Stikstofkringloop
De stikstofcyclus is de manier waarop stikstof in de natuur wordt veranderd in vele verschillende vormen die door levende organismen worden gebruikt.
Lucht is ongeveer 78% stikstof. Stikstofchemicaliën zijn nodig voor het leven. Stikstof is een noodzakelijk onderdeel van eiwitten, DNA en RNA. In planten is stikstof nodig voor fotosynthese en groei. Echter, levende wezens kunnen de elementaire stikstof in de lucht niet gebruiken voor deze dingen. Stikstofbinding is nodig om de stikstof in de lucht (N2) te veranderen in vormen die door het leven kunnen worden gebruikt. De meeste stikstoffixatie wordt gedaan door micro-organismen die bacteriën worden genoemd. Deze bacteriën hebben een enzym dat N2 combineert met waterstofgas (H2) om ammoniak (NH3) te maken.
Sommige van deze bacteriën leven in de wortels van planten (meestal peulvruchten). In deze wortels maken ze ammoniak voor de plant en de plant geeft ze koolhydraten. Andere planten halen stikstofverbindingen uit de bodem via hun wortels. Alle stikstof in dieren is afkomstig van etende planten.
Ammonium (NH4) in de bodem wordt gemaakt door stikstofbindende bacteriën en ontbinders, bacteriën en schimmels die het dode leven in zijn onderdelen afbreken. Dit proces wordt ammonificatie genoemd. Ammonium heeft een positieve lading. Het sluit gemakkelijk aan op klei en humus in de bodem. Ammoniak en ammonium zijn giftig voor vissen en andere dieren. Afvalwater en ander afvalwater wordt hierdoor regelmatig gemeten. Als het ammoniakgehalte te hoog is, moet er nitrificatie plaatsvinden.
Nitrificatie is de oxidatie van ammoniak en ammonium tot nitriet (NO2-) en vervolgens tot nitraat (NO3-) door bacteriën. Omdat nitriet en nitraat een negatieve lading hebben sluiten ze niet gemakkelijk aan op de bodem en zullen ze tijdens regen en irrigatie uit de bodem spoelen. Een hoog nitraatgehalte in het drinkwater is schadelijk voor baby's en kan het blue-baby syndroom veroorzaken. Een hoog nitraatgehalte kan ook leiden tot te veel algengroei in meren en plassen. Deze eutrofiëring kan schadelijk zijn voor vissen en andere waterdieren. Het gebruik van meststoffen wordt hierdoor onder controle gehouden.
Als er geen zuurstof is, maken sommige bacteriën nitraat tot stikstofgas (N2) om energie te onttrekken. Hierdoor begint de stikstofcyclus opnieuw. Dit proces wordt denitrificatie genoemd.
Stikstofcyclus
