Zwei Wege der Stickstofffixierung

Die Fixierung kann auf natürliche oder industrielle Weise erfolgen

Die Bedeutung von Stickstoff für die Landwirtschaft ist unter Landwirten und Agronomen – oder eigentlich jedem, der sich für Pflanzen interessiert – auf der ganzen Welt wohlbekannt. Es steht außer Frage, warum es der am meisten benötigte Nährstoff für jede Kulturpflanze ist, da es in fast allen Stoffwechselverbindungen wie Chlorophyll, Aminosäuren, Proteinen und Enzymen enthalten ist und für die Kohlenhydrataufnahme und das Wurzelwachstum unerlässlich ist.

Wenn man sich darüber im Klaren ist, dass es ohne Stickstoff keine Landwirtschaft gibt, ist es wichtig zu wissen, wie er den Pflanzen zur Verfügung gestellt werden kann. Die gebräuchlichste Methode ist sicherlich die Verwendung von Stickstoffdüngern wie Harnstoff, Ammonium, MAP, DAP ... Wenn Sie wissen möchten, wann und wie Stickstoffdünger zur Maximierung der Erträge ausgebracht werden müssen, werfen Sie einen Blick auf die SMART Fertilizer Software Durch einfaches Hochladen eines Boden-, Gewebe- oder Wassertests erhalten Sie einen maßgeschneiderten Düngeplan für Ihre Kultur!

Wie dem auch sei, in manchen Fällen wird den Pflanzen kein Stickstoff zugeführt, sie entwickeln sich aber trotzdem großartig. Wie ist das möglich? Die Luft, die wir atmen, ist voller Stickstoff in seiner freien Form (N₂), muss es nur in ein Molekül umgewandelt werden, das die Pflanze aufnehmen kann, wie zum Beispiel NH₄⁺ und NO₃-. Die Aufnahme des N in die Atmosphäre und dessen anschließende Umwandlung nennt man Stickstoff-Fixierung.

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Diese Fixierung kann auf natürliche oder industrielle Weise erfolgen. In diesem Artikel stellen wir beide Möglichkeiten vor.

INDUSTRIELLE BEFESTIGUNG

Stickstoff kann industriell durch ein Verfahren namens Haber-Bosch fixiert werden. Durch diesen Prozess ist die chemische Industrie in der Lage, Ammoniak (NH) zu synthetisieren₃) durch die Kombination der freien Form von Stickstoff in der Luft (N₂) mit Wasserstoff (aus Erdgas) bei hoher Temperatur und hohem Druck.

N₂ + 3H —–> 2 NH₃

Ammoniak ist ein instabiles Gas und daher keine Form von Stickstoff, die von der Pflanze aufgenommen werden könnte. Allerdings ist der NH₃Der gewonnene Stickstoff wird zur Bildung anderer (stabilerer) stickstoffhaltiger Verbindungen verwendet und ist somit die Grundlage für alle anderen Stickstoffdünger wie Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat, Harnstoff, Ammoniumphosphate und viele andere.

NATÜRLICHE FIXIERUNG

Eine natürliche Möglichkeit, eine Kulturpflanze durch Stickstofffixierung zu düngen, ist die Blitzdüngung. Ja, Blitz. Die Kombination von N₂In der Atmosphäre bildet Wasserdampf (mit Wasserstoff- und Sauerstoffatomen) und eine elektrische Entladung eine Verbindung namens Salpetersäure (HNO).₃). Sobald diese Säure im Boden ist, fällt sie aus und verwandelt sich in Nitrat (NO).₃), bei dem es sich um eine Form von Stickstoff handelt, die die Pflanze absorbieren kann, und die somit als natürliche Anordnung der Stickstoffdüngung fungiert.

Obwohl sie ziemlich faszinierend ist, ist die Blitzfixierung die am wenigsten verbreitete Art der natürlichen Stickstofffixierung, da sie zu etwa 90 % durch Mikroorganismen erfolgt, und zwar auf unterschiedliche Weise, aber alles Teil dessen, was man nennt Biologische Fixierung.

Bei Hülsenfrüchten, beispielsweise Sojabohnen, erfolgt die Aufnahme und Umwandlung von Stickstoff aufgrund einer symbiotischen Verbindung mit stickstofffixierenden Bakterien, den sogenannten Stickstofffixierungsbakterien Rhizobium or Bradyrhisobium.

Wenn diese Bakterien im Boden sind, erreichen sie die Wurzelhaare der Pflanze, wodurch diese sich krümmen und eine Einstülpung bilden, wodurch die Bakterien in die Wurzel eindringen können. Im Inneren kommt es zu einer Infektion, die zur Bildung von Wurzelknötchen führt. In den Knötchen nutzen die Bakterien einen Enzymkomplex namens Nitrogenase, um Luftstickstoff (N₂) in Ammoniak (NH₃), eine Verbindung, die von Hülsenfrüchten genutzt werden kann.

Für Graspflanzen wie Mais und Weizen gilt: Rhizobium Bakterien sind nicht wirksam, obwohl es die Möglichkeit gibt, eine andere Art von Bakterien zu verwenden, sogenannte Azospirillum, aber seine Umwandlungsrate ist deutlich geringer, da es die Wurzeloberfläche besiedelt Rhizobium dringt tatsächlich bis zur Wurzel ein.

Um eine erfolgreiche Fixierung zu gewährleisten, können Landwirte diese Art von Bakterien in die Samen vor der Aussaat oder direkt in die Pflanzlinie einimpfen, die zweite Option erfordert jedoch eine 6- bis 12-mal höhere Dosis als die Samenimpfung.

Es gibt auch einige andere Arten der biologischen Fixierung, beispielsweise Blattknötchen bei Nicht-Hülsenpflanzen, Bakterien in der Oberfläche von Bäumen und in den Ozeanen mit Algen assoziierte Cyanobakterien.

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