Der Stickstoffkreislauf: Definition, Prozess, Form und Beispiele

Der Stickstoffkreislauf: Definition, Ablauf, Formen und Beispiele – Was ist der Stickstoffkreislauf?, Bei dieser Gelegenheit Über die Knowledge.co.id Ich werde darüber diskutieren und natürlich auch über andere Dinge, die es ebenfalls betreffen. Schauen wir uns die Diskussion im folgenden Artikel gemeinsam an, um sie besser zu verstehen.

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Der Stickstoffkreislauf: Definition, Prozess, Form und Beispiele

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Stickstoff oder N ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente in der Atmosphäre. Etwa 78 % des Gases in der Atmosphäre besteht aus Stickstoff.

Der Einsatz von Stickstoff im biologischen Bereich ist jedoch minimal. Stickstoff ist eines der Elemente, das nicht reaktiv ist, da es schwierig ist, mit anderen Elementen zu reagieren, daher ist die Verwendung dieses Elements ähnlich In Lebewesen sind verschiedene Prozesse erforderlich, zu diesen Prozessen gehören: Stickstofffixierung, Mineralisierung, Nitrifikation, Denitrifikation.

Stickstoff wird von Pflanzen in sehr großen Mengen benötigt und ist sicherlich einer der limitierenden Faktoren in Böden, die nicht gedüngt werden.

Die Form liegt in Form von Aminosäuren vor, nämlich Amiden und Aminen, die eine Funktion als Gerüst bzw. Gerüst haben Bausteine ​​und Zwischenverbindungen in Form von Proteinen, Chlorophyll und Säuren keimen. Proteine ​​oder Enzyme regulieren biochemische Reaktionen.

Stickstoff ist ein vollständiger Bestandteil der Chlorophyllstruktur. Die Verfügbarkeit von Stickstoffelementen beeinflusst sicherlich die Ökosystemebene, die Primärproduktivität und Abbauprozesse umfasst.

Aktivitäten wie die Kraftstoffverbrennung und der Einsatz von Stickstoffdüngern sowie die Einleitung von Stickstoff ins Abwasser können den Stickstoffkreislauf insgesamt oder global verändern.

Stickstoff ist für alle Zwecke ein wesentliches Element für den Fortbestand des Lebens auf der Erde. Stickstoff ist ein Grundbestandteil von Aminosäuren und Proteinen, Basen, die von Nukleinsäuren abgeleitet sind, die aus Stickstoff bestehen, wie z. B. DNA und RNA.

In Pflanzen hingegen verbrauchen Chlorophyllmoleküle im Prozess der Photosynthese Stickstoff in ausreichend großen Mengen.

Der Stickstoffkreislauf ist ein Prozess der Umwandlung von Verbindungen, die das Element Stickstoff enthalten, das dann in andere chemische Formen umgewandelt wird.

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Stickstoffkreislaufprozess

Stickstoff wird in verschiedenen Formen verbreitet, beispielsweise als organischer Stickstoff und Ammonium, Stickoxide und Nitrate, Stickoxide und Nitrite oder anorganisches Stickstoffgas.

Stickstoff in organischer Form kann als lebende Zelle oder lebender Organismus / Humus / in Form von Zwischenprodukten beim Abbau organischer Stoffe genutzt werden.

Durch den Prozess des Stickstoffkreislaufs wird Stickstoff von einer elementaren Form in eine andere umgewandelt. Es ist zu beachten, dass der Großteil des Transformationsprozesses von Mikroorganismen durchgeführt wird.

Phasen Der Stickstoffkreislauf besteht aus mehreren Phasen, darunter:

• Stickstoff-Fixierung

Der Stickstofffixierungsprozess ist ein Prozess, bei dem Stickstoff in der Atmosphäre in Ammoniak umgewandelt wird. Dieser Prozess wird von Bakterien durchgeführt, die sich in den Wurzeln von Hülsenfrüchten befinden.

Bei diesem Prozess handelt es sich um die Umwandlung von Stickstoffgas in Ammoniak durch die Stufen der biologischen Fixierung. Mehrere Gruppen kleiner Bakterien wie Rhizobien und Cyanobakterien nutzen das beteiligte Enzym Nitrogenase, um das Stickstoffgas in Ammoniak umzuwandeln.

• Nitrifikation

Bei der Nitrifikation handelt es sich um die biologische Oxidation von Ammoniak mit Sauerstoff zu Ammonium und dann zu Nitrit, gefolgt von der Oxidation von Nitrit zu diesem Nitrat. Der Abbau von Ammoniak zu Nitrit wird als Nitrifikation bezeichnet.

Dies ist ein wichtiger Schritt im Nährstoffkreislauf des Bodens. Dieser Prozess wird von autotrophen Bakterienarten mit mehreren Arten von Ammoniak oxidierenden Bakterien durchgeführt, nämlich ß-Proteobakterien und Gammaproteobakterien sowie Ammoniak oxidierende Bakterien der Gattungen Nitrosomonas und auch Nitrosokokken.

• Assimilation

Unter Stickstoffassimilation versteht man die Bildung organischer Stickstoffverbindungen, beispielsweise Aminosäuren aus in der Umwelt vorhandenen anorganischen Stickstoffverbindungen.

Nachdem der Nitrifikationsprozess durch Bakterien durchgeführt wurde, nehmen Pflanzen Stickstoff in Form von Nitrat auf. Dann absorbiert der Nitrat-Protonentransporter-Gradient Nitrat zur Pflanze und dann wird Nitrat über das Xylem von den Wurzeln zu den Trieben transportiert.

Die Stickstoffreduktion erfolgt in den Trieben in zwei Schritten: Nitrat wird zu Nitrit reduziert Durch Reduktase werden Nitrat im Zytosol und Nitrit im Chloroplasten durch Reduktase zu Ammoniak reduziert Nitrit.

• Ammonifikation

Die Ammonifikation ist ein Schritt im Stickstoffkreislauf, in dem Pflanzenreste und Abfallprodukte von Mikroorganismen zersetzt werden, um Ammoniak zu produzieren.

Mikroorganismen im Boden fressen abgestorbene organische Stoffe, die dann in Energie umgewandelt werden und es später auch sein werden produzieren Ammoniak sowie andere Grundverbindungen, die Nebenprodukte des Yang-Stoffwechsels sind passieren. Dieses Ammoniak wird in Form von Ammoniumionen im Boden zurückgehalten.

• Denitrifikation

Denitrifikation ist der Prozess der Reduzierung von Nitrat zu inertem Stickstoffgas, wodurch der Stickstoffkreislauf geschlossen wird. Die Denitrifikation wird meist von Bakterienarten wie Pseudomonas und auch Clostridium unter anaeroben Bedingungen durchgeführt.

Während des Atmungsprozesses nutzen Bakterien Nitrat als Elektronenakzeptor. Bakterien, die unter aeroben Bedingungen überleben können, sind fakultativ anaerobe Bakterien.

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Formen des Stickstoffkreislaufs in der Natur

Der Prozess des Stickstoffkreislaufs wandelt Stickstoff von einer Form in eine andere chemische Form um. Viele der von Mikroben durchgeführten Prozesse dienen entweder der Energieerzeugung oder der Speicherung von Stickstoff in einer für das Wachstum erforderlichen Form. Das folgende Diagramm zeigt, wie die Vorgänge im Stickstoffkreislauf ablaufen.

Stickstoff in der Umwelt liegt in verschiedenen chemischen Formen vor, darunter organischer Stickstoff, Ammonium (NH4+), Nitrite (NO2-), Nitrate (NO3-) und gasförmiger Stickstoff (N2). Organischer Stickstoff kann in Form von lebenden Organismen oder Humus sowie in den Zwischenprodukten der Zersetzung organischer Stoffe oder aufgebautem Humus vorliegen. Der Prozess des Stickstoffkreislaufs wandelt Stickstoff von einer chemischen Form in eine andere um. Viele der von Mikroben durchgeführten Prozesse dienen entweder der Energieerzeugung oder der Speicherung von Stickstoff in einer für das Wachstum erforderlichen Form.

• Ammoniak

Ammoniak und seine Salze sind in Wasser leicht löslich. Die Ammoniakquelle im Wasser ist der Abbau von organischem Stickstoff (Protein und Harnstoff) und anorganischem Stickstoff kommt im Boden und im Wasser vor und entsteht durch die Zersetzung organischer Stoffe durch Mikroben und Pilze (Ammonifikation).

Die Quelle von Ammoniak ist die Reduktion von Stickstoffgas, das beim Diffusionsprozess von atmosphärischer Luft, Industrie- und Haushaltsabfällen entsteht. In Mineralien enthaltenes Ammoniak gelangt durch Bodenerosion in Gewässer. Ammoniak liegt nicht nur als Gas vor, sondern bildet auch mit mehreren Metallionen komplexe Verbindungen.

Ammoniak kann auch von suspendierten und kolloidalen Stoffen absorbiert werden, so dass es sich am Grund des Gewässers absetzt. Ammoniak im Wasser kann durch den Verflüchtigungsprozess verschwinden, da der Partialdruck des Ammoniaks in Lösung mit steigendem pH-Wert zunimmt.

• Nitrit

Nitritquellen können in Form von Industrieabfällen und Hausmüll vorliegen. Der Nitritgehalt im Wasser ist relativ, da er sofort zu Nitrat oxidiert wird. Natürliche Gewässer enthalten etwa 0,001 mg/Liter Nitrit. In Gewässern kommen Nitrite in sehr geringen Mengen vor, weniger als Nitrate, da sie in Gegenwart von Sauerstoff instabil sind. Nitrit ist eine Zwischenform zwischen Ammoniak und Nitrat (Nitrifikation) und zwischen Nitrat und Stickstoffgas (Denitrifikation), die unter anaeroben Bedingungen entsteht.

• Nitrat

Nitrat ist die Hauptstickstoffquelle in Gewässern, Pflanzen bevorzugen jedoch Ammonium. Der Nitratgehalt in unverschmutzten Gewässern ist in der Regel höher als der Ammoniumgehalt. Nitratwerte von mehr als 5 mg/Liter verdeutlichen das Auftreten anthropogener Verschmutzungen durch menschliche Aktivitäten und tierische Fäkalien.

Stickstoffwerte über 0,2 mg/Liter weisen auf eine Eutrophierung der Gewässer hin. Nitrat ist eine Form von Stickstoff und dient als Hauptnährstoff für das Pflanzen- und Algenwachstum. Nitratstickstoff ist in Wasser sehr gut löslich und stabil. Diese Verbindung entsteht durch einen vollständigen Oxidationsprozess in Wasser.

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Beispiel für den Nirogenzyklus

Beispiele für den Stickstoffkreislauf sind:

Pflanzen benötigen Stickstoff aus dem Boden, indem sie ihn über ihre Wurzeln aufnehmen. Stickstoff liegt in Form von Stickstoffionen vor. Wenn Stickstoff von Pflanzen aufgenommen wird, wird er zu Nitritionen reduziert. Dann wird es zu einem Ammoniumion, das in Amino- oder Nukleinsäuren und in Chlorophyll eingebaut werden kann.

Wenn Pflanzen sterben oder Tiere sterben oder wenn eine Fabrik oder ein Abwassersystem Tiere ausstößt, wird organischer Stickstoff freigesetzt. Bakterien können diesen organischen Stickstoff in Ammonium umwandeln. Dies geschieht durch einen Prozess, der als Mineralisierung bekannt ist.

Stickstoff gelangt durch Abflüsse aus dem Grundwasser oder bei Regen in die Ozeane. Stickstoff kann auch durch Niederschlag „Regen“ ins Meer gelangen. Stickstoff im Wasser wird fixiert, was im Allgemeinen durch Bakterien namens Cynobakterien erleichtert wird. Nach der Fixierung kann Stickstoff in biologisch verfügbarer Form im marinen Phytoplankton genutzt werden.

Plankton sondert sowohl Harnstoff als auch Ammoniak ins Wasser ab. Phytoplankton und Abfallprodukte können auf den Boden sinken und Ammoniak in die Tiefe der euophotischen Zone einbringen. Ammoniak aus diesem Abfallprodukt wird dann aus der euphotischen Zone ausgeschieden und unterhalb der euphotischen Zone lebende Bakterien können das Ammoniak in Nitrat umwandeln.

Diese Umwandlung kann nur in der euphotischen Zone stattfinden, wo kein Licht vorhanden ist, da die Bakterien, die die Umwandlung durchführen, durch Licht gehemmt werden. Dieser Umwandlungsprozess wird Ammonifikation oder Mineralisierung genannt.

Nach der Umwandlung des Ammoniaks erfolgt die Nitrifikation und die Umwandlung des Ammoniaks in Nitrite und Nitrate sowie eine teilweise Durchmischung Der Auftrieb kann Nitrat nach oben befördern und es dann vom Photoplankton zum Fortbestehen nutzen Zyklus.

So die Rezension von Über die Knowledge.co.id um Der Stickstoffkreislauf: Definition, Prozess, Form und Beispiele, Hoffentlich kann ich Ihre Einsichten und Ihr Wissen erweitern. Vielen Dank für Ihren Besuch und vergessen Sie nicht, andere Artikel zu lesen.