Kvælstofcirklen: Sådan genbruger naturen essentielt kvælstof

Kvælstof er en vigtig bestanddel af organiske molekyler, såsom aminosyrer, proteiner og nukleinsyrer. Kvælstof genbruges i naturen ved et naturligt fænomen, der kaldes kvælstofcirklen.

Atmosfærisk kvælstof

Kvælstof findes hovedsageligt i atmosfæren som en gas; andre lager inkluderer organisk stof i jord og vand. Planter opnår kvælstof som anorganisk nitrat (ammoniumion og nitration) fra jordløsningen. Dyr opnår kvælstof ved at forbruge levende eller dode organiske stoffer.

Nedbrydning

Kvælstof, der går ind i planter og dyr, kendtes som organisk kvælstof. Nedbrydning vender kvælstof tilbage til en anorganisk form; nedbrydere i jordens øvre lag, såsom bakterier og svampe, kemisk modifierer kvælstofet, der findes i organisk stof, og returnerer det til jorden.

Nitrification

Når det er nedbrudt, sipper kvælstofet ind i lerpartikler i jorden (som ammonium), før det undergår en kemisk forandring af autotrophe bakterier. Ammoniumet konverteres derefter til nitrit, så til nitrat, i en proces, der kaldes nitrification.

Denitrification

Nitrat er meget opløseligt, og tabes fra jorden, det flyder til oceanerne. Det udvaskede nitrat returneres derefter til atmosfæren ved denitrification. Heterotrophe bakterier i anaerober jord kan også returnere kvælstof til atmosfæren ved denitrification, ved at konvertere det til gasser.

Menneskelige effekter

Mennesker har ændret kvælstofcirklen ved aktiviteter såsom at anvende kvælstofgødning til afgrøde, brænde fossile brændstoffer og drifte husdyrbrug.