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Stikstofkringloop
Vereinfachte Darstellung des Stickstoffkreislaufs

Das Stickstoffkreislauf ist der biogeochemischer Kreislauf mit der Konvertierung von Stickstoff- in der Luft (Atmosphäre der Erde), Pflanzen, das Unterseite und Biomasse.

Kurze Beschreibung

Alle Organismen brauchen Stickstoff, weil es ein wesentlicher Bestandteil von allem ist Aminosäuren, Protein, DNA und von Coenzyme.

Von der Gesamtmenge des auf der Erde vorhandenen Stickstoffs (1015 Tonnen) beträgt 99% in der Atmosphäre der Erde. Nur besonderes Bakterien, insbesondere die Cyanobakterien, Stickstoffknollenbakterien der Familie des Rhizobiaceae und Bakterien der Gattung Rhizobium im Symbiose mit Hülsenfrüchte Pflanzen können der Luft den Stickstoff entziehen Konvertieren im Ammonium. alle anderen Pflanzen, Tiere einschließlich der Mann kann keinen Stickstoff aus der Luft aufnehmen und ist auf den fixierten Stickstoff in der Luft angewiesen Biosphäre.

Zyklus

Der Stickstoffkreislauf besteht aus folgenden Prozessen:[1]

  1. Erfassung Stickstoff aus der Luft durch:
    • besonderes Bakterien, insbesondere die Cyanobakterien, Azotobacter (eine Gattung von Bodenbakterien), Paenibacillus azotofixans, Stickstoffknollenbakterien der Familie des Rhizobiaceae und Bakterien der Gattung Rhizobium in den Wurzelknötchen von Hülsenfrüchte Pflanzen. Diese Bakterien machen Ammonium Auf. Andere Bakterien können Ammonium oxidieren (Nitrifikation) zu Nitrat.
    • durch Blitz In der Atmosphäre wird Nitrat gebildet, das dann auf die Oberfläche regnet.
  2. Verfügbar Kommen Sie für die Pflanze von:
  3. Aufzeichnung bei der Pflanze
  4. Abbau durch Bakterien: Denitrifikation

Zur Stickstofffixierung wird Energie benötigt (endothermer Prozess). Die Energie in Cyanobakterien wird übertragen durch Photosynthese geliefert. Biene Azotobacter und Paenibacillus azotofixans die Energie wird gewonnen durch Katabolismus organischer Substanz (nur wenn nicht genügend fester Stickstoff vorhanden ist). In Stickstoffknollenbakterien gibt es a (gegenseitige) Symbiose Dabei liefert die Pflanze die notwendige Energie (in Form von Zucker) im Austausch für den fixierten Stickstoff.

In der Natur findet eine Stickstofffixierung durch Organismen nur statt, wenn es keine andere Möglichkeit gibt. Die Stickstofffixierung kostet mehr Energie als die Wiederverwendung vorhandener Stickstoffverbindungen. Aus diesem Grund herrscht in der Natur meist ein Mangel an festem Stickstoff. Es gibt Fleischfressende Pflanzen die ihren Stickstoff und andere Nährstoffe direkt aus Tieren gewinnen.

Unter anaeroben Bedingungen können Bakterien Energie gewinnen, indem sie den Sauerstoff im Nitrat mit Stickstoff als Abfall verwenden. In einem AnammoxReaktion wandelt ein Ammoniummolekül und ein Nitratmolekül in Stickstoff und zwei Wassermoleküle um. Beide chemischen Reaktionen liefern eine geringe Energiemenge. Sobald freier Sauerstoff vorhanden ist, liefert die aerobe Atmung viel mehr Energie. Beim anaeroben Abbau wird Stickstoff freigesetzt.

Stickstoffbindung durch den Menschen

sehen Stickstoffbindung (Chemie) für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Bei der Haber-Bosch-Verfahren, das 1909 entwickelt wurde, wird der Stickstoff aus der Luft in Ammoniak durch Stickstoff und Wasserstoff ohne Sauerstoff in Kontakt mit einem EisenKatalysator Erhitzen unter Hochdruck:

Das Ammoniak wird dann verwendet, um stickstoffhaltiges Dünger daraus zu machen. Infolgedessen werden in den Niederlanden jährlich etwa 60 kg Stickstoff pro Hektar hinzugefügt added[Quelle?] durch menschliche Aktivität in den natürlichen Kreislauf aufgenommen.

Siehe auch

Siehe die Kategorie Stickstoffkreislauf von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.