
$5$. विनाइट्रीकरण (Denitrification): वह प्रक्रिया जिसमें मिट्टी में मौजूद नाइट्रेट को $Pseudomonas$ और $Thiobacillus$ जैसे विनाइट्रीकरण बैक्टीरिया द्वारा वापस गैसीय नाइट्रोजन $(N_2)$ में बदल दिया जाता है,जिससे यह वायुमंडल में वापस लौट आती है।

(N/A) $(1)$ अमोनीकरण: मृत पौधों और जंतुओं के कार्बनिक नाइट्रोजनयुक्त यौगिकों का अमोनिया में अपघटन होने की प्रक्रिया को अमोनीकरण कहा जाता है।
$(2)$ नाइट्रोजन स्थिरीकरण: वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_2)$ का अमोनिया $(NH_3)$ में परिवर्तन होने की प्रक्रिया को नाइट्रोजन स्थिरीकरण कहा जाता है।

स्यूडोमोनास और थायोबैसिलस जैसे जीव बहुत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे विनाइट्रीकरण (denitrification) की प्रक्रिया को संपन्न करते हैं।
इस प्रक्रिया में,ये बैक्टीरिया मिट्टी में मौजूद नाइट्रेट $(NO_{3}^{-})$ और नाइट्राइट $(NO_{2}^{-})$ को गैसीय नाइट्रोजन $(N_{2})$ में अपचयित (reduce) कर देते हैं।
यह नाइट्रोजन फिर से वायुमंडल में मुक्त हो जाती है,जिससे नाइट्रोजन चक्र पूरा हो जाता है।

$(C)$. Thiobacillus विनाइट्रीकरण करता है, जो नाइट्रेट्स को नाइट्रोजन गैस में बदलने की प्रक्रिया है $(2)$।
$B$. Nitrosomonas एक नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया है जो $NH_{3}$ को नाइट्राइट में ऑक्सीकृत करता है $(4)$।
$C$. Nostoc एक मुक्त-जीवी नाइट्रोजन-स्थिरीकरण करने वाला साइनोबैक्टीरिया है $(1)$।
$D$. Azotobacter एक मुक्त-जीवी वायवीय नाइट्रोजन-स्थिरीकरण करने वाला बैक्टीरिया है $(3)$।
अतः, सही मिलान $A-2, B-4, C-1, D-3$ है।

(B) विनाइट्रीकरण (Denitrification) नाइट्रेट $(NO_3^-)$ का गैसीय नाइट्रोजन $(N_2)$ या अन्य गैसीय नाइट्रोजन यौगिकों में अपचयन (reduction) है।
अवायवीय परिस्थितियों में, कुछ सूक्ष्मजीव श्वसन के लिए ऑक्सीजन के स्रोत के रूप में नाइट्रेट और अन्य ऑक्सीकृत आयनों का उपयोग करते हैं।
ऐसे बैक्टीरिया के उदाहरणों में $Pseudomonas \, denitrificans$, $Thiobacillus \, denitrificans$ और $Micrococcus \, denitrificans$ शामिल हैं।

(D) नाइट्रीकारी बैक्टीरिया रसायनसंश्लेषी स्वपोषी होते हैं जो अकार्बनिक नाइट्रोजन यौगिकों के ऑक्सीकरण से ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
वे इस प्रक्रिया को दो चरणों में पूरा करते हैं:
$1$. अमोनिया $(NH_3)$ का $Nitrosomonas$ और $Nitrosococcus$ जैसे बैक्टीरिया द्वारा नाइट्राइट $(NO_2^-)$ में ऑक्सीकरण होता है।
$2$. नाइट्राइट $(NO_2^-)$ का $Nitrobacter$ और $Nitrocystis$ जैसे बैक्टीरिया द्वारा नाइट्रेट $(NO_3^-)$ में ऑक्सीकरण होता है।
अतः,पूरी प्रक्रिया अमोनिया का नाइट्रेट्स में ऑक्सीकरण है।

(A) अजैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण वायुमंडल में भौतिक प्रक्रियाओं के माध्यम से होता है।
बिजली और ब्रह्मांडीय विकिरण वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_2)$ के मजबूत त्रि-सहसंयोजक बंधों को तोड़ने के लिए आवश्यक उच्च ऊर्जा प्रदान करते हैं।
यह ऊर्जा नाइट्रोजन को ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रोजन के ऑक्साइड बनाने की अनुमति देती है,जो अंततः वर्षा के पानी में घुल जाते हैं और नाइट्रेट बनाते हैं,जो नाइट्रोजन चक्र में योगदान करते हैं।

(B) नाइट्रीकरण अमोनिया को नाइट्रेट में बदलने की जैविक प्रक्रिया है।
पहले चरण में,अमोनियम आयनों $(NH_4^+)$ का ऑक्सीकरण होकर नाइट्राइट $(NO_2^-)$ बनता है,जो $Nitrosomonas$ और $Nitrosococcus$ जैसे बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है।
दूसरे चरण में,नाइट्राइट $(NO_2^-)$ का ऑक्सीकरण होकर नाइट्रेट $(NO_3^-)$ बनता है,जो $Nitrobacter$ और $Nitrocystis$ जैसे बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है।

(A) वायुमंडल में लगभग $78\%$ नाइट्रोजन गैस $(N_2)$ मौजूद है। यद्यपि पौधे इस वायुमंडलीय नाइट्रोजन का सीधे उपयोग नहीं कर सकते हैं, लेकिन यह मुख्य भंडार के रूप में कार्य करता है, जहाँ से जैविक और भौतिक प्रक्रियाओं द्वारा नाइट्रोजन को उन रूपों में स्थिर किया जाता है जिन्हें पौधे अवशोषित कर सकते हैं। इसलिए, वायुमंडल को नाइट्रोजन का अंतिम स्रोत माना जाता है।

(B) नाइट्रोजन पौधों के लिए बड़ी मात्रा में आवश्यक एक महत्वपूर्ण तत्व है। यह प्राकृतिक और कृषि दोनों प्रकार के पारिस्थितिक तंत्रों में सबसे अधिक सीमित पोषक तत्व है क्योंकि,हालांकि यह वातावरण में $N_2$ गैस के रूप में प्रचुर मात्रा में है,पौधे इसका सीधे उपयोग नहीं कर सकते हैं। इसे जैविक या औद्योगिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण के माध्यम से $NH_4^+$ या $NO_3^-$ जैसे उपयोगी रूपों में परिवर्तित किया जाना आवश्यक है।

(C) विनाइट्रीकरण (denitrification) मिट्टी में मौजूद नाइट्रेट्स का गैसीय नाइट्रोजन $(N_2)$ में अपचयन (reduction) होने की प्रक्रिया है।
यह प्रक्रिया $Pseudomonas$ और $Thiobacillus$ जैसे विनाइट्रीकारी जीवाणुओं द्वारा की जाती है।
$Nitrococcus$,$Nitrosomonas$ और $Nitrobacter$ नाइट्रीकरण (nitrification) की प्रक्रिया में शामिल होते हैं,जहाँ अमोनिया को नाइट्राइट और फिर नाइट्रेट में परिवर्तित किया जाता है।

(C) नाइट्रोजन का अंतिम स्रोत वायुमंडल है।
यह कई जैविक और अजैविक प्रक्रियाओं द्वारा उपयोग करने योग्य रूपों में स्थिर होता है।
पौधे मुख्य रूप से मिट्टी से नाइट्रोजन को नाइट्रेट्स $(NO_3^-)$ और अमोनियम लवणों $(NH_4^+)$ के रूप में अवशोषित करते हैं।
अतः,नाइट्रोजन मिट्टी में नाइट्रेट्स और अमोनियम लवणों के रूप में उपस्थित होता है।

(C) $1$. $I$ नाइट्रोसोमोनास: यह जीवाणु $NH_3$ को नाइट्राइट में ऑक्सीकृत करता है,न कि नाइट्राइट को नाइट्रेट में। नाइट्राइट से नाइट्रेट में परिवर्तन नाइट्रोबैक्टर द्वारा किया जाता है।
$2$. $II$ थियोबैसिलस: यह जीवाणु विनाइट्रीकरण की प्रक्रिया में शामिल होता है,जहाँ नाइट्रेट को नाइट्रोजन गैस में अपचयित (reduce) किया जाता है। यह एक सही मिलान है।
$3$. $III$ नोस्टॉक: यह एक साइनोबैक्टीरिया है जो मुक्त-जीवी नाइट्रोजन-स्थिरीकरण के रूप में कार्य करता है। यह एक सही मिलान है।
$4$. $IV$ एजोटोबैक्टर: यह एक मुक्त-जीवी नाइट्रोजन-स्थिरीकरण करने वाला वायवीय सूक्ष्मजीव है,अवायवीय नहीं। इसलिए,यह गलत मिलान है।
अतः,$II$ और $III$ सही मिलान हैं।

(A) नाइट्रोजन चक्र एक जैव-भू-रासायनिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा नाइट्रोजन वायुमंडल,स्थलीय और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र के बीच घूमते हुए विभिन्न रासायनिक रूपों में परिवर्तित हो जाती है।
$1$. नाइट्रोजन स्थिरीकरण वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_{2})$ को अमोनिया $(NH_{3})$ में परिवर्तित करता है।
$2$. नाइट्रीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें अमोनिया को नाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया द्वारा नाइट्राइट्स $(NO_{2}^{-})$ और फिर नाइट्रेट्स $(NO_{3}^{-})$ में परिवर्तित किया जाता है।
$3$. एसिमिलेशन में पौधे कार्बनिक नाइट्रोजन यौगिक बनाने के लिए इन नाइट्रेट्स का उपयोग करते हैं।
$4$. अमोनीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें मृत जीवों से कार्बनिक नाइट्रोजन को अपघटकों द्वारा वापस अमोनिया में परिवर्तित किया जाता है।
$5$. विनाइट्रीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें नाइट्रेट्स को विनाइट्रीकरण बैक्टीरिया द्वारा वापस वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_{2})$ में कम कर दिया जाता है।
विकल्पों को देखते हुए,विकल्प $A$ सही क्रम का प्रतिनिधित्व करता है: वायुमंडलीय नाइट्रोजन $\rightarrow$ अमोनिया (स्थिरीकरण द्वारा) $\rightarrow$ नाइट्राइट्स $\rightarrow$ नाइट्रेट्स $\rightarrow$ वायुमंडलीय नाइट्रोजन (विनाइट्रीकरण द्वारा)।

(A) नाइट्रीकरण की प्रक्रिया में अमोनिया का नाइट्राइट्स में और फिर नाइट्रेट्स में ऑक्सीकरण शामिल है।
$Nitrosomonas$ और $Nitrococcus$ रसायनस्वपोषी बैक्टीरिया हैं जो अमोनिया को नाइट्राइट्स $(NO_{2}^{-})$ में ऑक्सीकृत करते हैं।
$Nitrobacter$ नाइट्राइट्स को नाइट्रेट्स $(NO_{3}^{-})$ में बदलने के लिए जिम्मेदार है।
अमोनिया को नाइट्राइट्स में बदलने की रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2NH_{3} + 3O_{2} \xrightarrow{\text{Nitrosomonas}} 2NO_{2}^{-} + 2H^{+} + 2H_{2}O + \text{Energy}$

(B) अमोनिया $(NH_{3})$ का नाइट्राइट $(NO_{2}^{-})$ और उसके बाद नाइट्रेट $(NO_{3}^{-})$ में रूपांतरण की प्रक्रिया को नाइट्रीकरण (Nitrification) कहा जाता है।
यह प्रक्रिया $Nitrosomonas$ और $Nitrobacter$ जैसे मृदा बैक्टीरिया द्वारा पूरी की जाती है।

(D) दी गई अभिक्रियाएँ नाइट्रीकरण की प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करती हैं,जो अमोनिया का नाइट्रेट में रूपांतरण है।
चरण $I$ $(2 NH_{3} + 3 O_{2} \rightarrow 2 NO_{2}^{-} + 2 H^{+} + 2 H_{2} O)$ $Nitrosomonas$ या $Nitrococcus$ जैसे बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है।
चरण $II$ $(2 NO_{2}^{-} + O_{2} \rightarrow 2 NO_{3}^{-})$ $Nitrobacter$ द्वारा किया जाता है।
दोनों चरणों को सामूहिक रूप से नाइट्रीकरण कहा जाता है।
इन प्रक्रियाओं में शामिल बैक्टीरिया रसायन-स्वपोषी (chemoautotrophs) होते हैं,न कि प्रकाश-स्वपोषी,क्योंकि वे प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करने के बजाय अकार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण द्वारा ऊर्जा प्राप्त करते हैं। इसलिए,यह कथन कि वे प्रकाश-स्वपोषी हैं,गलत है।

(B) नाइट्रेट $(NO_{3}^{-})$ को गैसीय नाइट्रोजन $(N_{2})$ में बदलने की प्रक्रिया को विनाइट्रीकरण (Denitrification) कहा जाता है।
यह प्रक्रिया $Pseudomonas$ और $Thiobacillus$ जैसे विनाइट्रीकारी बैक्टीरिया द्वारा की जाती है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(D) अभिकथन गलत है क्योंकि नाइट्रीकरण की प्रक्रिया में अमोनिया $(NH_3)$ का $Nitrosomonas$ और $Nitrococcus$ द्वारा नाइट्राइट $(NO_2^-)$ में ऑक्सीकरण होता है,और फिर नाइट्राइट का $Nitrobacter$ द्वारा नाइट्रेट $(NO_3^-)$ में ऑक्सीकरण होता है। अभिकथन में उत्पादों का क्रम उल्टा दिया गया है।
कारण भी गलत है क्योंकि पौधे मुख्य रूप से नाइट्रोजन को नाइट्रेट $(NO_3^-)$ या अमोनियम $(NH_4^+)$ के रूप में अपनी जड़ों के माध्यम से अवशोषित करते हैं,न कि पत्तियों के माध्यम से। एक बार अवशोषित होने के बाद,नाइट्रेट को पत्तियों तक पहुँचाया जाता है जहाँ इसे वापस अमोनिया में अपचयित (reduce) किया जाता है ताकि इसे अमीनो एसिड में शामिल किया जा सके।

$(A)$ सही मिलान इस प्रकार है:
$(a)$ Nitrococcus: यह एक नाइट्रीकारी जीवाणु है जो अमोनिया को नाइट्राइट में परिवर्तित करता है। अतः, $(a)-(ii)$।
$(b)$ Rhizobium: यह एक सहजीवी नाइट्रोजन-स्थिरीकरण जीवाणु है जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित करता है। अतः, $(b)-(iv)$।
$(c)$ Thiobacillus: यह एक विनाइट्रीकारी जीवाणु है जो नाइट्रेट को वापस वायुमंडलीय नाइट्रोजन में परिवर्तित करता है (विनाइट्रीकरण)। अतः, $(c)-(i)$।
$(d)$ Nitrobacter: यह एक नाइट्रीकारी जीवाणु है जो नाइट्राइट को नाइट्रेट में परिवर्तित करता है। अतः, $(d)-(iii)$।
इसलिए, सही क्रम $(a)-(ii), (b)-(iv), (c)-(i), (d)-(iii)$ है।

(N/A) $\Rightarrow$ नाइट्रीकारी बैक्टीरिया रसायनस्वपोषी $(Chemoautotrophs)$ होते हैं।
$\Rightarrow$ वे अमोनिया $(NH_3)$ या नाइट्राइट $(NO_2^-)$ जैसे अकार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करके नाइट्रेट $(NO_3^-)$ में बदलकर ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
$\Rightarrow$ इस ऊर्जा का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ को कार्बनिक यौगिकों में स्थिर करने के लिए किया जाता है।
$\Rightarrow$ इस प्रकार निर्मित नाइट्रेट पौधों द्वारा अवशोषित किया जाता है और पत्तियों तक पहुँचाया जाता है।
$\Rightarrow$ पत्तियों में इसका अपचयन (reduction) होकर अमोनिया बनता है,जिसे बाद में अमीनो एसिड में शामिल कर लिया जाता है।
$\Rightarrow$ प्रक्रिया का मार्ग: $\text{नाइट्रेट} \rightarrow \text{पत्तियाँ} \xrightarrow{\text{अपचयन}} \text{अमोनिया} \rightarrow \text{अमीनो एसिड}$.

(A) वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_2)$ का अमोनिया $(NH_3)$ में रूपांतरण नाइट्रोजन स्थिरीकरण $(P)$ कहलाता है।
मृत पौधों और जंतुओं में उपस्थित कार्बनिक नाइट्रोजन का अमोनिया में अपघटन अमोनीकरण $(Q)$ कहलाता है।
अतः,$P$ नाइट्रोजन स्थिरीकरण है और $Q$ अमोनीकरण है।

(D) दी गई अभिक्रिया अमोनिया $(NH_3)$ का नाइट्राइट $(NO_2^-)$ में ऑक्सीकरण दर्शाती है। इस प्रक्रिया को नाइट्रीकरण (nitrification) कहा जाता है। इस विशिष्ट चरण के लिए जिम्मेदार बैक्टीरिया नाइट्रोसोमोनास और नाइट्रोकोकस हैं। नाइट्रोबैक्टर नाइट्राइट का नाइट्रेट $(NO_3^-)$ में ऑक्सीकरण करने के लिए जिम्मेदार है। इसलिए,नाइट्रोसोमोनास और नाइट्रोकोकस दोनों ही यह अभिक्रिया करते हैं।

(C) नाइट्रीकरण (nitrification) की प्रक्रिया में अमोनिया का नाइट्राइट में और फिर नाइट्राइट का नाइट्रेट में ऑक्सीकरण होता है।
$1$. अमोनिया का नाइट्राइट $(NO_2^{-})$ में ऑक्सीकरण $Nitrosomonas$ और $Nitrococcus$ जैसे बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है।
$2$. नाइट्राइट का नाइट्रेट $(NO_3^{-})$ में ऑक्सीकरण $Nitrobacter$ नामक बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है।
अतः,$2 NO_2^{-} + O_2 \rightarrow 2 NO_3^{-}$ अभिक्रिया विशेष रूप से $Nitrobacter$ द्वारा की जाती है।

(D) नाइट्रोजन चक्र में,विनाइट्रीकरण (denitrification) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा नाइट्रेट्स $(NO_3^-)$ को वापस वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_2)$ में अपचयित किया जाता है।
दिए गए चित्र में,$S$ द्वारा दर्शाया गया तीर मृदा नाइट्रेट्स $(NO_3^-)$ का वापस वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_2)$ में रूपांतरण दर्शाता है।
अतः,$S$ विनाइट्रीकरण की प्रक्रिया को दर्शाता है।

(D) विनाइट्रीकरण (denitrification) नाइट्रेट $(NO_3^-)$ को गैसीय नाइट्रोजन $(N_2)$ में अपचयित (reduce) करने की प्रक्रिया है।
यह प्रक्रिया स्यूडोमोनास $(Pseudomonas)$ और थायोबैसिलस $(Thiobacillus)$ जैसे विनाइट्रीकारी बैक्टीरिया द्वारा की जाती है।
नाइट्रोबैक्टर $(Nitrobacter)$ नाइट्रीकरण (nitrification) की प्रक्रिया में शामिल होता है,जहाँ यह नाइट्राइट $(NO_2^-)$ को नाइट्रेट $(NO_3^-)$ में परिवर्तित करता है।
इसलिए,स्यूडोमोनास और थायोबैसिलस दोनों विनाइट्रीकरण के लिए जिम्मेदार हैं।

(D) वायुमंडलीय नाइट्रोजन $(N_2)$ में दो नाइट्रोजन परमाणु एक मजबूत त्रि-सहसंयोजक बंध $(N \equiv N)$ द्वारा जुड़े होते हैं।
इस बंध को तोड़ने के लिए अत्यधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो इस अणु को सामान्य जैविक स्थितियों में रासायनिक रूप से अक्रिय बना देती है।
इसलिए, पादप सीधे वायुमंडलीय नाइट्रोजन का उपयोग नहीं कर सकते हैं और उन्हें इसे मृदा से नाइट्रेट $(NO_3^-)$ या अमोनियम आयनों $(NH_4^+)$ के रूप में अवशोषित करना पड़ता है, जो अधिक अभिक्रियाशील और जैविक रूप से उपलब्ध होते हैं।

(D) $\text{अवसादन}$ (sedimentation) द्वारा, मृदा के नाइट्रेट्स समुद्र में बह जाते हैं या रिसते हुए पानी के साथ पृथ्वी में गहराई तक निक्षालित हो जाते हैं।