Stickstoffzyklus: Nützliche Hinweise zum Stickstoffzyklus
Stickstoffzyklus: Nützliche Hinweise zum Stickstoffzyklus!
Stickstoff ist das am meisten verbreitete Element in lebenden Organismen. Stickstoff ist ein Bestandteil von Aminosäuren, Proteinen, Hormonen, Chlorophyllen und vielen Vitaminen. Pflanzen konkurrieren mit Mikroben um den im Boden verfügbaren Stickstoff. Stickstoff existiert als zwei Stickstoffatome, die durch eine sehr starke dreifach kovalente Bindung (N a ”N) verbunden sind.
Der Prozess der Umwandlung von Stickstoff (N 2 ) in Ammoniak wird als Stickstofffixierung bezeichnet. In der Natur liefern Blitzschlag und ultraviolette Strahlung genug Energie, um Stickstoff in Stickoxide (NO, NO 2, N 2 O) umzuwandeln. Industrielle Verbrennungen, Waldbrände, Autoabgase und Kraftwerke sind auch Luftstickstoffquellen. Die Zersetzung von organischem Stickstoff toter Pflanzen und Tiere in Ammoniak wird als Ammonifikation bezeichnet.
Das so gebildete Nitrat wird von Pflanzen aufgenommen und zu den Blättern transportiert. In Blättern wird es zu Ammoniak reduziert, der schließlich die Amingruppe der Aminosäuren bildet. Im Boden vorhandenes Nitrat wird ebenfalls durch Verdichtung zu Stickstoff reduziert.
Pflanzen absorbieren eine Vielzahl von mineralischen Elementen. Nicht alle Mineralien, die sie aufnehmen, werden von Pflanzen benötigt. Von den mehr als 105 bisher entdeckten Elementen sind weniger als 21 Elemente für das normale Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen wesentlich und vorteilhaft. Die Elemente, die in großen Mengen benötigt werden, werden Makronährstoffe genannt, während Elemente, die in geringeren Mengen oder Spuren benötigt werden, Mikronährstoffe genannt werden.
Diese Elemente sind entweder essentieller Bestandteil von Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten, Nukleinsäuren usw. und / oder nehmen an verschiedenen Stoffwechselprozessen teil. Ein Mangel jedes dieser wesentlichen Elemente kann zu Symptomen führen, die als Mangelsymptome bezeichnet werden. Chlorose, Nekrose, Wachstumsstörungen, gestörte Zellteilung usw. sind einige auffällige Mangelsymptome. Pflanzen nehmen Mineralien entweder durch passive oder aktive Prozesse durch Wurzeln auf.
Pflanzen können atmosphärischen Stickstoff nicht direkt verwenden. Einige der Pflanzen in Verbindung mit N 2 -bindenden Bakterien, insbesondere Wurzeln von Hülsenfrüchten, können diesen Luftstickstoff in biologisch verwendbare Formen bringen. Die Fixierung des Stickstoffs erfordert ein starkes Reduktionsmittel und Energie in Form von ATP. Die N 2 -Fixierung wird mit Hilfe von Stickstoff fixierenden Mikroben, hauptsächlich Rhizobium, durchgeführt. Das stickstoffhaltige Enzym, das eine wichtige Rolle bei der biologischen N 2 -Fixierung spielt, ist sehr empfindlich gegenüber Sauerstoff. Die meisten Prozesse finden in einer anaeroben Umgebung statt. Die benötigte Energie (ATP) wird durch die Atmung der Wirtszellen bereitgestellt.
