Kvävecykeln

Kvävecykeln är den biogeokemiska processen som flyttar kväve mellan atmosfären, jord, vatten och levande organismer. Trots att atmosfären består av stor mängd kvävgas (N2) är växter och djur beroende av kväve i formerna ammonium (NH4+) och nitrat (NO3-). Cykeln innefattar flera nyckelfaser där kväve omvandlas, transporteras och lagras i olika pooler.

Kvävefixering är omvandlingen av N2 till NH3 eller NH4+, och sker biologiskt främst genom kvävefixerande bakterier i simbionteriska relationer med baljväxter samt av cyanobakterier i vatten. Industriell kvävefixering används vid framställning av gödningsmedel (Haber-Bosch). Assimilation innebär att växter tar upp NH4+ eller NO3- och bygger organiskt kväve som ingår i proteiner och nukleinsyror; djur får kväve genom föda.

Ammonifikation eller mineralisering bryter ner organiskt kväve till ammonium och gör det tillgängligt igen för växter och mikroorganismer. Nitrifikation är en tvåstegsprocess där NH4+ oxideras till NO2- och sedan till NO3- av olika bakterier. Denitrifikation reducerar NO3- tillbaka till kvävegaser (N2 eller N2O) och returnerar kväve till atmosfären, särskilt under anaeroba förhållanden i mark eller sediment.

Mänsklig aktivitet påverkar kvävecykeln genom utsläpp av kväveoxider och övergödning på grund av gödselmedel och avloppsvatten. Dessa förändringar kan leda till eutrofiering av vatten och försurning av mark och vatten samt störningar i ekosystemens balans. Kvävecykeln är därmed grundläggande för näringsförsörjningen hos organismer och för klimat- och miljörelationer.