De stikstofkringloop (8.3)

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

De stikstofkringloop (8.3)

Leerdoelen 8.3

8 Je beschrijft de snelle en langzame koolstofkringloop

9 Je beschrijft de stikstofkringloop

10 Je beschrijft het zuiveren van afvalwater

11 Je noemt de bestanddelen die van invloed zijn op de kwaliteit van drinkwater

Verdieping stikstofkringloop

Stikstofkringloop

plant neemt nitraat op

plant maakt aminozuren en daaruit eiwitten

Consument eet de eiwitten van de plant, verteert deze en maakt eigen eiwitten

Dode dieren (en planten) geven eiwitten af aan de bodem

Bacterien in de bodem zetten eiwitten om in ammoniakgas dat ammonium wordt in de bodem; andere bacterien maken daar nitriet en nitraat van.

Wat neemt de plant op van de stikstofkringloop?

1. Nitriet
2. Water
3. Glucose
4. Nitraat

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 

Andere routes

'Verstorende' routes zonder zuurstof:

- NO3- > N2 (g) denitrificatie door denitrificerende bacterie

N2 komt in de atmosfeer en verdwijnt uit de bodem of het water

-N2 (g) --> NH4+

N2 (g) kan gebonden worden door knolletjesbacterie en stikstofbindende bacterie.

Planten kunnen deze NH4+ dan weer gebruiken.

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 eenvoudige stikstofkringloop?

1. planten nemen het op
2. door vervluchtiging en denitrificatie
3. door 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?

Sommige planten hebben bij hun wortels knolletjes met daarin stikstof-bindende 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.

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

De bodem wordt voedselrijker.

Dit is 'Groenbemesten'.

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

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, komt 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.

Hoe werkt groenbemesting?

Land bemesten via groenbemesting heeft een aantal 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?

https:

maak de verdiepende opdracht:

'Vragen over de N-kringloop in BINAS (93G)'

en lever deze in bij je docent.