Økologi

- Glukose bliver til plante

Oversigt

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 på det.

  1. 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.
  2. 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.

Thinglink – se forklaringerne direkte i 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. Det første gødning, vi får ud af det, er ammonium, som kan gøde planterne, men mange bakterier 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 til atmosfæren, som vi startede med. Det kan ske på oversvømmede marker, hvor der ikke er ilt i jorden.

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 N er den begrænsende faktor. Der er tale om en symbiose, så 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 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, som er 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 de 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 det. 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 sker 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 har begrænset den fordampning. Når gylle spredes på markerne, vil det dog stadigvæk give en ammoniakfordampning. Hvis du ser gamle landbrugsejendomme, er tagene ofte grønne af alger – det er fordi ammoniak fordamper fra gyllen og regner ned på taget og gøder algerne.

En “hat” på gylletanke forhindrer, at ammoniak fordamper og senere falder som gødning i naturen.

Fosfat

Fosfat er sammen med nitrat de vigtigste gødningsstoffer. Planten bruger det til at bygge DNA. Planter har brug for mere nitrat end fosfat – forholdet er ca. 16:1 dvs. at de skal bruge16 nitrat for hvert fosfat.

Der findes lagre af fosfat i visse dele af verden, som består af fuglelort i metertykke lag. Fosfaten stammer 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.

Biologividen.dk er finansieret af BioCosmos
Biologividen.dk er finansieret af BioCosmos