nitrogénmegköt

A nitrogénmegkötés (nitrogénmegkötés) a nitrogén (N2) gáznem bio-kész formákra történő átalakítását jelenti, például ammóniára (NH3), ammoniumra (NH4+) és nitrátokra (NO3−). A folyamat nélkülözhetetlen a nitrogénkörforgásban, mert a növények közvetlenül csak ezekhez a formákhoz tudnak hozzáférni.

Biológiai nitrogénmegkötés során diazotróf baktériumok végzik a feladatot. A legismertebb példák a Rhizobium és Bradyrhizobium fajok, amelyek gyökérgümőkben élnek és szimbiózisban növényekkel nitrogént fixálnak. Szabadon élő baktériumok, például az Azotobacter vagy az Azo­s­pirillum, valamint néhány cyanobaktéria is hozzájárulhat a folyamatokhoz vizekben és talajban. A nitrogénátalakításért felelős enzim, a nitrogénáz, N2-t NH3-ra redukálja; az enzim érzékeny az oxigénre, ezért a fixáló rendszerek oxigénmérsékletét és egyéb szabályozó mechanizmusokat alkalmaznak.

Ipari nitrogénmegkötés a Haber–Bosch folyamat keretében valósul meg, amely N2-t és H2-t magas nyomáson és hőmérsékleten ammóniává (NH3) alakít. Ezt az ammóniát livestock trágyázásra és főleg műtrágyaként használják. Az eljárás energiaigényes és részben fosszilis tüzelőanyagokra támaszkodik, ami környezeti és klímaváltozási vonatkozásokat jelent.

Természetes fixáció a villámok hatására is történik, amikor NOx keletkezik és esővel nitrátokká válik a talajban. A nitrogénmegkötés továbbá fontos része a tengeri és édesvízi ökoszisztémák nitrónegyen-forrásainak.

Fontos megjegyezni, hogy a nitrogénmegkötés egyensúlya kulcs tényező a mezőgazdaság fenntarthatóságában, mivel a biológiai fixáció és az ipari inputok összegzése határozza meg a talaj nitrogénellátását és a környezeti hatásokat.