Gå til innholdet
Foto: Terraprima via Wikimedia Commons
Foto: Terraprima via Wikimedia Commons

Om å fange nitrogen

Skrevet av Ine Vik den 6.9.2017

Som en del i favorittemaet arter som samarbeider, tenkte jeg vi skulle ta en nærmere titt på nitrogenfiksering. Hill deg, nitrogenfikserende bakterie!

Jorda er rik på bakterier, og noen av dem har egenskaper som gjør det mulig å fiksere og omdanne nitrogen. Alle organismer behøver nitrogen, og det er rikelig med nitrogengass i lufta. Likevel er det kun noen mikroorganismer som kan nyttiggjøre seg av den. Organismene det her er snakk om, kalles nitrogenfikserende bakterier.

Noen lever fritt i jorda, men mest kjent og relevant for oss, er rhizobiumbakteriene, som lever i symbiose med belgvekster. Bakteriene lever i rotsystemet til planta, og omdanner nitrogengass fra lufta til ammonium. På dette viset blir plante og bakterie forsynt med tilgjengelige nitrogenforbindelser, mens bakterien får bosted og karbohydrater fra planten i gjengjeld.

Symbiosen mellom belgplantene og bakteriene er nokså eksklusivt, og dette er årsaken til at man gjerne ønsker belgplanter som kløver og erter i kjøkkenhagen. Plantene fungerer som erstatning for kunstgjødsel, siden bakteriene gjør planten selvforsynt med nitrogen. Belgplanter er derfor i høy grad uavhengig av nitratkilder i jorda.

Bakteriene lever egentlig fritt i jorda, men tiltrekkes av rothår på belgplantene. Røttene utskiller flavonoider, stoffer bakteriene reagerer på. Celleveggen på røttene åpner seg for bakteriene, og her inne får de bo og formere seg. Bakteriene stimulerer i tillegg til dannelsen av rotknoller. Inne i disse omdannes bakteriene til bakteroider. Disse inneholder enzymet nitrogenase. Enzymet katalyserer reduksjonen av nitrogen til ammonium: en reaksjon som likner mistenkelig på en annen, nokså kjent reaksjon:

Nemlig Haber-Borsch-metoden! Et av de viktigste bruksområdene til nitrogen er jo fremstillingen av ammoniakk, som videre blir brukt i for eksempel kunstgjødsel. Ammoniakk produserer vanligvis etter denne metoden, hvor nitrogen i luften reagerer med hydrogen. Under prosessen tilføres svært høyt trykk og temperatur.

Prosessen blir kalt en av de viktigste oppfinnelsene i det 20. århundre. Er det ikke da fint å tenke på at en liknende prosess skjer naturlig hos de nitrogenfikserende bakteriene, men med energi hentet fra fotosyntese? (Rett nok er reaksjonen også energikrevene hos plantene. Men likevel!)

Dersom du ønsker flere nitrogenfikserende planter i hagen, se da etter belgvekster. Mange av belgplantene er svært vakre og matnyttige i tillegg, for erter og bønner er jo selvsagte i kjøkkenhagen. Når belgplantene dør, vil delene som blir igjen bidra med sitt nitrogeninnhold til jorda.

Ved dyrkning av for eksempel kløver og lusern, kan det per år bindes 100-400 kg nitrogen per hektar! Derfor er belgplanter en stjerne i vekselbruket. Så derfor, selv om vi kanskje gleder oss mest over velsmakende erter og bønner, send også en tanke til ammoniumfabrikken under bakken. Det er nemlig under jorda det skjer!