Stickstofffixierung
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Die Stickstofffixierung (engl. nitrogen fixation) ist ein Teil des Stickstoffkreislaufs und beinhaltet die anorganische oder organische Umwandlung von molekularem Stickstoff (N2).
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Bakterielle Fixierung
Symbiotische Bakterien
- Knöllchenbakterien oder Rhizobien bei Leguminosen (Fabaceae)
- Frankia alni (z.b. Erlen, Sanddorne, Ölweiden, Colletia, Retanilla, Trevoa)[1] (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Aktinorrhiza&oldid=115879756)
- Stickstoff bindende Bakterien sollen auch an den Rhizomen von Gräsern vorkommen[2] (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Kn%C3%B6llchenbakterien&oldid=115919932).
Frei lebende Bakterien
Es gibt weitere Bakterienarten, die ohne Symbiose, freilebend unter gewissen Umständen Stickstoff fixieren (u.a. zu finden in den Gattungen Azotobacter, Azomonas und Cyanobakterien).
Bedeutung
Die natürliche Herstellung im Boden durch anorganische oder organische Prozesse führt den von Pflanzen aufgezehrten Stickstoff wieder zurück in den Boden und macht ihn somit wieder für die Pflanzen nutzbar. Die Eigenschaft der Stickstoff fixierenden Pflanzen wird insbesondere bei der Gründüngung gezielt genutzt, um die Bodenqualität zu verbessern. In der Wildnis können sich Stickstoff fixierende Pflanzen aber auch nachteilig auf die Stabilität des Ökosystems auswirken, da sie die Verbreitung von oft nährstoffhungrigen invasiven Pflanzen begünstigen und native Pflanzen so verdrängen können (vgl. Maron & Connors 1996).
Synthetische Fixierung
Mit dem Haber-Bosch-Verfahren existiert auch ein technisches Verfahren zur Stickstofffixierung. Dieses ist insbesondere bei der Herstellung von Kunstdünger von Bedeutung, dient aber auch der Herstellung von Sprengstoff und hat somit im zivilen Bereich (Bergbau, Lawinenprävention, Gebäuderückbau etc.), aber auch im militärischen Bereich (Krieg, Terrorismus) eine Bedeutung.
Die synthetisch hergestellter Stickstoffdünger ist in grösseren Mengen und über längere Zeit angewendet sehr schädlich für den Boden. Er verändert die Bodendynamik, indem die Pflanzen auf diesen einfach verfügbaren Stickstoff zurückgreifen und die Herstellung von Wurzelexudate einstellen, mit denen Pflanzen sonst zur Unterhaltung und Ernährung der Bodenmikroorganismen beitragen. Als Folge verarmt das Bodenleben, welches die Pflanzen mit vielfältigen Mineralstoffen und Spurenelementen ernähren und für eine gesunde Ernährung der Pflanzen sorgen. Da die Bodenmikroben auch Einfluss auf die Bodenstruktur und die Wasserhaltekapazität haben, verschlechtern sich nicht nur die Pflanzengesundheit, sondern auch die Bodeneigenschaften. In der Regenerativen Landwirtschaft gehört der Verzicht auf Stickstoffkunstdünger zu den wichtigsten Massnahmen in der Umstellung.
Literatur
- Carú, M. (1993): Characterization of native Frankia strains isolated from chilean shrubs (Rhamnaceae). Plant and Soil 157(1):137-145. DOI:10.1007/BF00038757 (http://dx.doi.org/10.1007/BF00038757)
- Maron, J.L. Connors, P.G. (1996): A native nitrogen-fixing shrub facilitates weed invasion. Oecologia 105: 302-312. (PDF (http://dbs.umt.edu/dbs/research_labs/maronlab/documents/MaronandConnors1996.pdf))
