Door Claire Gillespie • Bijgewerkt 30 augustus 2022

Afbeelding tegoed:greenaperture/iStock/GettyImages

Stikstof vormt ongeveer 78% van de atmosfeer van de aarde, maar organismen kunnen het niet rechtstreeks opnemen. Via de stikstofcyclus transformeren gespecialiseerde microben atmosferische N₂ in biologisch bruikbare vormen die het leven ondersteunen.

TL;DR

Stikstof is een kernvoedingsstof voor alle levende wezens. Het vormt eiwitten, DNA, chlorofyl en essentiële enzymen. De stikstofcyclus zet stikstof uit de lucht om in verbindingen die planten en dieren kunnen opnemen.

Waarom mensen en andere dieren stikstof nodig hebben

Elke gram menselijk weefsel – spieren, huid, haar, nagels en bloed – is rijk aan eiwitten. Eiwitsynthese, enzymfunctie en cellulair herstel zijn afhankelijk van stikstofhoudende aminozuren. Omdat zoogdieren geen stikstof uit de lucht kunnen opnemen, zijn ze afhankelijk van voedingsbronnen. Belangrijke eiwitrijke voedingsmiddelen zijn onder meer vlees, vis, peulvruchten, eieren, zuivel en noten.

Het lichaam recycleert voortdurend stikstof uit aminozuren. Overtollige stikstof wordt omgezet in ureum en uitgescheiden, terwijl stikstof ook niet-eiwitmoleculen vormt, zoals de heemgroep in hemoglobine, die zuurstof door het lichaam transporteert.

Hoe planten stikstof opnemen

Planten synthetiseren eiwitten, chlorofyl en nucleïnezuren – allemaal stikstofrijke moleculen – die essentieel zijn voor groei en voortplanting. Wortels nemen stikstof uit de bodem op in de vorm van nitraten (NO₃⁻) en ammonium (NH₄⁺). Een tekort manifesteert zich als chlorose (vergeling) en groeiachterstand, waardoor de opbrengst aan fruit en bloemen afneemt.

De stikstofcyclus uitgelegd

• Opgelost: Diazotrofe bacteriën, zoals Rhizobium, gebruiken het enzym dinitrogenase om atmosferische N₂ te reduceren tot ammoniak (NH₃).
• Nitrificatie: Ammoniak wordt door nitrificerende bacteriën (Nitrosomonas en Nitrobacter) geoxideerd tot nitriet (NO₂⁻) en vervolgens nitraat (NO₃⁻), de vormen die planten opnemen.
• Assimilatie: Planten nemen nitraat op in organische verbindingen. Dieren verkrijgen stikstof door planten of andere dieren te consumeren.
• Ontbinding: Door microbiële afbraak komt ammoniak weer in de bodem terecht.
• Denitrificatie: Anoxische bacteriën zetten nitraat weer om in N₂-gas, waardoor de cyclus wordt voltooid.

Het begrijpen van deze cyclus is van cruciaal belang voor duurzame landbouw en ecosysteembeheer.