9.2 Stikstofkringloop

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

9.2 Stikstofkringloop

Deze les:

- Stikstofkringloop

- Groenbemesting

- Eutrofiering

- Verzuring en vermesting

- Opdrachten

Leerdoelen 9.2

4. Je beschrijft de stikstofbinding door bacteriën.

5. Je legt uit hoe menselijke activiteiten de N-kringloop beïnvloeden.

6. Je legt de gevolgen van N-toename op het land en in het water uit en je beschrijft maatregelen om de N-toename te beperken.

Eenvoudige route

• Producenten nemen stikstof op via NO3^- of NH4⁺. 
• Producenten maken daaruit aminozuren en daaruit eiwitten
• Consumenten eten en verteren de eiwitten en maken daarna hun eigen eiwitten en andere organische stoffen
• Consumenten maken ureum als afvalstof 
• Eiwitten uit dode planten en dieren worden door rottingsbacterien omgezet in NH3 (ammoniakgas), dat in water NH4+ (ammonium) wordt. Ook ureum wordt omgezet in deze stoffen.
• Nitrificerende bacteriën maken met zuurstof nitriet NO3- en nitraat NO4-
• De kringloop is rond.

Organisch gebonden stikstof komt vooral voor in eiwit, maar ook in nucleotiden van DNA en RNA.

Stikstof = N

Verder met de N-kringloop

• op welke manier kunnen mensen de stikstofkringloop beïnvloeden?
• kunstmest, eutrofiëring, groenbemesting, stikstofcrisis
• & Binas in de vingers

Route zonder zuurstof

Denitrificatie en Deammonificatie (anaeroob)

Denitrificerende bacterie:

 NO₃^- > N₂ 

^{Deammonificerende bacterie:
NH}₃ ^{> N}₂

^--> N² gas naar atmosfeer en verdwijnt uit bodem/ water.

Stikstof (N₂) Is een stof die niet reageert met andere stoffen. Een plant of dier heeft er dan ook niets aan. N₂ blijft N₂.

Alleen met geweld (bliksem, hitte in een motor) bindt N₂ aan zuurstof. 

Of door sommige bacteriën bindt N₂ aan waterstof. 

Ammoniak (NH3) en ammonium (NH4+) zijn eigenlijk twee toestanden van dezelfde stof. 

Als ammoniak oplost, pikt het een H+ van water zodat NH4+ ontstaat. Als ammonium de lucht in gaat, wordt het weer NH3. 

Nitriet bestaat maar heel kort in de natuur, omdat de reactie tot nitraat heel snel gaat. Dat is goed, want nitriet is giftig.

Deze NH₃ zit binnenin een plant. Het wordt meteen gebruikt door de plant om er N-bevattende organische stoffen van te maken. Deze NH₃ komt dus niet in de grond terecht. De andere NH₃ wel.

Stikstofassimilatie is gewoon assmilatie met stikstof. Assimilatie = opbouw van grotere moleculen uit kleinere moleculen. Dus bv. opbouw van aminozuren uit nitraat (en glucose)

Besteed even een paar minuutjes aan het doornemen van de stikstofkringloop in je eigen BINAS 93F . 

De meeste onduidelijkheden vind je hiernaast toegelicht.

Hoe kan er 'N' verdwijnen uit de bodem?

anaeroob proces, verloopt allean als er geen zuurstof is

anaeroob proces, verloopt allean als er geen zuurstof is

aeroob proces, verloopt allean als er wel zuurstof is

aeroob proces, verloopt allean als er wel zuurstof is

Hoe kan 'N' verdwijnen uit de stikstofkringloop?

1. planten nemen het op
2. vervluchtiging en denitrificatie
3. omzetting in nitriet en nitraat

Welke N-rijke stof zit er in urine van koeien?

1. ammoniak
2. nitriet
3. nitraat
4. ureum

Welke N-rijke stof zit er in koeienpoep?

1. ureum
2. nitraat
3. eiwit

Waarom groeien planten beter door bemesting met koeienmest?

biologiepagina.nl

Sommige planten hebben bij hun wortels knolletjes met stikstofbindende bacterie die N2 uit de lucht omzetten in ammonium NH4+

• definitie monocultuur kennen
  
• voor- en nadelen van monoculturen kunnen noemen
  

Bijzondere route

Knolletjesbacteriën (en een paar andere bacteriën) kunnen N₂ (g) omzetten in NH_3.

Stikstof die eerst níet te gebruiken was voor de plant, is nu wél te gebruiken. Oftewel:

De bodem wordt voedselrijker.

Dit is 'Groenbemesten'.

Hoe werkt groenbemesting?

Wat is groenbemesting?

1. Kunstmest strooien op het land
2. Natuurlijke mest strooien op het land
3. Bemesten door middel van knolletjesbacterien
4. Bemesten met groene planten

Groenbemesting: sommige landbouw bedrijven laten op een akker lupine groeien die ze daarna onderploegen (dus niet oogsten). Het volgende jaar kunnen ze een ander gewas telen zonder extra te bemesten, leg dit uit.

Goedkope bemesting

Bij groenbemesting wordt klaver op stikstofarme grond geteeld, waarna deze omgeploegd wordt. 

Klaver leeft in symbiose met stikstofbindende bacteriën, waardoor extra stikstof in de bodem komt. Door om te ploegen, blijft de stikstof beschikbaar voor nieuwe planten. 

Als planten geoogst worden, wordt de stikstof die als eiwitten aanwezig zijn in de plant onttrokken aan de bodem. De kringloop wordt onderbroken.

Land bemesten via groenbemesting in stappen, zet in de juiste volgorde:
1. boer spit de planten met knolletjesbacterie onder
2. knolletjesbacterie bindt N2 uit de lucht en maakt NH4+ (ammonificatie)
3. bacterie in bodem maakt nitraat
4. gewas kan goed groeien door opname van nitraat

1. 1-2-3-4
2. 3-4-1-2
3. 2-1-3-4

veel mensen halen in de herfst bladeren uit hun tuin. Wat voor een effect heeft dit op de stikstofkringloop?

Welk effect heeft het weghalen van de bladeren voor de stikstofkringloop?

Eutrofiëring

Eutrofiëring

EUTROFIERING

-> Algenbloei = geen zonlicht meer bij waterplanten

-> Dode algen en dode planten zakken naar de bodem en worden afgebroken door reducenten (aeroob) 

-> Zuurstoftekort in het water = Hypoxie: zuurstofarme waterlagen

Wat is verzuring en vermesting?

Vervluchting van stikstofgassen (ammoniak en NOx) uit landbouw en industrie slaan droog neer of reageren in de lucht met water en vormen zure regen. Deze neerslag leidt tot vermesting van de bodem. 

Vergrassing 

Snelgroeiende planten zoals brandnetels, bramen en grassen kunnen door vermesting andere planten verdringen 

= afname biodiversiteit

Aan de slag!

- Maken opdrachten 9.2