Økologi

- Søen

Oversigt

Nitrat og fosfat i søen

Derfor er gødning nødvendig for en plante

Planter består ikke kun af glukose og stivelse, men også protein og fedt. Glukosen C6H12O6 omdannes til alle andre stoffer i planten, men de 3 grundstoffer C H og O i C6H12O6 er ikke altid ingredienser nok. Især proteiner og DNA kræver nitrogen og fosfat. Fosfat er især interessant i søer, fordi det ofte optræder som begrænsende faktor, og dermed kan styre algeopblomstringen.

Kulhydrater som sukrose, stivelse og cellulose har ikke brug for gødning for at dannes, men en stor del af det nitrat en plante optager bruges til at danne proteiner. DNA, RNA og ATP (energi) bruge både nitrat og fosfat for at blive bygget. Nitrat og fosfat optages med vandet igennem rødder.

Gødningsstofferne

Gødningsstofferne styrer væksten hos alger og bundplanter. De stammer i dag hovedsageligt fra landbruget, men også fra spredte bebyggelser, som ikke er tilsluttet et renseanlæg. Vand, der ledes igennem et renseanlæg, bliver næsten komplet renset for fosfor, men sådan har det ikke altid været. I 1970’erne og 1980’erne blev der udledt store mængder fosfor fra byerne, og resultatet ser vi desværre stadig i dag. Fordi det er bundet i slammet i mange søer, bliver det stadig efter mange år frigivet og giver opblomstring.

Top-down eller bottom-up?

Hvad påvirker en sø i negativ retning, så den bliver forurenet og uklar, og hvad kan man gøre for at vende udviklingen til en klarvandet sø? Der er to begreber bottom-up og Top-down, som hver forsøger at forklare påvirkningen af forureningstilstanden i en sø. Bottom-up siger at fødekæden påvirkes nedefra af næringsstofferne, som giver algevækst og grumset vand, og det påvirker op igennem fødekæden til fiskene.

Top-down forklarer kredsløbet i søen ud fra rovfiskenes påvirkning. Dvs. mange gedder vil spise skaller, som så vil spise færre dyreplankton. Dermed vil de overlevende dyreplankton filtrere søen for alger og give klart vand.

Selvom man med top-down kortvarigt kan skabe klart vand i en sø ved kortvarigt at udsætte gedder eller fjerne skallerne i en sø, så vil vandet ofte blive grumset igen, hvis der er mange næringsstoffer. Mange studier viser, at mængden af næringsstoffer har en stor betydning for forureningstilstanden, og at bottom-up teorien er den bedste forklaring i de fleste søer.

Nitrogenkredsløbet

Trin for trin

  1. Nfindes i atmosfæren, men alger kan ikke optage det uden hjælp fra visse cyanobakterier. N2 er sat sammen af en triplebinding, så der skal meget energi til at rive atomerne fra hinanden. I sensommeren, hvor vandet er varmt, og der er masser af energi fra solen, fikserer cyanobakterierne N2. De mangler nitrogen, men har masser af energi, og den energi bruger cyanobakterierne til at spalte Nog indbygge det i sine proteiner. Alt organisk stof, der opbygges, indeholder en mængde nitrogen i de proteiner, organismerne indeholder. Det N kan frigives som gødning når det nedbrydes.
  2. Hvis der er et fraløb fra søen, vil især alger flyde med strømmen og forsvinde fra søen. Det giver et tab af N fra økosystemet. Fiskeri fjerner også fisk, og dermed N, men i danske søer er det ikke meget, der forsvinder den sidste vej.
  3. Fisk og alger dør og falder til bunden, og her rådner de. Hvis der er oxygen ved bunden, sker der en almindelig respiration C6H12O6+ O2à CO2 + H2O + ATP. Det er insekter, muslinger, orme og ikke mindst bakterier, der står for den nedbrydning. Ud over CO2 + H2O dannes der også ammonium, som er gødning til planterne. Hvis ikke der er et springlag, kan de næringsstoffer diffundere op til overfladen og gøde nye alger igen.
  4. Ammonium kan omdannes af bakterier til nitrit og videre af andre bakterier til nitrat. Bakterierne bruger den kemiske energi fra ammonium til at danne glukose – lidt ligesom planter bruger solen til at lave glukose. Processerne sker aerobt dvs. der er ilt til stede. Den dannede nitrat kan ligesom ammonium diffundere op og gøde algerne.
  5. Under iltfri forhold er der bakterier i mudderet, der kan omdanne nitraten til frit N2, der forsvinder op i atmosfæren igen som N2. På den måde kan nitrogen fjernes fra søens økosystem, og den proces forsøger man at fremskynde politisk ved at lave vådområder med oversvømmede marker. Det er den omvendte proces af N-fixering.
  6. En anden kilde til N-forurening, ud over N-fixering, er fra ammoniakdampe fra gylletanke og nitrogenforbindelser, der dannes ved tordenvejr, og som føres til søen eller oplandet med regnvandet.

Cyanobakterier

Cyanobakterier har nogle runde hetero-cyster, som kan fixere N2 og omdanne det til gødning for resten af bakterien, som laver almindelig fotosyntese.

På en varm sommerdag kan cyanobakterier vinde over almindelige alger. Et springlag <link> kan gøre, at der ikke er nitrat i overfladevandet, og så kan almindelige alger ikke vokse, men cyanobakterierne kan jo lave deres egen gødning

Nitraten, de fixerer er med til at forurene søen. Dafnier har svært ved at spise cyanobakterier, fordi trådene filtrer sig ind i antennerne, og desuden udskiller nogle cyanobakterier gift, der rammer både planter og dyr. Hvert år er der hunde, der drikker vand med cyanobakterier og dør, og i 2020 gik det helt galt i Botswana i Afrika, da 350 elefanter drak vand med cyanobakterier og døde.

Springlag: En opdeling af vandet i to lag. Øverst det varme vand, som er opvarmet af solen, og nederst det kolde vand, som er tungere. Opdelingen sker i dybe søer og fjorde om sommeren, og laget forhindrer oxygen og næringsstoffer i at komme fra det ene lag til det andet. >link<

Fosforkredsløbet

  1. Fosfor er bundet i organisk stof i alger, dyreplankton og fisk i organismernes ATP og DNA.
  2. Det bundne fosfat har to skæbner. Enten forsvinder det via et udløb fra søen, hvis der findes sådan et, eller også synker det til bunds, hvor det nedbrydes.
  3. Nedbryderne nedbryder det døde organiske materiale, og fosforen frigives igen, men kun ved iltsvind – hvis der er ilt, så bindes det til mudderet. En årsag til iltsvind er, hvis der er mange alger, der synker til bunds og rådner.
  4. Hvis der er iltfri forhold ved bunden, er fosfaten letopløseligt, og hvis ikke der er et springlag, kan fosfaten få adgang til de øvre vandlag og gøde algerne igen.
  5. Er der derimod ilt ved bunden, bliver fosfaten tungtopløselig og bindes i mudderet. Resultatet er positivt for søen, da det forhindrer opblomstring af alger.
Biologividen.dk er finansieret af BioCosmos
Biologividen.dk er finansieret af BioCosmos