Stickstofffixierung
Stickstofffixierung ist die Reduktion von atmosphärischem Stickstoff (N2) zu Ammoniak (NH3) mittels eines Nitrogenase-Enzym-Komplexes.
Dieser Prozess ist nur bei prokaryotischen Organismen verbreitet (Bakterien). Bekannte Vertreter sind die Gattungen Azotobacter und die Endosymbionten von Pflanzen Rhiozobium und Frankia.
Im Reaktionsverlauf wird molekularer Stickstoff durch Reduktionsäquivalente in Form von NADH zu Ammoniak reduziert. Als weitere Energiequelle werden 16 bis 24 Moleküle ATP verbraucht. Die Reaktion erbringt 2 Moleküle Ammoniak und 1 Wasserstoffmolekül.
Da diese Reaktion für die Zelle sehr energieaufwendig ist, wird sie streng reguliert und kommt nur zur Anwendung, wenn der Zelle keine andere Möglichkeit zur Stickstoffversorgung bleibt.
Zudem wird mit dem Begriff Stickstofffixierung die Festlegung des Bodenstickstoffs in der organischen Substanz bezeichnet, wenn ein ungünstiges Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis (C-N-Verhältnis) vorliegt. Der Grund liegt hierbei im Stickstoffbedarf der abbauenden Mikroorganismen. So lässt sich bei der Ausbringung stickstoffarmer Mulchmaterialien wie Sägespäne, Holzhäcksel oder Rindenhäcksel ein Stickstoffmangel der Kulturpflanzen beobachten. Daher kann es günstig sein solche Materialien vorher zu kompostieren, oder zusätzlich einen Stickstoffdünger zu geben. Der gebundene Stickstoff wird mit dem Abbau der organischen Substanz langfristig wieder freigesetzt.