Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wat zijn de stappen van de stikstofcyclus?

Stap 1:Stikstoffixatie :

- Stikstofgas (N2) vormt ongeveer 78% van de atmosfeer van de aarde. Stikstof uit de lucht is echter relatief inert en kan niet rechtstreeks door de meeste planten en dieren worden gebruikt.

- Stikstofbindende bacteriën zetten stikstof uit de lucht om in ammoniak (NH3). Dit proces kan plaatsvinden in de bodem, waar symbiotische bacteriën knobbeltjes vormen op de wortels van vlinderbloemige planten (bijvoorbeeld bonen, erwten en linzen) en stikstof uit de lucht omzetten in ammoniak die de planten kunnen gebruiken, of het kan gebeuren via vrijlevende bacteriën. in de bodem of in aquatische omgevingen.

Stap 2:Nitrificatie :

- Nitrificerende bacteriën zetten ammoniak om in nitriet (NO2-) en nitraat (NO3-).

- Nitrosomonas-bacteriën zetten ammoniak om in nitriet via een proces dat nitritatie wordt genoemd.

- Nitrobacter-bacteriën oxideren nitriet verder tot nitraat door middel van nitratie.

Stap 3:Assimilatie :

- Planten nemen de beschikbare nitraten en nitrieten op via hun wortels.

- In plantenweefsels worden nitraten en nitrieten gereduceerd en opgenomen in aminozuren, eiwitten, nucleïnezuren en andere stikstofverbindingen die essentieel zijn voor de plantengroei.

Stap 4:Ammonificatie :

- Wanneer planten en dieren sterven, wordt hun stikstofhoudende organische stof (bijvoorbeeld eiwitten, nucleïnezuren) afgebroken door ontbindende organismen (voornamelijk bacteriën en schimmels) in de bodem.

- Tijdens de ammonificatie breken micro-organismen de organische stikstofverbindingen af, waarbij ammoniakgas (NH3) vrijkomt.

Stap 5:Nitrificatie (opnieuw) :

- De vrijkomende ammoniak wordt vervolgens via het nitrificatieproces beschreven in Stap 2 weer omgezet in nitriet en nitraat.

Stap 6:Denitrificatie :

- Onder anaerobe omstandigheden (laag zuurstofgehalte) voeren bepaalde bacteriën denitrificatie uit, waarbij nitraat weer wordt omgezet in stikstofgas (N2) uit de lucht.

- Denitrificatie is een essentiële stap in de stikstofcyclus, omdat het de hoeveelheid stikstof in het milieu in evenwicht brengt en overaccumulatie ervan voorkomt.

De continue circulatie van stikstof tussen deze stappen zorgt ervoor dat planten en dieren toegang hebben tot de essentiële stikstof die ze nodig hebben voor groei, ontwikkeling en voortplanting. Bovendien kunnen menselijke activiteiten zoals overmatige bemesting en industriële activiteiten de natuurlijke stikstofcyclus verstoren, wat leidt tot milieuproblemen zoals nitraatverontreiniging van het grondwater en eutrofiëring van waterlichamen.