Der Stickstoffkreislauf

Kurz: Stickstoff ist ein Baustein aller Eiweiße und der Erbsubstanz. Er wandert in einem Kreislauf zwischen Luft, Boden, Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen.

Genauer: Die Luft besteht zu etwa 78 Prozent aus Stickstoff, doch in dieser Form können ihn Pflanzen und Tiere nicht nutzen. Erst Bakterien, Blitze oder Industrieanlagen wandeln ihn in Verbindungen wie Ammonium und Nitrat um, die Pflanzen aufnehmen können.

Im Detail

• Stickstofffixierung: Bestimmte Bakterien können Luftstickstoff binden. Manche leben in Knöllchen an den Wurzeln von Hülsenfrüchten wie Klee, Erbsen und Bohnen und versorgen die Pflanze mit Stickstoff.
• Blitze: Die enorme Hitze eines Blitzes spaltet Stickstoffmoleküle. Es entstehen Stickoxide, die mit dem Regen in den Boden gelangen.
• Nitrifikation: Andere Bodenbakterien wandeln Ammonium schrittweise über Nitrit in Nitrat um. Nitrat ist die Form, die viele Pflanzen bevorzugt aufnehmen.
• Nahrungskette: Pflanzen bauen den Stickstoff in Eiweiße ein. Tiere nehmen ihn mit der Nahrung auf und scheiden Überschüsse zum Beispiel als Harnstoff aus.
• Zersetzung: Wenn Pflanzen und Tiere sterben, bauen Pilze und Bakterien ihre Reste ab und setzen wieder Ammonium frei. So schließt sich ein Teil des Kreislaufs im Boden.
• Denitrifikation: In sauerstoffarmen Böden und Gewässern wandeln Bakterien Nitrat zurück in Luftstickstoff. Dabei kann auch Lachgas entstehen, ein starkes Treibhausgas.
• Kunstdünger: Mit dem Haber-Bosch-Verfahren wird seit dem frühen 20. Jahrhundert Ammoniak aus Luftstickstoff hergestellt. Mineraldünger ermöglicht hohe Ernten und ernährt heute einen großen Teil der Menschheit.
• Zu viel des Guten: Überschüssiger Dünger und Gülle gelangen als Nitrat ins Grundwasser und in Gewässer. Dort fördern sie Algenwachstum und können die Trinkwasserqualität belasten.
• Verwandte Kreisläufe: Stoffkreisläufe und Boden hängen eng zusammen (kohlenstoffkreislauf, bodenaufbau-und-humus, kompost-anlegen).