Av Claire Gillespie • Uppdaterad 30 augusti 2022

Bildkredit:greenaperture/iStock/GettyImages

Kväve utgör cirka 78 % av jordens atmosfär, men organismer kan inte absorbera det direkt. Genom kvävecykeln omvandlar specialiserade mikrober atmosfäriskt N₂ till biologiskt användbara former som stödjer liv.

TL;DR

Kväve är ett kärnnäringsämne för alla levande varelser. Det bildar proteiner, DNA, klorofyll och viktiga enzymer. Kvävets kretslopp omvandlar atmosfäriskt kväve till föreningar som växter och djur kan assimilera.

Varför människor och andra djur behöver kväve

Varje gram mänsklig vävnad – muskler, hud, hår, naglar och blod – är rikt på protein. Proteinsyntes, enzymfunktion och cellulär reparation beror på kväveinnehållande aminosyror. Eftersom däggdjur inte kan ta upp atmosfäriskt kväve, är de beroende av kostkällor. Viktiga proteinmat inkluderar kött, fisk, baljväxter, ägg, mejeriprodukter och nötter.

Kroppen återvinner kontinuerligt kväve från aminosyror. Överskott av kväve omvandlas till urea och utsöndras, medan kväve också bildar icke-proteinmolekyler som hemgruppen i hemoglobin, som transporterar syre genom hela kroppen.

Hur växter får kväve

Växter syntetiserar proteiner, klorofyll och nukleinsyror – alla kväverika molekyler – nödvändiga för tillväxt och reproduktion. Rötter absorberar kväve från jorden som nitrater (NO₃⁻) och ammonium (NH₄⁺). En brist visar sig som kloros (gulning) och hämmad tillväxt, vilket minskar frukt- och blomavkastningen.

Kvävecykeln förklaras

• Fixering: Diazotrofa bakterier, såsom Rhizobium, använder enzymet dinitrogenas för att reducera atmosfäriskt N₂ till ammoniak (NH₃).
• Nitrifikation: Ammoniak oxideras genom att nitrifiera bakterier (Nitrosomonas och Nitrobacter) till nitrit (NO₂⁻) och sedan nitrat (NO₃⁻), som växterna absorberar.
• Assimilering: Växter införlivar nitrat i organiska föreningar. Djur får kväve genom att konsumera växter eller andra djur.
• Sönderdelning: Mikrobiell nedbrytning frigör ammoniak tillbaka i jorden.
• Denitrifiering: Anoxiska bakterier omvandlar nitrat tillbaka till N₂-gas, vilket fullbordar cykeln.

Att förstå denna cykel är avgörande för hållbart jordbruk och ekosystemförvaltning.