Kvävets kretslopp

Om ni ska vinna hopptävlingen i eftermiddag måste ni äta morötter så ni får massa energi! För att växa behöver morötterna solljus, koldioxid och vatten, men det behövs också näringsämnen också! Två av de viktigaste näringsämnena är kväve och fosfor. Michael har växtnäring som han kan använda för att gödsla morotsplantorna. Gödslet innehåller kväve, men varför behöver man tillföra växterna kväve när luften till största delen består av kvävgas?

Trots att vi är omgivna av mängder med kväve är det ofta en brist på just det ämnet som begränsar hur stora växter kan bli! Hur kan det hänga ihop? Det beror på att kvävgasen i luften inte kan tas upp direkt av djur eller växter. Men det finns ett sätt som gör att den kan bli en del av ett biologiskt kretslopp. För att kvävet ska kunna användas av växter och djur måste det byggas in i olika kväveföreningar.

Det går åt mycket energi för den här processen som kallas för kvävefixering. Nere i jorden och i vattnet finns en viss typ av bakterier. Bakterierna kan fixera kvävet från luften, genom att bilda ammoniumjoner. Sen kan ammoniumjonerna omvandlas vidare till andra kväveföreningar, till exempel nitrater. Det sker också med hjälp av bakterier.

Bakterierna som fixerar kväve i jorden, lever ofta tillsammans med rötter hos till exempel ärtväxter. De bakterier som lever i havet och fixerar kväve kallas cyanobakterier. Kväve kan också fixeras genom blixtar som får kvävgasen i luften att reagera med syre. Det gör att det bildas kväveoxider, som kan omvandlas till nitrat. När kvävgasen har omvandlats till kväveföreningar kan dessa tas upp av växter och byggs sen och sen byggas in i deras DNA och proteiner.

Djur äter upp en del av växterna. Kväve kommer tillbaka till marken genom djurens kiss och bajs... ...eller genom att växter och djur dör. Döda växter och djur bryts ned av svampar och bakterier. Det kväve som varit inbyggt i växterna och djuren omvandlas till slut till ammonium. Ammonium kan antingen tas upp av en ny växt... ...eller omvandlas till nitrat.

Andra bakterier kan omvandla nitratjoner tillbaka till kvävgas och syrgas. Först då kommer kvävet tillbaka till luften igen. Den här processen kallas denitrifikation och är ett sätt för bakterier att utvinna energi i områden där det är ont om syrgas, som i våtmarker. Om vi sammanfattar kvävets kretslopp ser det alltså ut så här. Kvävet från luften fixeras till ammonium- eller nitratföreningar som kan byggas in i djur och växter.

Genom djurens spillning eller när djur och växter dör kommer kväveföreningarna tillbaka till jorden där de kan tas upp på nytt. Eller så kan några av nitratjonerna omvandlas till kvävgas igen av andra bakterier. Så nu förstår du Michael varför det behövs extra kväve ibland för att morötterna ska bli stora och fina!