Her finder du hele bogen (pdf). - mad til milliarder

Kvælstofs funktion i planter
Kvælstof (N, nitrogen) er det uorganiske næringsstof, der er mest af i planter. Det udgør typisk 0,5-5
% af tørvægten, hvor ca. 40 % er kulstof (C), 50 % er ilt (O), 5 % er brint (H), og resten er mineraler.
Kvælstof indgår i nukleinsyrer og i aminosyrer og dermed i alle peptider, proteiner og enzymer.
Det indgår også i plantehormoner og i klorofyl, som farver planternes blade grønne.
Da kvælstof er en væsentlig byggesten i klorofylet, vil en plante, som mangler kvælstof, blive
lys-gullig. En plante, som har fået rigeligt med kvælstof, vil være mørkegrøn eller ligefrem svagt
blålig (Figur 4.1).
Kvælstofs fiksering fra luften
Kvælstofkredsløbet adskiller sig fra de fleste andre næringsstoffers kredsløb ved at have en vigtig
gasformig komponent. Kvælstof i form af N udgør 79 % af luften i atmosfæren, men denne pulje er
2
kun tilgængelig for planterne, hvis kvælstoffikserende organismer omdanner kvælstoffet til en form,
som planterne kan optage.
Binding af atmosfærisk kvælstof finder primært sted, hvor bælgplanter er i symbiose med
knoldbakterien Rhizobium eller med fritlevende bakterier som Azotobacter (se faktaside om kvælstoffiksering
s. 50). De fritlevende bakteriers bidrag til kvælstofbinding er ganske begrænset i de
danske jorde, f.eks. fikserer de fritlevende bakterier 2-10 kg pr. ha årligt, hvor knoldbakterierne
fikserer 200 kg pr. ha årligt på en dansk hestebønnemark.
Kvælstofs omsætning og binding i jorden
Organisk kvælstof tilføres jorden gennem døde dyr, døde planterester og husdyrgødning. Når de
bliver nedbrudt af mikroorganismer, frigives der uorganisk kvælstof som ammonium, nitrit eller
nitrat (Figur 4.2).
Langt den største pulje af kvælstof i jorden er bundet i humus. Der er typisk mellem 1.000 -
10.000 kg N pr. ha bundet i det organiske stof i jorden og sjældent mere end 20-100 kg pr. ha som
uorganisk N. For at planterne kan få glæde af kvælstoffet, skal humusen først nedbrydes.
Mikroorganismerne i jorden indeholder også meget kvælstof, 50-200 kg pr. ha. Hvis mikroorganismerne
vokser hurtigt på et substrat, som ikke indeholder meget kvælstof f.eks. halm, vil
Figur 4.1. Blade af rapsplanten.
Bladet til venstre mangler
kvælstof og er derfor gulligt.
Symptomerne viser sig først på
de ældste blade, da planten flytter
kvælstoffet fra de gamle op
i de nyeste blade, hvis ikke den
optager nok N fra jorden. Foto:
Søren Husted.
Kvælstof – i luften, på land og til vands · kapitel 4
Figur 4.2. Kvælstofmineraliseringen i jorden kan opdeles i to trin.
1) Ammonifikation, hvor heterotrofe bakterier nedbryder organisk kvælstof til ammonium.
2) Nitrifikation, hvor (a) ammonium omdannes til nitrit af bakteriegruppen Nitrosomonas og (b) hvor nitrit
omdannes til nitrat af bakterien Nitrobakter.
Bakterierne, der udfører nitrifikation, er følsomme over for udsving i temperatur,
pH, iltforhold og udtørring. Under disse udsving ophober ammonium i jorden, fordi bakterierne ikke omsætter
det til nitrat.
Under iltfrie forhold reduceres nitrat til gasserne NO, N2O eller N2, som ender i atmosfæren (denitrifikation).
1. Ammonifikation
+ Organisk N => NH + H2O + CO + mineraler
4
2
Organisk kvælstof => ammonium + vand + kuldioxid + mineraler
2. Nitrifikation
+ - a. NH + O2 => NO + H2O + H 4
2
+
Ammonium + ilt => nitrit + vand + protoner
b. NO 2
- + O2 => NO 3
-
Nitrit + ilt => nitrat
43