V9 Stickstoff Kreislauf

Question 1

Phlogistion

Answer 1

• Daniel Rutherford hat Stickstoff in der Luft entdeckt
• Joseph Priestly entdeckte Stickoxid N2O (Lachgas)
• Humphry Davy untersuchte den Einfluss von Stickoxiden (Lachgas)
• Albrecht Daniel Thaer „Humus Theorie“
• Carl Sprengel entdeckte, dass die Salze im Boden die Nährstoffe für Pflanzen sind
  o Erfinder des Minimum Gesetzes
• Justus Liebig, puplizierte das Minimum Gesetz

Question 2

Stickstofffixierung

Answer 2

o Energieaufwändiger Prozess
o Benötigt viel ATP aus der Zellatmung
o Stickstoffdioxid aus der Atmosphäre zu Ammonium reduziert
o Biologische N2-Fixierung
->Bsp. Azobacter, Clostridium
->Nitrogenase: O2 -empfindlich (-> inaktiv)
->Temp.- Optimum 20- 30°C
->Keine Aktivität bei 0°
->In kalten Gebieten wird weniger N2 fixiert als in warmen und feuchten Gebieten

Question 3

Symbiontische N2 Fixierung

Answer 3

• Wirte und ihre Diazotrophen: (1 Rhizobiales)
  -Soja (Wurzelknöllchen)
  ->Bsp. Rhizobium Brdy-, Azo-, Mesorhizobium, Methylobacterium
  ->Nur ca. 10% davon sind näher erforscht
  ->Vier wichtige Welternährungspflanzen
  ->Sojabohne, Erbse, Ackerbohne, Erdnuß
  ->Gleichung:
  • N2 +(8 H+) + 8 e- + 16ATP -> 2 NH3 + H2+16ADP + 16 P
  ->Pflanze liefert 1/3- 2/3 des fixierten C an Knöllchen
  ->30% werden veratmet
  ->20% fürs Knöllchenwachstum
  ->50% zurück als Aminosäure mit fixiertem N
  ->N org -Transportform: Pflanzenarttypisch
  • Erbsen, Sojabohnen
  o 2(Aktinomycetales)
  ->Erlen Knöllchen
  ->Gattung Frankia sp.
  ->Actinomyceten = keine Pilze!
  ->Streptomyces sp. : Fungizide! Antibiotika
  o 3 Cyanobakterien
  ->Nostoc – Kolonien in Gunnera manicata
  ->Adventivwurzeln
  ->Anabaena sp. U. Nostoc sp.
  ->Gunnera, Flechte, Lebermoose, Cycas, Peltigera

Question 4

N- Fixierung durch Blitze

Answer 4

o Reaktion von N2 mit O2 zu oxidierten N Verbindungen in der Troposphäre

Question 5

Verfügbarkeit von N im Boden

Answer 5

o Fixierung von Ammonium an Kationenaustauschern -> NH4+ ist pflanzenverfügbar
o Fixierung von Ammonium an/ in Tonmineralen -> NH4+ ist wenig / nicht pflanzenverfügbar

Question 6

Autotrophe Nitrifikation

Answer 6

o NH4+ + O2-> NO2- + H2O + 2H+ (Nitrosomonas)
o N2O + O2 -> NO3- (Nitrobacter)
o Unter aeroben Bedingungen (O2) wird Ammonium oxidiert zu Nitrat
o Dabei kann das Nebenprodukt N2O entstehen

Question 7

Heterotrophe Nitrifikation

Answer 7

o Unter aeroben Bedingungen wird organische Substanz oxidiert zu Nitrat, mit Nitrit als Zwischenprodukt.
o Hierbei kann auch N2O entstehen

Question 8

Dentrifikation

Answer 8

NO3- -> NO2- -> N2O und N2

Question 9

N- Bilanz

Answer 9

o	11 N2O
o	5 Blitze
o	220 N2
->60 terrestrisch
->160 marin

Question 10

Probleme durch vermehrten Eintrag reaktiven Stickstoffs

Answer 10

o	Eutrophierung
o	Rückgang der Biodiversität / Verdrängung empfindlicher Arten
o	Ozonbildung
o	Erhöhte N2O Emissionen
o	Nitratbelastung im Trinkwasser