Key Terms

• de-nitrificatie: Een microbieel vergemakkelijkt proces van nitraatreductie dat uiteindelijk moleculaire stikstof (N2) kan produceren via een reeks intermediaire gasvormige stikstofoxideproducten.
• nitrificatie: De biologische oxidatie van ammoniak met zuurstof tot nitriet, gevolgd door de oxidatie van deze nitrieten tot nitraten.
• ammonificatie: De vorming van ammoniak of verbindingen daarvan uit stikstofhoudende verbindingen, vooral als gevolg van bacteriële afbraak.

De stikstofcyclus beschrijft de omzetting van stikstof tussen verschillende chemische vormen. Het grootste deel van de atmosfeer van de aarde (ongeveer 78%) bestaat uit atmosferische stikstof, maar niet in een vorm die bruikbaar is voor levende wezens. Dankzij complexe interacties tussen soorten kunnen organismen stikstof omzetten in bruikbare vormen en deze onderling uitwisselen. Stikstof is essentieel voor de vorming van aminozuren en nucleotiden. Het is essentieel voor alle levende wezens.

Fixatie: Opdat organismen atmosferische stikstof (N2) kunnen gebruiken, moet deze worden “gefixeerd” of omgezet in ammoniak (NH3). Dit kan af en toe gebeuren door een blikseminslag, maar het grootste deel van de stikstoffixatie wordt gedaan door vrij levende of symbiotische bacteriën. Deze bacteriën beschikken over het enzym nitrogenase dat gasvormig stikstof combineert met waterstof om ammoniak te produceren. Dit wordt vervolgens door de bacteriën verder omgezet om hun eigen organische verbindingen te maken. Sommige stikstofbindende bacteriën leven in de wortelknolletjes van peulvruchten waar zij ammoniak produceren in ruil voor suikers. Tegenwoordig wordt ongeveer 30% van de totale hoeveelheid gefixeerde stikstof geproduceerd in chemische fabrieken voor kunstmest.

Nitrificaton: Nitrificatie is de omzetting van ammoniak (NH3) in nitraat (NO3-). Deze omzetting wordt meestal uitgevoerd door in de bodem levende bacteriën, zoals de nitrobacter. Dit is belangrijk omdat planten nitraat in hun weefsels kunnen opnemen en afhankelijk zijn van bacteriën om het van ammoniak om te zetten in een bruikbare vorm. Nitrificatie wordt hoofdzakelijk uitgevoerd door het bacteriegeslacht Nitrobacter.

Ammonificatie /Mineralisatie: Bij ammonificatie zetten bacteriën of schimmels de organische stikstof van dode organismen weer om in ammonium (NH4+). Nitrificatie kan ook op ammonium werken. Het kan ofwel worden teruggevoerd in een voor planten bruikbare vorm door nitrificatie, ofwel worden teruggevoerd in de atmosfeer door de-nitrificatie.

De-nitrificatie: Stikstof in zijn nitraatvorm (NO3-) wordt door bacteriesoorten als Pseudomonas en Clostridium, meestal onder anaërobe omstandigheden, weer omgezet in stikstofgas uit de atmosfeer (N2). Deze bacteriën gebruiken nitraat als een elektronenacceptor in plaats van zuurstof tijdens de ademhaling.