Nøgleforskellen mellem nitrogenkredsløbet og kulstofkredsløbet er, at nitrogenkredsløbet beskriver omdannelsen af nitrogen til flere kemiske former og cirkulationen mellem atmosfæren, terrestriske og marine økosystemer, mens kulstofkredsløbet beskriver bevægelsen af kulstof og dets flere kemiske former mellem atmosfæren, oceanerne, biosfæren og geosfæren.
I et økosystem er biokemiske kredsløb vigtige for at opretholde den naturlige balance. Derfor kan vi for mange elementer i et økosystem tegne en cyklus, der opsummerer elementets bevægelse gennem de forskellige komponenter i økosystemet. I kredsløbet omdannes grundstoffer til komplekse molekyler og nedbrydes senere i nedbrydning til enklere molekyler. Alle cyklusser har en større reservoirpool, som norm alt er abiotisk. Nitrogenkredsløb, kulstofkredsløb, fosforkredsløb og hydrologiske kredsløb er nogle af de vigtige biokemiske kredsløb i naturen. Derfor er det vigtigt at forstå stoffets kredsløb og opretholde effektiv cykling for at redde miljøet mod forurening.
Hvad er nitrogencyklus?
Kvælstofkredsløbet er et af de vigtigste geokemiske kredsløb, der forekommer i naturen. Det forklarer cirkulationen af forskellige kemiske former for nitrogen gennem atmosfæren, terrestriske og marine økosystemer. Det vigtigste nitrogenreservoir er atmosfæren. Den har omkring 78 % nitrogengas, men den kan ikke bruges af mange organismer. Så nitrogen bør omdannes til former, som kan bruges af planter. Denne proces er kendt som nitrogenfiksering.
Desuden sker nitrogenfiksering på flere måder. En metode er biologisk fiksering. Symbiotiske bakterier som Rhizobium, der lever i rodknuderne på bælgplanterne, kan fiksere atmosfærisk kvælstof. Der er også nogle fritlevende bakterier som Azotobacter, der kan fiksere nitrogen. En anden metode til nitrogenfiksering er den industrielle nitrogenfiksering. Gennem Heber-processen kan nitrogengas omdannes til ammoniak, som bruges til at fremstille gødning og sprængstoffer. Bortset fra dette omdannes nitrogen naturligt til nitrat, når lynet slår ned.
Figur 01: Nitrogencyklus
De fleste planter er afhængige af en forsyning af nitrat fra jorden til deres nitrogenbehov. Dyr er direkte eller indirekte afhængige af planter for at få deres nitrogenforsyning. Når planter og dyr dør, vender deres nitrogenholdige forbindelser som proteiner tilbage til nitrater af saprotrofe bakterier og svampe. Det sker gennem en række oxidationsreaktioner, hvor protein omdannes til aminosyrer og bagefter omdannes aminosyrer til ammoniak. Derfor er processen 'nitrifikation', og Nitrosomonas og Nitrobacter er to bakterier, der deltager i dette. Nitrifikation kan vendes af denitrifikationsbakterier. De reducerer nitrat i jorden til nitrogengas og frigives til atmosfæren.
Hvad er kulstofkredsløb?
Carbon cyklus er en anden geokemisk cyklus, der skildrer omdannelsen af forskellige carbon kemiske former og cirkulationen af dem gennem atmosfæren, hydrosfæren, biosfæren og geosfæren. Den vigtigste kulstofkilde for levende organismer er kuldioxid til stede i atmosfæren eller opløst i overfladevandet. Fotosyntetiske planter, alger og blågrønne bakterier kan omdanne kuldioxid til kulstofforbindelser som kulhydrater. Kulhydrater bliver byggestenene til de fleste andre organiske forbindelser, de har brug for, for deres strukturer og funktioner.
Dyr får kulstof fra planterne direkte eller indirekte. Den kuldioxid, som planterne absorberer til fotosyntese, modsvares af både planters og dyrs respiration. Derfor er fotosyntese og respiration de vigtigste mekanismer, der bevirker at opretholde den naturlige balance i kulstofkredsløbet.
Figur 02: Kulstofcyklus
På samme måde lagres noget af det fikserede kuldioxid gennem fotosyntese i levende organismers kroppe. Bagefter, når de dør, vender disse kulstof tilbage til jorden og vandområderne. Når disse døde stoffer akkumuleres i længere tid i jorden, omdannes de til fossile brændstoffer. Kuldioxid vender igen tilbage til atmosfæren, når mennesker forbrænder fossilt brændstof. På denne måde cirkulerer kulstofforbindelserne gennem forskellige kugler.
Hvad er lighederne mellem nitrogenkredsløb og kulstofkredsløb?
- Både nitrogenkredsløbet og kulstofkredsløbet er vigtige biogeokemiske kredsløb.
- De illustrerer, hvordan flere kemiske former af hvert grundstof cirkulerer i miljøet.
- Begge cyklusser gør disse elementer tilgængelige for planter og dyr.
- Atmosfæriske gasser indgår i begge cyklusser.
- Ikke nok med det, begge cyklusser starter og slutter med atmosfærisk gas.
- Og også forbindelser cirkulerer gennem jorden i begge cyklusser.
- Mikroorganismer opfylder en større del af hver cyklus.
Hvad er forskellen mellem nitrogencyklus og kulstofcyklus?
Nitrogenkredsløbet viser kredsløbet af forskellige kemiske former for nitrogen i miljøet, hvorimod carbonkredsløbet viser kredsløbet af kulstof. Derfor er dette den vigtigste forskel mellem nitrogencyklus og kulstofcyklus. Reservoiret for nitrogenkredsløbet er atmosfærisk nitrogengas, mens det for kulstof er kuldioxidgas. Derfor er det også en forskel mellem nitrogencyklus og kulstofcyklus. Desuden er nitrogenreservoir meget større sammenlignet med et kulstofreservoir.
Yderligere er endnu en forskel mellem nitrogenkredsløbet og kulstofkredsløbet, at en forstyrrelse i kulstofkredsløbet kan blive meget mere påvirket af mennesker og dyr hurtigt sammenlignet med en forstyrrelse i nitrogenkredsløbet.
Nedenstående infografik om forskellen mellem nitrogenkredsløb og kulstofkredsløb viser flere forskelle mellem begge.
Oversigt – nitrogencyklus vs kulstofcyklus
Nitrogenkredsløbet og kulstofkredsløbet er to vigtige næringsstofkredsløb, der forekommer i naturen. Kvælstofkredsløbet viser cirkulationen af forskellige former for nitrogen gennem naturen. På den anden side viser kulstofkredsløbet cirkulationen af forskellige former for kulstof gennem naturen. Således er det den vigtigste forskel mellem nitrogencyklus og kulstofcyklus. Ydermere sker nitrogencyklus via nitrogenfiksering, nitrifikation, nitrat-assimilering, ammonifikation, denitrifikation, mens kulstofkredsløbet sker via fotosyntese, respiration, forbrænding, nedbrydning osv. Mikroorganismerne involverer også i begge cyklusser. Derudover starter nitrogencyklus med nitrogenfiksering, mens kulstofkredsløbet starter med fotosyntese. Dette er opsummeringen af forskellen mellem nitrogenkredsløb og kulstofkredsløb.
