Innhold:

  • Hva er jord?
  • Hvilke jordtyper har vi?
  • Lagring av CO2 i jord.
  • Hvorfor er mikrolivet i jorda viktig for plantene?
  • Hvordan tar plantene opp næring?
  • Næringsstoffer i jord.
  • Hvordan tar plantene opp mineraler fra jorda?
  • Planter samarbeider med bakterier og sopp for å få tak i mer mineraler.
  • Hva er forskjellen på kunstgjødsel og naturgjødsel?
  • Hva skal til for at plantene kan ta opp næring fra naturgjødsel?
  • Hva er nitrogenfikserende bakterier?
  • Hva slags omgivelser trenger nitrogenfikserende bakterier?
  • Hvordan påvirkes de nitrogenfikserende bakteriene av jorddamping?
  • Kan de nitrogenfikserende bakteriene reetablere seg etter at jorden har blitt dampet?

Hva er jord?

Jord er ikke jord, som vi liker å si hos oss i SoilSteam.

I forbindelse med landbruk og hagebruk er det egentlig matjord vi snakker om.

Matjord refererer til den øverste delen av jordskorpen som er spesielt egnet for plantevekst. Dette laget består av en blanding av mineraler, organisk materiale, vann og luft. Matjord er avgjørende for at plantene skal ha et sted å slå rot, og det er røttene som tar opp vann og næring fra jorda.

En god matjord har tilstrekkelig drenering, men holder samtidig på fuktighet, den inneholder nødvendige næringsstoffer og har gir mikroorganismer gode forhold, som er gunstige for plantevekst.

God matjord inneholder en betydelig mengde organisk materiale, som er nedbrutt plantemateriale og annet organisk avfall. Dette bidrar til å forbedre jordstrukturen og gir nødvendige næringsstoffer til plantene. God jordstruktur skaper porer hvor vann og luft gjøres tilgjengelig for planterøttene.

Landbruk og hagebruk er avhengige av kvaliteten på matjorden for å dyrke sunne og friske vekster. God matjord er en verdifull ressurs for samfunnet, og bevaring og bærekraftig forvaltning av matjord er viktig for å opprettholde produktiviteten i matproduksjon, samt å ta vare på sunne økosystemer.

Det finnes flere jordtyper, og de varierer med faktorer som klima, geografi og geologiske forhold.

Hvilke jordtyper har vi?

Det finnes flere jordtyper, og de varierer med faktorer som klima, geografi og geologiske forhold.

Vi har følgende jordarter:

  1. Leirjord: Dette er en jordtype som består av veldig små partikler. Leirjord holder godt på vann, men drenering kan være et problem hvis den blir kompakt. Den er også vanskelig å bearbeide når den er fuktig, og man må være nøye på at den er tørr nok før man begynner med jordarbeiding eller kjører på den.
  2. Siltjord: Denne jordarten har partikler som er mindre enn sand, men større enn leire. Den drenerer bedre enn leire og holder bedre på vannet enn sandjord.
  3. Sandjord: Sandjord har grove partikler og god drenering, imidlertid holder den dårlig på vann og næring.
  4. Torvjord: Torvjord dannes i myrer og myrlendte områder. Den har høyt organisk innhold og holder godt på vann.

De fleste jordtyper er ulike kombinasjoner av jordartene nevnt ovenfor.

Jorda kan også være sur eller alkalisk avhengig av pH-nivået. De ulike jordtypene gir variasjon i planteliv og landbrukspraksis rundt om i verden.

Lagring av CO2 i jord

Jorden binder mer CO2 enn alle verdens planter og trær til sammen. Effektiv lagring av CO2 i jordsmonnet kan være en viktig strategi for å redusere klimagassutslipp og opprettholde et balansert karbonkretsløp i økosystemene. Forskning og praksiser som fremmer bærekraftig jordbruk og skogforvaltning spiller en vesentlig rolle i denne innsatsen.

Jorden inneholder også mer enn 50% av alle verdens organismer.  Frisk og fruktbar jord er derfor svært viktig både i forhold til matforsyning, naturmangfold og klima. Forskning som er gjort på området viser at det er mulig å øke karbonbindingen i jord med 1.85 milliarder ton årlig ved bedre utnyttelse og forvaltning av jorden. Dette er mer enn hele den globale transportsektoren slipper ut årlig. Det er videre økt fokus på å bevare jorden der den er, beskytte allerede sårbare områder og spesielt områder som lagrer mye karbon fra før som torvmyrer.

Lagring av CO2 i jordsmonnet, også kjent som karbonbinding i jord, refererer til prosesser der atmosfærisk karbondioksid (CO2) blir absorbert og lagret i jorden. Dette spiller en viktig rolle i kampen mot klimaendringer, da det bidrar til å redusere mengden av CO2 i atmosfæren.

Her er noen måter dette kan skje på:

  1. Plantevekst og fotosyntese: Planter spiller en nøkkelrolle i å binde CO2 fra luften gjennom fotosyntesen. Under denne prosessen tar planter opp CO2 og bruker solenergi til å omdanne det til organiske forbindelser som karbohydrater. Når planter dør, vil det organiske materialet de legger igjen i jorden bidra til karbonbinding.
  2. Jordbrukspraksis: Noen jordbrukspraksiser kan fremme karbonbinding. For eksempel bruk av organisk gjødsel og praksis som reduksjon av jordbearbeiding kan bidra til å bevare organisk materiale i jorden, øke karboninnholdet og redusere CO2-utslipp.
  3. Skogbruk: Skogbruk, spesielt gjennom skogplanting og skogforvaltning, kan bidra til å binde betydelige mengder karbon i jorden. Døde blader, kvister og annet organisk materiale fra trær bidrar til jordens karbonlagring.
  4. Bevaring av naturlige habitater: Bevaring av naturlige økosystemer som myrer, våtmarker og grunne innsjøer er viktige, da de fungerer som betydelige karbonlagre. Disse habitater kan også bidra til å redusere utslipp av metan, en annen klimagass.
  5. Karbonsluk: Noen jordtyper har naturlig høyt karboninnhold, for eksempel torvjord. Bevaring og restaurering av slike karbonsluk er viktig for å opprettholde og øke karbonbindingen i jorden.

Hvorfor er mikrolivet i jorda viktig for plantene?

Jord er ikke bare et dødt materiale som holder plantene på plass. Jord er et levende økosystem som består av mange ulike organismer som samarbeider og påvirker hverandre. Disse organismene kalles mikroliv eller jordmikrober, og de er viktige for plantenes vekst og trivsel.

Mikroliv i jord er viktig for plantene fordi det bidrar til å frigjøre næringsstoffer som plantene trenger for å vokse og overleve. Mikroliv omfatter blant annet bakterier, sopp, protozoer, hjuldyr og nematoder. Disse organismene spiser organisk materiale i jorda og bryter det ned til enklere forbindelser som plantene kan ta opp gjennom røttene. Mikroliv er også med på å opprettholde et biologisk mangfold i jorda, som er avgjørende for et sunt økosystem. Mikroliv kan også beskytte plantene mot skadedyr og sykdommer ved å konkurrere med eller angripe skadelige organismer.

Mikroliv i jord kan deles inn i fire hovedgrupper:

  • Bakterier
  • Sopp
  • Protozoer
  • Flercellede dyr

Bakterier og sopp er de mest tallrike og mangfoldige mikroorganismene i jorda. De bryter ned organisk materiale som planterester, døde dyr og ekskrementer, og frigjør næringsstoffer som plantene kan ta opp. Bakterier og sopp kan også danne symbiotiske forhold med planterøtter, der de hjelper plantene med å få tilgang til vann og mineraler, og beskytte dem mot sykdommer og skadedyr.

Protozoer er encellede organismer som spiser bakterier og annet organisk materiale i jorda, og frigjør næringsstoffer slik at de blir plantetilgjengelige. Biologisk mangfold er avgjørende for et sunt økosystem, og derfor har alle mikroorganismer en rolle i å opprettholde ei fruktbar jord. Protozoer kan grupperes i tre hovedkategorier: flagellater, ciliater og amøber. De har ulike måter å bevege seg og fange mat på, og de er selv mat for andre i næringskjeden.

Flercellede dyr i jorda inkluderer blant annet meitemark, nematoder, hjuldyr og insekter. Disse små dyrene spiller også viktige roller i nedbrytning og for næringskjeden. Meitemark er spesielt gunstige for jorda, siden de graver ganger som øker lufttilførselen og vanninfiltrasjonen. De spiser også organisk materiale og produserer rik jord som kalles meitemarkkompost. Nematoder er rundormer som kan spise både bakterier, sopp, protozoer og planterøtter. Noen nematoder kan være skadelige for planter, mens andre kan være nyttige ved å kontrollere skadedyr eller frigjøre næringsstoffer.

  • Mikroliv i jord påvirker også jordstruktur, vannhusholdning og lufttilgang i jorda. Dette har stor betydning for plantenes vekstvilkår.
  • Mikroorganismer bidrar også til ulike kjemiske reaksjoner i jord, som påvirker pH-verdien, oksygeninnholdet og tilgjengelighet av næringsstoffer.
  • Mikroliv i jord kan også beskytte plantene mot skadedyr og sykdommer ved å konkurrere med eller angripe skadelige organismer.
  • Mikroorganismer lever i samspill med levende planter, og noen kan danne symbiotiske forhold med planterøttene, som for eksempel soppen mykorrhiza. Disse soppene hjelper plantene med å ta opp vann og mineraler, og får i bytte karbohydrater fra plantene.
  • Mikroliv i jord er en del av et økosystem som består av mange ulike arter som samhandler med hverandre. Biologisk mangfold er avgjørende for et sunt og bærekraftig økosystem.

Mikroliv i jord bidrar altså til å gjøre jorda mer fruktbar, sunn og bærekraftig for plantene. Ved å ta vare på mikrolivet i jorda, kan vi også ta vare på plantene våre.

Noen tiltak som kan fremme mikrolivet i jorda er:

  • Tilføre organisk materiale som kompost, husdyrgjødsel eller grønngjødsel
  • Unngå pløying og kraftig jordarbeiding
  • Bruke naturgjødsel fremfor kunstgjødsel (mineralgjødsel)
  • Vekstskifte
  • Holde jorda fuktig, men ikke våt

I mange tilfeller vil ikke dette være forenlig med et effektivt, industrielt landbruk, og det er også årsaken til at en stor del av landbruksjorda forringes.

Hvordan tar plantene opp næring?

Plantene er fantastiske organismer som kan produsere sin egen mat ved hjelp av sollys, vann og karbondioksid, gjennom fotosyntesen, men for å vokse og utvikle seg trenger de også andre næringsstoffer som de må ta opp fra omgivelsene. Næringen består av ulike stoffer som planter tar opp fra jorda, lufta og vannet.

  • Fotosyntese: energi fra sollys og opptak av CO2

Fotosyntese er prosessen der plantene bruker energien fra sollys til å omdanne karbondioksid (CO2) og vann til karbohydrater (sukker) og oksygen. Dette skjer i egne deler av plantecellene, kalt kloroplaster, ved hjelp av blant annet det grønne stoffet klorofyll. Sukkeret er en viktig energikilde for plantene, som de kan bruke til å bygge opp andre organiske molekyler som proteiner, fett og stivelse. Oksygenet er et avfallsprodukt som slippes ut i lufta. Plantene tar opp karbondioksid fra lufta gjennom små åpninger i bladene, kalt spalteåpninger. Disse åpningene kan åpnes og lukkes avhengig av lysforhold, temperatur og fuktighet. Når spalteåpningene er åpne, kan plantene også miste vann gjennom fordampning. Derfor må plantene balansere mellom å ta opp nok karbondioksid og å unngå for mye vanntap. Andre grunnstoffer må plantene ta opp fra jorda via røttene, disse kalles mineralske næringsstoffer.

Næringsstoffer i jord

Næringsstoffer er avgjørende for plantenes biologiske prosesser. Karbon, oksygen og hydrogen hentes fra luft og vann, mineralske næringsstoffer må hentes fra jorda gjennom røttene. Nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium, og svovel er makronæringsstoffer, mens jern, mangan, sink, kobber, bor, molybden, og klor er mikronæringsstoffer.

Næringsstoffer er grunnstoffer som plantene trenger for å utføre ulike biologiske prosesser. Noen av disse grunnstoffene får plantene fra lufta og vannet, som karbon (C), oksygen (O) og hydrogen (H). Disse brukes til å lage karbohydrater som glukose og stivelse, som er plantenes energikilde og lagringsstoff. Andre grunnstoffer må plantene ta opp fra jorda via røttene, disse kalles mineralske næringsstoffer eller mineraler. Planter tar opp mineralske næringsstoffer gjennom røttene, som har små utvekster kalt rothår. Rothårene øker overflaten til røttene og gjør det lettere å absorbere vann og ioner fra jorda.

For at plantene skal kunne ta opp mineralene må de være i ioneform, det vil si atomer eller molekyler som har elektrisk ladning. Disse ionene må være løselige i vannet som omgir jordpartiklene. Dette avhenger av jordens pH-verdi. Noen ioner er mer løselige i sur jord, mens andre er mer løselige i basisk jord. Plantene trenger ulike mengder av disse mineralene, avhengig av deres funksjon i planten. Noen mineraler trengs i store mengder, som nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg) og svovel (S). Disse kalles makronæringsstoffer. Andre mineraler trengs i mindre mengder, som jern (Fe), mangan (Mn), sink (Zn), kobber (Cu), bor (B), molybden (Mo) og klor (Cl). Disse kalles mikronæringsstoffer. Plantene bruker næringsstoffene til å bygge opp større molekyler, for eksempel proteiner, DNA, RNA og klorofyll. De kan også være viktige for styringen av funksjonen til enkelte enzymer, i osmoseregulering eller som signalstoffer.

Hvordan tar plantene opp mineraler fra jorda?

Planter tar opp næringsstoffer som ioner gjennom røttene. Ionebytte er en essensiell prosess hvor planter gir fra seg hydrogenioner ved opptak av kationer og bytter anioner med bikarbonationer, dette krever transportmekanismer over cellemembranen i rothårene, enten gjennom passiv eller aktiv transport. Når ionene er opptatt i rothårene, transporteres de gjennom rotvevet til vedvevet og videre opp i planten.

Ioner kan være enten positive (kationer) eller negative (anioner), avhengig av om de har mistet eller fått elektroner. Planter tar opp både kationer og anioner gjennom røttene, men må holde balansen mellom dem for å unngå å endre pH-verdien i cellene. Når en plante tar opp et kation, må den samtidig gi fra seg et hydrogenion (H+) til jorda, og når den tar opp et anion, må den bytte det med et bikarbonation (HCO3-) fra jorda. Dette kalles ionebytte, og er en måte å opprettholde den elektriske likevekten i cellene på. Når et kation tas opp i roten, og planten avgir hydrogenion, vil det virke forsurende på jorden, mens opptak av anion skjer ved bytte med bikarbonat, som virker basisk på jorden, og pH stiger i jorden rundt roten.

Mineraler som tas opp som positive ioner, kationer; ammonium (NH4+), kalium (K+), kalsium Ca2+), sink (Zn2+), jern (Fe2+)

Mineraler som tas opp som negative ioner, anioner; nitrat (NO3-), fosfat (PO4^3-) og sulfat (SO4^2-).

For at plantene skal kunne ta opp ionene må de også ha en transportmekanisme over cellemembranen til rothårene. Dette kan skje på to måter: passiv transport eller aktiv transport. Passiv transport betyr at ionene beveger seg fra et sted med høy konsentrasjon til et sted med lav konsentrasjon uten bruk av energi. Dette kan skje ved diffusjon eller ved hjelp av spesifikke transportproteiner i membranen. Aktiv transport betyr at ionene beveger seg mot konsentrasjonsgradienten ved bruk av energi i form av ATP. Dette skjer også ved hjelp av spesifikke transportproteiner i membranen som fungerer som pumper. Når ionene har kommet inn i rothårene blir de transportert videre gjennom rotvevet til vedvevet (xylemet), og videre opp i planten.

Planter samarbeider med bakterier og sopp for å få tak i mer mineraler

Samarbeidet mellom planter og mikroorganismer er et eksempel på mutualisme, som er en form for symbiose der begge partene har nytte av hverandre. Dette viser at planter har utviklet komplekse strategier for å tilpasse seg ulike miljøer og øke sjansene for overlevelse og reproduksjon.

Til tross for at lufta består av 78 % nitrogen, er ikke dette næringsstoffet nødvendigvis så lett å få tak i for plantene. Plantene har ikke mulighet til å omdanne nitrogengass fra lufta til nitrogenforbindelser som de kan nyttiggjøre seg. Men plantene kan inngå samarbeid med bakterier og sopp som lever i eller på plantens røtter. Disse mikroorganismene hjelper planten med å bryte ned organisk materiale i jorda og gjøre det tilgjengelig for planten, de kan også fiksere nitrogen fra lufta og omdanne det til en plantetilgjengelig form. Et eksempel på et slikt samarbeid er mellom belgvekster og nitrogenfikserende bakterier. Belgvekster er planter som tilhører erteblomstfamilien, som erter, bønner, kløver og lupiner. Disse plantene har knoller på røttene sine som huser bakterier av slekten Rhizobium. Disse bakteriene kan omdanne nitrogengass (N2) fra lufta til ammonium (NH4+) som plantene kan ta opp. I bytte får mikroorganismene sukker og andre organiske forbindelser fra planten. Dette gjør at belgvekster kan vokse i jord som er fattig på nitrogen, men også berike jorda med nitrogen for andre planter.

En annen tilpasning for å få tak i næringsstoffer er å inngå et mutualistisk samliv med sopp. Når en sopp vokser i nærheten av en plante, kan de tynne sopphyfene legge seg rundt eller vokse inn i planterøttene og danne det vi kaller mykorrhiza. Soppen hjelper planten med å ta opp mer vann og mineraler fra jorda, spesielt fosfor. I retur får soppen karbohydrater som planten har laget gjennom fotosyntesen. Mykorrhiza er vanlig hos mange planter, spesielt trær.

Hva er forskjellen på kunstgjødsel og naturgjødsel?

Naturgjødsel er en fellesbetegnelse for organisk materiale som brukes til å tilføre næring til planter, og kan være kompost, husdyrgjødsel, grønngjødsel eller annet organisk avfall. Naturgjødsel inneholder både makronæringsstoffer og mikronæringsstoffer. Disse næringsstoffene er viktige for plantenes vekst og utvikling, men de er ikke alltid lett tilgjengelige for plantene i den formen de finnes i naturgjødselen. Kunstgjødsel er en syntetisk framstilt plantenæring som inneholder uorganiske forbindelser, som gir en rask og presis tilførsel av næring til plantene.

Kunstgjødsel er en kjemisk framstilt plantenæring som inneholder uorganiske forbindelser av nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K) og andre næringsstoffer som planter trenger for å vokse. Naturgjødsel er en organisk plantenæring som kommer fra husdyrgjødsel, kompost eller annet organisk nedbrutt materiale. Plantene kan i utgangspunktet bare ta opp næring i form av uorganiske forbindelser som nitrat (NO3-), ammonium (NH4+) og fosfat (PO4^3-). Kunstgjødsel gjør dermed næringen direkte tilgjengelig for planter, noe som sikrer maksimal utnyttelse av plantens vekstpotensial. Naturgjødsel må først omdannes til uorganiske forbindelser av mikroorganismer i jorda.

Fordelen med kunstgjødsel er at den gir en rask og presis tilførsel av næring til plantene, noe som kan øke avlingene og kvaliteten på matproduksjonen. Ulempen med kunstgjødsel er at den kan føre til utvasking eller immobilisering av næringsstoffene i jorda, noe som kan forurense vannveiene og skade økosystemene. Kunstgjødsel kan også føre til utslipp av klimagasser som N2O og CO2, samt redusere det biologiske mangfoldet og den organiske karbonlagringen i jorda.

Fordelen med naturgjødsel er at den bidrar til å opprettholde det sunne mangfoldet i jorda, noe som kan forbedre jordstrukturen, vannhusholdningen, sykdomsresistensen og næringsbalansen. Naturgjødsel kan også redusere utslippene av klimagasser ved å binde karbon i jorda og redusere bruken av fossilt brensel til kunstgjødselproduksjon. Ulempen med naturgjødsel er at den gir en mer usikker og variabel tilførsel av næring til plantene, noe som kan redusere avlingene og kvaliteten på matproduksjonen. Naturgjødsel kan også inneholde uønskede stoffer som tungmetaller, patogener eller ugressfrø.

Hva skal til for at plantene kan ta opp næring fra naturgjødsel?

For at naturgjødsel skal frigi næring til plantetilgjengelig form, må det skje en nedbrytning av det organiske materialet. Denne prosessen kalles mineralisering, og den utføres av mikroorganismer og andre jordboende organismer. Mikroorganismene bruker oksygen og vann til å omdanne det organiske karbonet til karbondioksid, og frigir samtidig mineraler som ammonium, nitrat, fosfat og kalium. Disse mineralene kan så tas opp av plantenes røtter eller blader.

Naturgjødsel er et organisk materiale som inneholder næringsstoffer som plantene trenger for å vokse og trives. Naturgjødsel kan være kompost, husdyrgjødsel, hønsegjødsel, tang eller annet organisk avfall. Fordelen med naturgjødsel er at det også bidrar til å forbedre jordstrukturen, øke mikrolivet i jorda og holde på fuktigheten. For at plantene skal kunne ta opp næringen fra naturgjødsel, må det skje en nedbrytning av det organiske materialet. Dette er en prosess som involverer ulike mikroorganismer, bakterier, sopp og meitemark. Disse omdanner det organiske materialet til enklere forbindelser, ioner, som plantene kan ta opp gjennom røttene.

Nedbrytning av naturgjødsel er avhengig av flere faktorer, som temperatur, fuktighet, lufttilgang og pH. Generelt går nedbrytningen raskere når det er varmt, fuktig, oksygenrikt, ved en nøytral pH og når det er et rikt og variert mikroliv i jorda. Naturgjødsel inneholder ulike mengder av makronæringsstoffer (nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium og svovel) og mikronæringsstoffer (jern, sink, kobber, mangan, bor og molybden). Hvilke næringsstoffer som dominerer i naturgjødselen avhenger av hva den er laget av. For eksempel inneholder husdyrgjødsel mer nitrogen enn kompost, mens tang inneholder mer kalium enn hønsegjødsel.

Naturgjødsel er en verdifull ressurs for et bærekraftig og miljøvennlig jordbruk. Ved å bruke naturgjødsel bidrar man til å resirkulere organisk materiale og næring i naturens kretsløp. Naturgjødsel gir ikke bare næring til plantene, men også til jorda og alt livet som finnes der. Naturgjødsel har imidlertid også noen ulemper og utfordringer. Naturgjødsel kan inneholde ugrasfrø, sykdomsorganismer eller skadedyr som kan spres til plantene. Naturgjødsel kan også gi luktproblemer eller forurensning av grunnvann eller overflatevann.

Mineraliseringen kan også påvirkes av typen og mengden av naturgjødsel som brukes. Noen typer naturgjødsel har et høyt innhold av nitrogen eller andre næringsstoffer, mens andre har et lavt innhold eller et høyt innhold av karbon. Forholdet mellom karbon og nitrogen (C/N-forholdet) i naturgjødselen har betydning for hvor raskt mineraliseringen skjer. Jo lavere C/N-forholdet er, jo raskere frigis næringen. For eksempel har husdyrgjødsel et lavt C/N-forhold (10-20), mens halm har et høyt C/N-forhold (80-100). Hvis naturgjødselen har et høyt C/N-forhold, vil mikroorganismene bruke mer nitrogen enn de frigir, og dette kan føre til at det blir mindre nitrogen tilgjengelig for plantene. Derfor bør man ikke bruke for mye halm eller annet karbonrikt materiale som naturgjødsel.

Naturgjødsel har mange fordeler for jordas fruktbarhet og plantenes helse. Naturgjødsel bidrar til å øke innholdet av organisk materiale i jorda, noe som gir bedre jordstruktur, vannholdingsevne og luftutveksling. Naturgjødsel stimulerer også mikrolivet i jorda, noe som kan forbedre næringsomsetningen, sykdomsforebyggingen og biologisk nitrogenfiksering. Biologisk nitrogenfiksering er en prosess der noen bakterier som lever i symbiose med belgvekster kan binde nitrogen fra lufta og gjøre det tilgjengelig for plantene. Dette reduserer behovet for kunstig tilførsel av nitrogen.

Hva er nitrogenfikserende bakterier?

Nitrogen, essensielt for alt liv, utgjør grunnstoffet i viktige molekyler som proteiner, DNA og klorofyll. Atmosfærisk nitrogen, hovedsakelig som nitrogengass, er lite reaktivt og utilgjengelig for de fleste organismer. Derfor er nitrogenfiksering nødvendig, en prosess utført av spesifikke bakterier. Noen nitrogenfikserende bakterier er frittlevende i jord og vann, andre lever i symbiose med planter. Nitrogenfiksering bidrar til økt biologisk tilgjengelig nitrogen i økosystemene, med betydelig innvirkning på plantevekst og produktivitet.

Nitrogen er et grunnstoff som er essensielt for alt liv på jorda. Det inngår i viktige molekyler som proteiner, DNA og klorofyll. Men det meste av nitrogenet i atmosfæren er i form av nitrogengass (N2), som er lite reaktivt og ikke kan utnyttes direkte av de fleste organismer. Det er derfor behov for en prosess som kalles nitrogenfiksering, som omdanner nitrogengass til mer biologisk tilgjengelige former som ammonium (NH4+) og nitrat (NO3-).

Nitrogenfiksering er en egenskap som bare noen få bakterier har. Disse bakteriene kan bruke et spesielt enzym kalt nitrogenase, som katalyserer reaksjonen mellom nitrogengass og hydrogen til ammoniakk. Denne reaksjonen krever mye energi, som bakteriene får fra ulike kilder avhengig av deres habitat og levemåte.

Noen nitrogenfikserende bakterier er frittlevende i jord og vann, hvor de får energi fra organisk materiale eller lys. Eksempler på slike bakterier er Azotobacter, Klebsiella, Clostridium, blågrønnbakterier og purpurbakterier. Andre nitrogenfikserende bakterier lever i symbiose med planter, hvor de får energi fra plantenes fotosyntese og til gjengjeld gir plantene tilgang på fiksert nitrogen. Eksempler på slike bakterier er Rhizobium, som danner knoller på røttene av belgfrukter belgplanter (som erteblomster, kløver og bønner), Frankia, som danner knoller på røttene av or og andre planter, og blågrønnbakterier som lever i vannbregnen Azolla eller i lav sammen med sopp.

Nitrogenfikserende bakterier spiller en viktig rolle i nitrogensyklusen, som er den biokjemiske syklusen som omfatter resirkulering og utnyttelse av nitrogen ved metabolske prosesser i alle levende organismer. Nitrogenfiksering bidrar til å øke mengden av biologisk tilgjengelig nitrogen i økosystemene, noe som kan ha stor betydning for plantevekst og produktivitet.

Hva slags omgivelser trenger nitrogenfikserende bakterier?

Nitrogenfikserende bakterier kan bli påvirket av ulike miljøfaktorer som temperatur, pH, saltinnhold, fuktighet og næringstilgang. Noen av disse faktorene kan være skadelige for bakteriene, enten ved å hemme deres vekst eller deres evne til å fiksere nitrogen.

Nitrogenfiksering er en energikrevende prosess som krever optimal temperatur for enzymene som katalyserer reaksjonen. Hvis temperaturen blir for høy, kan enzymene bli denaturert og miste sin funksjon. Høy temperatur kan også øke fordampningen av vann fra jorda og redusere tilgjengeligheten av oksygen for bakteriene.

Nitrogenfikserende bakterier har ulik toleranse for temperatur, avhengig av hvilket miljø de lever i. Noen bakterier er mesofile, det vil si at de trives best ved moderate temperaturer mellom 20 og 40 grader Celsius. Andre bakterier er termofile, det vil si at de tåler høye temperaturer opp mot 80 grader Celsius eller mer. Det finnes også noen ekstremofile bakterier som kan leve ved temperaturer over 100 grader Celsius, men disse er sjeldne og finnes ofte i geotermiske kilder eller vulkanske områder. Generelt sett vil nitrogenfiksering bli redusert eller stoppet ved for høye eller for lave temperaturer, fordi enzymet nitrogenase blir ødelagt eller inaktivert.

Nitrogenfiksering krever et nøytralt eller litt basisk miljø for å fungere effektivt. Lav pH kan hemme enzymaktiviteten og skade cellemembranene til bakteriene. Lav pH kan også øke konsentrasjonen av tungmetaller og andre giftige stoffer i jorda som kan være skadelige for bakteriene.

Nitrat er en form for nitrogen som er lett tilgjengelig for planter, men som også kan hemme nitrogenfiksering. Hvis det er for mye nitrat i jorda, vil bakteriene redusere sin aktivitet eller stoppe helt, siden de ikke trenger å produsere ammoniakk. Høy nitratkonsentrasjon kan skyldes overdreven bruk av kunstgjødsel eller forurensning fra industri eller landbruk.

Når temperaturen blir for lav eller for høy, eller når det blir mangel på vann eller næringsstoffer, kan noen nitrogenfikserende bakterier danne sporer. Sporer er en slags hvileform som gjør at bakteriene kan overleve ugunstige forhold. Sporene har et tykt skall som beskytter dem mot uttørking, varme og kulde. Når forholdene blir bedre igjen, kan sporene spire og bli til aktive bakterieceller igjen. Sporedannelse er en form for dvale, ikke død. Eksempler på sporedannende bakterier er Bacillus og Clostridium.

Hvordan påvirkes de nitrogenfikserende bakteriene av jorddamping?

Nitrogenfikserende bakterier, som er avgjørende for å konvertere nitrogengass til biologisk tilgjengelig ammonium i jorda, påvirkes av høye temperaturer. For å minimere denne effekten, anbefales begrenset og målrettet damping, tilførsel av organisk materiale etter damping, og såing av belgplanter for å gjenopprette nitrogenbalansen i jorda. Det er viktig å veie fordeler og ulemper ved damping i forhold til andre kontrollmetoder og ta tiltak for å fremme gjenveksten av nitrogenfikserende bakterier, sikre bærekraftig bruk av ressurser i den sirkulære bioøkonomien.

Hva skjer med de nyttige bakteriene som fikserer nitrogen i jorda når de utsettes for høy temperatur? Nitrogenfiksering er en prosess der noen bakterier omdanner nitrogengass (N2) fra lufta til ammonium (NH4+), som er en mer biologisk tilgjengelig form for nitrogen. Nitrogen er et viktig grunnstoff for alle levende organismer, fordi det inngår i proteiner, DNA og klorofyll. Planter trenger nitrogen for å vokse og produsere biomasse, men de fleste planter kan ikke utnytte nitrogengass direkte. Derfor er de avhengige av nitrogenfikserende bakterier som lever fritt i jorda eller i symbiose med belgplanter som ert, bønne og kløver.

Nitrogenfikserende bakterier er følsomme for høye temperaturer, fordi enzymet som katalyserer reaksjonen mellom nitrogengass og hydrogen (nitrogenase) blir ødelagt ved temperaturer over 50 °C. Dette betyr at damping av jord kan redusere antall og aktivitet av nitrogenfikserende bakterier i jorda, noe som kan ha negative konsekvenser for plantenes tilgang på nitrogen. Det er derfor viktig å vurdere fordeler og ulemper med damping av jord i forhold til andre metoder for å kontrollere uønskede organismer i jorda, som for eksempel bruk av kjemiske midler, mekanisk bearbeiding eller biologisk bekjempelse.

Det finnes noen tiltak som kan gjøres for å minimere effekten av damping av jord på nitrogenfikserende bakterier. For det første kan man begrense omfanget og varigheten av damping til det som er nødvendig for å oppnå ønsket effekt på ugress, sykdommer og skadedyr. For det andre kan man tilføre organisk materiale eller kompost til jorda etter damping for å øke innholdet av karbon og nitrogen og stimulere veksten av mikroorganismer. For det tredje kan man så eller plante belgplanter eller andre planter som har symbiose med nitrogenfikserende bakterier etter damping for å gjenopprette balansen mellom nitrogenformer i jorda.

Damping av jord er en effektiv metode for å redusere uønskede organismer i jorda, men den har også en påvirkning på de nyttige nitrogenfikserende bakteriene. Det er derfor viktig å ta hensyn til denne påvirkningen når man velger og bruker denne metoden, og å gjøre tiltak for å fremme gjenveksten av nitrogenfikserende bakterier etter damping. På denne måten kan man oppnå en bærekraftig bruk og vern av naturressursene i den sirkulære bioøkonomien.

Kan de nitrogenfikserende bakteriene reetablere seg etter at jorden har blitt dampet?

Nitrogenfikserende bakterier er viktige for jordens fruktbarhet og økosystemer, men de er også sårbare for damping som en metode for å sterilisere jord. Om de kan reetablere seg etter damping avhenger av flere faktorer, som type bakterier, jordens egenskaper, miljøforhold og dampingens intensitet og frekvens. Det er derfor vanskelig å gi et generelt svar på dette spørsmålet, men det er mulig å si at noen bakterier har bedre sjanser enn andre til å overleve og gjenopprette sin funksjon etter damping.

Spørsmålet om de nitrogenfikserende bakteriene kan reetablere seg etter damping avhenger av flere faktorer. Det finnes ikke noe entydig svar på dette spørsmålet, men noen generelle betraktninger kan gjøres.

For det første er det viktig å skille mellom frittlevende og symbiotiske nitrogenfikserende bakterier. De frittlevende bakteriene er mer utsatt for damping, da de lever i jorden som blir varmet opp direkte. De symbiotiske bakteriene lever i knoller på røttene til belgplanter, som kan beskytte dem mot varmen. Noen nitrogenfikserende bakterier er mer motstandsdyktige mot varme enn andre, og kan overleve i sporeformer som tåler høye temperaturer. Disse kan gjenoppta sin aktivitet når forholdene blir gunstige igjen. Andre typer nitrogenfikserende bakterier er mer følsomme for varme, og kan bli helt eliminert eller erstattet av andre mikroorganismer etter damping.

For det andre er det viktig å ta hensyn til jordens egenskaper og miljøforhold. Noen jordtyper har mer organisk materiale og porøsitet enn andre, noe som kan gi bedre isolasjon og overlevelse for bakteriene under damping. Jordens fuktighet, pH og temperatur kan også påvirke bakterienes vekst og aktivitet etter damping.

For det tredje er det viktig å vurdere dampingens intensitet og frekvens. Jo høyere temperatur og jo lengre tid jorden blir utsatt for damping, jo flere bakterier vil bli drept. Det samme gjelder hvis damping gjentas ofte eller over store arealer.

Etter damping av jord er det viktig å gjøre tiltak for å fremme rekoloniseringen av de nitrogenfikserende bakteriene. Dette kan innebære å tilføre organisk materiale som kompost eller husdyrgjødsel, som gir næring og substrat for mikroorganismene. Det kan også innebære å så eller plante belgvekster eller andre planter som har symbiose med nitrogenfikserende bakterier. Det kan også være lurt å unngå bruk av kunstgjødsel eller plantevernmidler som kan hemme eller skade de nitrogenfikserende bakteriene.

Kort sagt kan de nitrogenfikserende bakteriene reetablere seg etter at jorden har blitt dampet, men det krever tid og tiltak for å gjenopprette jordas mikrobielle balanse og funksjon. Jo mindre del av jorden som blir dampet, dess raskere går reetableringen.