DUŠIK, kruženje u moru. D. se nalazi u morskoj vodi dijelom kao slobodan plin, a dijelom vezan u anorganskim ili organskim spojevima. Anorganski spojevi su amonijak (NH₃), odnosno amonijev ion (NH₄) te nitrat ili nitratov ion (NO₃) i nitrit ili nitritov ion (NO₂). Organski spojevi dušika dolaze u živim tjelesima, neživim organskim česticama i otopljenoj organskoj tvari.

Slobodni ili plinoviti d. je gotovo od neznatne važnosti po život u moru. Osim vjerojatno malih količina, koje neke bakterije (Azotobacter chroococcum, Clostridium pasteurianum) oksidiraju tvoreći nitrat (fiksacija dušika), sav ostali slobodni d. ostaje indiferentan za život u moru i ne pokazuje nikakva kruženja pomoću živih bića. Nije se moglo ničim potvrditi mišljenje nekih istraživača, da se i alge mogu koristiti elementarnim dušikom i da ga provode u vezano stanje. Nasuprot tome, vezani d. mijenja svoje oblike i pomoću organizama stalno putuje iz biljnih i životinjskih tjelesa u njihovu vanjsku sredinu (morsku vodu) i obrnuto. To njegovo putovanje i pretvaranje nazivamo kruženjem ili ciklusom dušika u moru. U tom kruženju, na kojem se temelji sav život u moru, razlikuju se četiri faze, i to: amortizacija, nitrifikacija, dušična asimilacija i denitrifikacija.

Amonizacija se sastoji u oslobađanju dušika iz organskih tjelesa i detritusa u obliku amonijaka, odnosno amonijeva iona. To je oslobađanje posljedica raspadanja i rastvaranja organskih tjelesa, odnosno njihovih bjelančastih molekula. Rastvaranje se vrši autolizom, a osobito djelovanjem raznih bakterija i stoga prolazi kroz različne faze, a posljednji su proizvodi rastvaranja aminokiseline, iz kojih se, konačno, oslobađa amonij. Amonizacija obuhvaća, dakle, vrlo važne biokemijske procese, u kojima se d. oslobađa iz organskih spojeva uginulih organizama i njihovih ostataka i ponovo vraća u anorganski svijet u obliku amonija. Iako na taj način sav organski vezani d. prelazi u anorganski amonijev spoj, ipak su količine toga spoja u moru malene. One kolebaju samo između 5 i 50 mikrograma u litri morske vode. Iznosi amonija tako su maleni i pored činjenice, što ga morske biljke u nekoj mjeri troše za hranu. Glavni uzrok malim količinama amonija u oceanima je nitrifikacija.

Nitrifikacija je druga faza u kruženju dušika, u kojoj amonij prelazi, putem oksidacije, u nitrat. Ona se, u manjoj mjeri, vrsi već utjecajem Sunčeve energije u gornjim, osvijetljenim slojevima mora. U mnogo se većoj mjeri, a u donjim morskim slojevima isključivo, vrši djelovanjem nitrifikacijskih bakterija. Ti maleni organizmi ne trebaju izvana organske hrane, jer je sami za se pripremaju asimilacijom ugljičnog dioksida kao i ostale autotrofne biljke. Pritom one — za razliku od ostalih biljaka — ne upotrebljavaju svijetlo za dobivanje energije, nego iskorišćuju isključivo onu energiju, koja nastaje u procesima nitrifikacije. Ti procesi nastaju u dvije faze, i u njima sudjeluju dvije grupe bakterija. U prvoj fazi oksidiraju t. zv. nitritne bakterije (Nitrotomonas, Nitrosococcus) amonijak do nitrita prema shemi: 2 NH₃ + 3 O₂ —>2 NO₂+2 H₂0+kalorije. U drugoj fazi oksidiraju dalje t. zv. nitratne bakterije (Nitrobacter) nitrite do nitrata prema shemi: 2 HNO₂ + O₂ —>2 HNO₃ + kalorije. Nitrifikacijske bakterije dolaze u blizini morskog dna, osobito blizu obala, i na pelagijskim organizmima, a ne dolaze u slobodnoj suspenziji otvorena mora. Stoga se nitrifikacija vrši u najvećoj mjeri u blizini morskih obala i blizu dna.

Zbog djelovanja nitritnih i nitratnih bakterija obiluje more velikim količinama nitrita i nitrata. Količine samih nitrita su malene i kolebaju na raznim točkama oceana između 0,1 i 50 mikrograma nitritnog dušika u litri vode. One su tako malene osobito zbog toga, što daljim djelovanjem nitratnih bakterija brzo prelaze u nitrate. Nitriti nisu jednolično podijeljeni u moru. Manji iznosi dolaze u donjim, a veći u gornjim slojevima. Nasuprot nitritima, količine su nitrata katkada znatne i kolebaju između 1 i 600 mikrograma nitratnog dušika u litri vode. Najveće su količine nagomilane u velikim dubinama blizu morskoga dna.

Dušična asimilacija. Amonijak i nitriti — ukoliko oksidacijom ne prijeđu u druge spojeve — te nitrati ne ostaju u moru nepromijenjeni, a pogotovu njihove količine trajno ne rastu, jer ih biljke troše za hranu. Na taj način oni prelaze u organske spojeve najprije biljnih, a po njima i životinjskih tjelesa. Morske biljke asimiliraju prvenstveno i u najvećoj mjeri nitrate. Ako ih nema, iskorišćuju amonij i nitrit. Prema pokusima istraživača ima i takvih morskih alga — osobito među dijatomejama — koje prvenstveno troše amonijeve soli, a tek kasnije nitrate, iako se nitrati nalaze u znatno većim koncentracijama. Na taj se način putem biljne asimilacije anorganski spojevi dušika — pretežno u obliku nitrata—na svom kruženju ponovo vraćaju iz anorganske morske sredine u organski svijet biljaka i životinja. Mogućnost toga povratka imaju sve zalihe nitrata u moru osim onih, koje prolaze kroz četvrtu fazu kruženja: denitrifikaciju.

Denitrifikacija obuhvaća procese, koji su protivni procesima nitrifikacije i u kojima se djelovanjem bakterija reduciraju nitrati. Redukciju vrše dvije grupe bakterija. Jedne reduciraju nitrat do nitrita i dalje do amonijaka, a druge reduciraju nitrit do plinovitog NO ili do elementarnog dušika. I jedna i druga grupa bakterija vrše svoj posao napose u odsutnosti kisika (anaerobno), a tek u manjoj mjeri i u njegovoj prisutnosti. Zbog toga su denitrifikacijske bakterije raširene i u znatnoj mjeri smanjuju zalihe nitrata samo u talozima morskog dna i u vodama, koje su odvojene od jače cirkulacije, t. j. od obnavljanja kisika. U ostalim, bolje prozračenim morskim vodama denitrifikacija tek neznatno utječe na smanjenje zalihe nitrata.

Ove četiri faze objašnjuju u cijelosti kruženje dušika iz organskog svijeta u anorganski i u suprotnom smjeru, kruženje, na kojemu se temelji i održava sav organski život u moru.

LIT.: H. W. Harvey, Nitrate in the Sea, Journal of Marine Biological Association, 1926; К. Brandt i J. Rebisch, Der Stoffhaushalt im Meere, Handbuch der Seefischerei Europas, I, 6, Stuttgart 1933.A. E.