Stickstoffkreislauf einfach erklärt - Stoffkreisläufe 1

Summary

In diesem Video geht es um den Stickstoffkreislauf. Der Sprecher erklärt, wie elementarer Stickstoff (N2), der in der Atmosphäre vorkommt, durch Stickstoff-fixierende Bakterien in Ammonium (NH4+) umgewandelt wird, das Pflanzen aufnehmen können. Dieser Prozess wird als Nitrifikation bezeichnet. Pflanzen nutzen Stickstoff für die Bildung von Proteinen und DNA-Bausteinen. Tiere essen die Pflanzen, scheiden stickstoffhaltige Verbindungen aus, die dann durch Bakterien wieder in Ammoniak umgewandelt werden, womit der Kreislauf geschlossen wird. Der Stickstoffkreislauf wird so verständlich und anschaulich erklärt.

Takeaways

• 🌍 In der Erdatmosphäre befinden sich etwa 78 % elementarer Stickstoff (N2).
• 🌱 Pflanzen benötigen Stickstoff für lebenswichtige Verbindungen, können aber den elementaren Stickstoff (N2) nicht direkt aufnehmen.
• 🦠 Stickstofffixierung erfolgt durch stickstofffixierende Bakterien, die N2 in Ammonium (NH4+) umwandeln.
• 🤝 Knöllchenbakterien bilden eine Symbiose mit Pflanzenwurzeln und liefern Stickstoff im Austausch für Nährstoffe.
• 🔄 Ammonium wird in Böden mit Sauerstoff zu Nitrit (NO2-) und dann zu Nitrat (NO3-) umgewandelt, ein Prozess, der Nitrifikation genannt wird.
• 🌿 Pflanzen nehmen Nitrat auf und verwenden es für Proteine und andere Verbindungen.
• 💩 Tiere essen Pflanzen, und ihre stickstoffhaltigen Ausscheidungen werden durch Bakterien zu Ammoniak oder Ammonium abgebaut (Ammonifikation).
• ⚡ Blitzschlag kann Stickstoff direkt in Nitrat umwandeln.
• 🔄 Denitrifikation setzt elementaren Stickstoff (N2) wieder in die Atmosphäre frei, oft unter sauerstoffarmen Bedingungen.
• 🔄 Der Stickstoffkreislauf stellt sicher, dass Stickstoff zwischen der Atmosphäre, dem Boden, Pflanzen und Tieren kontinuierlich zirkuliert.

Q & A

Was ist der Hauptbestandteil der Erdatmosphäre und in welcher Form liegt er vor?

Etwa 78% der Erdatmosphäre besteht aus elementarem Stickstoff (N2).

Warum können Pflanzen den elementaren Stickstoff (N2) nicht direkt nutzen?

Pflanzen können elementaren Stickstoff nicht direkt nutzen, weil die Bindung zwischen den zwei Stickstoffatomen extrem stabil ist und zuerst aufgespalten werden muss.

Was versteht man unter Stickstofffixierung und welche Organismen sind daran beteiligt?

Die Stickstofffixierung bezeichnet die Spaltung der Stickstoffbindung, sodass Stickstoff für Pflanzen verfügbar wird. Dies wird von stickstofffixierenden Bakterien im Boden durchgeführt, wie zum Beispiel den Knöllchenbakterien, die in Symbiose mit Pflanzenwurzeln leben.

Welche Stickstoffverbindung entsteht bei der Stickstofffixierung?

Bei der Stickstofffixierung entsteht Ammonium (NH4+).

Was ist Nitrifikation und welche Schritte umfasst dieser Prozess?

Nitrifikation ist der Prozess, bei dem Ammonium (NH4+) erst zu Nitrit (NO2-) und dann zu Nitrat (NO3-) umgewandelt wird. Diese Schritte werden von nitrifizierenden Bakterien durchgeführt.

Wie nehmen Pflanzen Stickstoff auf und wofür wird er verwendet?

Pflanzen nehmen Nitrat (NO3-) auf, welches sie für die Synthese von Aminosäuren, Proteinen und anderen wichtigen Verbindungen wie DNA-Basen verwenden.

Was passiert während der Denitrifikation und welche Organismen sind beteiligt?

Bei der Denitrifikation nutzen bestimmte Bakterien Nitrat (NO3-) oder Nitrit (NO2-) als Sauerstoffquelle in schlecht belüfteten Umgebungen. Dabei geben sie Stickstoffgas (N2) oder Lachgas (N2O) ab.

Wie wird Stickstoff aus toten Organismen oder Ausscheidungen wieder in den Kreislauf zurückgeführt?

Bakterien und Pilze zersetzen tote Organismen oder Ausscheidungen, dabei entsteht Ammoniak (NH3) oder Ammonium (NH4+), welches zurück in den Boden gelangt und den Kreislauf erneut startet.

Wie kann Nitrat auch ohne Bakterien in der Atmosphäre entstehen?

In der Atmosphäre kann durch Sonnenstrahlung oder Blitzschlag Stickstoff ebenfalls in Nitrat umgewandelt werden, welches dann auf die Erde gelangt.

Was bezeichnet man als Ammonifikation oder Mineralisation im Stickstoffkreislauf?

Ammonifikation, auch Mineralisation genannt, ist der Prozess, bei dem Harnstoff und andere stickstoffhaltige organische Verbindungen durch Enzyme wie Urease zu Ammoniak (NH3) oder Ammonium (NH4+) umgewandelt werden.