Nitrogenkredsløbet
Kvælstofkredsløbet
N vil ofte være den begrænsende faktor på marker og i havet, men nitrat er kun én af de mange former for gødning, der indeholder grundstoffet N.
N kan findes i mange former, men planter kan kun optage N som nitrat og ammonium. Der er ellers nok nitrogen, for i luften har vi 78 % N2 (di-nitrogen). Det er desværre ubrugeligt for planter, men der er to måder, de kan få fat i det.
- Gødning kan laves på fabrik, hvor N2 laves til gødning – det kan spredes på marken som NPK-gødning. Noget kommer også af sig selv, når ammoniak fordamper fra gylletanke, eller når gødning dannes i tordenvejr.
- Naturen kan også selv skaffe N-gødning, og det udnyttes især i økologisk landbrug. Kløver og bælgplanter kan samarbejde med nogle bakterier i jorden, som også kan lave N2 om til brugbar N-gødning – det er et samarbejde mellem bakterier og planter, vi kalder for symbiose. Bakterierne skaffer gødning, og planterne betaler med den glukose, de har lavet i fotosyntesen.
Se gennemgang af figuren
Planterne dør, og døde planter kalder vi organisk stof – det er det samme, du putter i grønt affald. Blade fra træerne, kokasser, halm fra markerne og gylle er også organisk stof. I det organiske stof er der bundet N, som bliver til N-gødning, når det bliver nedbrudt af svampe, orme og bakterier. Den første gødning, vi får ud af det, er ammonium, som kan gøde planterne, men det kan omdannes af bakterier som kan spise ammonium og omdanne det til nitrat.
Nitraten er også god som gødning, men det er ikke alt, planterne får fat på. Hvis det siver ned i grundvandet, kan det forurene vores drikkevand, og hvis det kommer med vandløb til havet, gøder det algerne og forurener vandet. Vi kan også være heldige, at det omdannes af nogle specielle bakterier og fordamper som N2 tilbage til atmosfæren. Det kan ske på oversvømmede marker, hvor der ikke er ilt i jorden.
Thinglink – klik, og se forklaringerne direkte i figuren
N-fiksering
Bælgplanter og kløver lever i symbiose med nogle rodbakterier, der hedder rhizobium, og de kan splitte N2 fra hinanden og gøre det tilgængeligt som gødning for planten. Det samarbejde mellem bakterie og plante er en stor fordel for bælgplanten i et område, hvor nitrat er den . Der er tale om et samarbejde, for bakterien gøder ikke planten gratis. Den tager sig betalt med glukose fra plantens fotosyntese, og bakterierne kan beslaglægge en meget stor del af den glukose, planten producerer. Også når mennesket producerer handelsgødning, spalter man N2, og også her er det en meget energikrævende proces.
Det fixerede N indbygges i kløverplanten, og vi kalder det nu ”organisk N” – dvs. N er indbygget i plantens proteiner og DNA, og det er først, når planten dør, og den nedbrydes af bakterier og svampe, at N vil være tilgængelig for andre planter.
Tre slags gødning
Det organiske N frigives og omdannes vha. bakterier til ammonium og nitrat; altså gødning for planterne.
Ammonium får ikke lov at ligge i jorden ret længe. Enten optages det af planter, eller også omdanner bakterier det til nitrat. Bakterierne får energi ud af at omdanne ammonium, og den energi bruger de til at lave glukose. Det er lidt som fotosyntesen, men her får de ikke energien fra solen, men fra ammonium.
Nitrat kan ligesom ammonium optages af planterne, men i modsætning til ammonium kan det skylles ud af regnen. – Vi kalder det udvaskning. Det kan ende i grundvandet og forurene det, eller det kan skylles ud i vandløb og skabe algevækst og iltsvind i søer og havet. Derfor gør man meget for at begrænse udslippet af nitrat, og landbruget må ikke bare gøde så meget, som har lyst til.
Fordampning af N2
En af måderne, man kan begrænse nitraten, er ved at have planter på markerne hele året, så de optager den. En anden måde er at lade markerne blive oversvømmet, hvor åen får lov til at løbe over sine bredder. En oversvømmet mark vil hurtigt miste sin ilt i jorden Når det sker, vil en bestemt type bakterier kunne leve og omdanne nitraten til N2.
På en oversvømmet mark opstår der hurtigt iltfri respiration, og det giver mulighed for fjernelse af nitrat.
Det regner med gødning
Ammoniakfordampning fra gylletanke kan ses på tagene, hvor det gøder algerne.
En del N-forurening kommer også fra luften. Gylletanke fordamper ammoniak, som falder som regn. En ”hat” på gylletankene begrænser fordampningen og hjælper betydeligt på luftgenerne for naboerne! Når gylle spredes på markerne, vil det dog stadigvæk give en ammoniak-fordampning. Hvis du ser gamle landbrugsejendomme, vil du måske lægge mærke til, at tagene ofte er grønne af alger. – Det skyldes, at ammoniak fordamper fra gyllen og regner ned på taget og gøder algerne.
En “hat” på gylletanke forhindrer, at ammoniak fordamper og senere falder ned igen som gødning i naturen.
Fosfat
Fosfat er sammen med nitrat det vigtigste gødningsstof. Planten bruger det til at bygge DNA med. Planter har brug for mere nitrat end fosfat – forholdet er ca. 16:1 – dvs. at de skal bruge16 gange så meget nitrat som fosfat.
Der findes lagre af fosfat i visse dele af verden, som består af i metertykke lag. Fosfaten kommer fra de fisk, fuglene har spist i havet. Fosfat udvindes også i miner.
Verdens befolkning stiger, og vi skal dyrke mere og mere mad, og det betyder også, at vi skal bruge mere gødning, og vi kommer til at se mangel på fosfat i fremtiden.
