Kulcsfogalmak

• de-nitrifikáció: A nitrát redukciójának mikrobiálisan elősegített folyamata, amely végső soron molekuláris nitrogént (N2) termelhet köztes gáznemű nitrogén-oxid termékek sorozatán keresztül.
• nitrifikáció: Az ammónia biológiai oxidációja oxigénnel nitritté, majd ezeknek a nitriteknek az oxidációja nitrátokká.
• ammonifikáció: Ammónia vagy vegyületeinek képződése nitrogénvegyületekből, különösen bakteriális bomlás eredményeként.

A nitrogénciklus a nitrogén különböző kémiai formák közötti átalakulását írja le. A Föld légkörének nagy része (kb. 78%-a) légköri nitrogénből áll, de ez nem az élőlények számára hasznosítható formában van jelen. Az összetett faji kölcsönhatások lehetővé teszik az élőlények számára, hogy a nitrogént hasznosítható formákká alakítsák, és kicseréljék egymás között. A nitrogén nélkülözhetetlen az aminosavak és nukleotidok képződéséhez. Minden élőlény számára nélkülözhetetlen.

Fixálás: Ahhoz, hogy az élőlények felhasználhassák a légköri nitrogént (N2), azt “fixálni” vagy ammóniává (NH3) kell alakítani. Ez alkalmanként villámcsapás révén megtörténhet, de a nitrogénmegkötés nagy részét szabadon élő vagy szimbiózisban élő baktériumok végzik. Ezek a baktériumok rendelkeznek a nitrogenáz enzimmel, amely a gáznemű nitrogént hidrogénnel egyesíti ammóniává. Ezt aztán a baktériumok saját szerves vegyületeik előállítására alakítják át. Egyes nitrogénkötő baktériumok a hüvelyesek gyökérgumóiban élnek, ahol cukrokért cserébe ammóniát termelnek. Napjainkban az összes kötött nitrogén mintegy 30%-át vegyi üzemekben állítják elő műtrágyának.

Nitrifikáció: A nitrifikáció az ammónia (NH3) átalakulása nitráttá (NO3-). Ezt általában talajban élő baktériumok, például a nitrobaktériumok végzik. Ez azért fontos, mert a növények képesek a nitrátot a szöveteikbe asszimilálni, és a baktériumokra támaszkodnak az ammónia hasznosítható formába történő átalakításában. A nitrifikációt főként a Nitrobacter baktérium nemzetség végzi.

Ammonizáció /Mineralizáció: Az ammonifikáció során baktériumok vagy gombák az elhalt szervezetekből származó szerves nitrogént alakítják vissza ammóniává (NH4+). A nitrifikáció is működhet ammóniummal. Vagy a nitrifikáció révén visszaforgatható növényileg hasznosítható formába, vagy a nitrifikációval visszakerülhet a légkörbe.

De-nitrifikáció: A nitrogént nitrát formájában (NO3-) baktériumfajok, mint például a Pseudomonas és a Clostridium, általában anaerob körülmények között alakítják vissza a légköri nitrogéngázzá (N2). Ezek a baktériumok a légzés során oxigén helyett nitrátot használnak elektronakceptorként.