Stikstofcyclus

Begrijp de cyclus van stikstof door de natuur

De stikstofcyclus beschrijft het pad van het element stikstof- door de natuur. Stikstof is essentieel voor het leven - het wordt aangetroffen in aminozuren, eiwitten en genetisch materiaal. Stikstof is ook het meest voorkomende element in de atmosfeer (~78%). Gasvormige stikstof moet echter in een andere vorm worden 'gefixeerd', zodat het door levende organismen kan worden gebruikt.

01 van 03

Stikstoffixatie

Xuanyu Han / Getty Images

Er zijn twee belangrijke manieren waarop stikstof kan worden ' gemaakt :'

Bevestiging door bliksem:De energie van bliksem veroorzaakt stikstof (N_twee) en water (H_tweeO) om te combineren tot ammoniak (NH₃) en nitraten (NO₃). Neerslag brengt de ammoniak en nitraten naar de grond, waar ze door planten kunnen worden opgenomen.Biologische fixatie:Ongeveer 90% van de stikstofbinding wordt gedaan door bacteriën. Cyanobacteriën zetten stikstof om in ammoniak en ammonium: N_twee+ 3 H_twee→ 2 NH_3.Ammoniak kan dan direct door planten worden gebruikt. Ammoniak en ammonium kunnen verder worden omgezet in het nitrificatieproces.

02 van 03

Nitrificatie

Tony C Frans / Getty Images

Nitrificatie vindt plaats door de volgende reacties:

2 NH3 + 3 O2 → 2 NO2 + 2 H+ + 2 H2O
2 NO2- + O2 → 2 NO3-

Aerobe bacteriën gebruiken zuurstof om ammoniak en ammonium om te zetten. Nitrosomonas-bacteriën zetten stikstof om in nitriet (NO2-), en vervolgens zet Nitrobacter nitriet om in nitraat (NO3-). Sommige bacteriën bestaan ​​in een symbiotische relatie met planten (peulvruchten en sommige soorten wortelknollen), en planten gebruiken het nitraat als voedingsstof. Ondertussen krijgen dieren stikstof door planten of plantenetende dieren te eten.

03 van 03

ammonificatie

Simon McGill / Getty Images

Wanneer planten en dieren sterven, zetten bacteriën stikstofvoedingsstoffen weer om in ammoniumzouten en ammoniak. Dit conversieproces wordt ammonificatie genoemd. Anaërobe bacteriën kunnen ammoniak omzetten in stikstofgas door middel van denitrificatie:

NO3- + CH2O + H+ → ½ N2O + CO2 + 1½ H2O

Door denitrificatie wordt stikstof teruggevoerd naar de atmosfeer en is de cyclus voltooid.