Ammonisointi on tärkeä vaihe typpikierrossa. Sen toteuttavat erilaiset maaperässä ja vedessä olevat mikro -organismit, jotka hajottavat proteiinit ja aminohapot kuolleista kasvi- ja eläinaineista ja ulosteista, vapauttaen ammoniakkia, joka yleensä säilyy maaperässä tai vedessä ammoniumionin muodossa . Muut mikro -organismiryhmät muuttavat tämän sitten nitraatiksi, jonka kasvit voivat imeä, ylläpitäen kiertoa. Ammonisointi on siksi välttämätöntä kaikelle planeetan kasvien ja eläinten elämälle. Maataloudessa ja puutarhataloudessa kompostin ja lannan lisääminen maaperään tarjoaa ylimääräisen typen ammoniakkia varten.
Typpikierto
Typpi on välttämätöntä kaikille elämänmuodoille, koska sitä tarvitaan aminohapoille, proteiineille ja DNA: lle; vaikka sitä on runsaasti ilmakehässä, useimmat organismit eivät kuitenkaan pysty absorboimaan sitä alkuaineessaan. Tietyt maaperän bakteerityypit kykenevät vangitsemaan ilmakehän typen – prosessin, joka tunnetaan typen kiinnittymisenä – ja yhdistämään sen vedyn kanssa ammoniakin tuottamiseksi, jonka nitrifioivat bakteerit hapettaa sitten nitriiteiksi ja sitten nitraateiksi. Kasvit voivat absorboida tämän alkuaineen muodon ja muuttaa aminohapoiksi, jotka yhdistetään toisiinsa muodostaen proteiineja. Nämä yhdisteet palautuvat maaperään, kun kasvit tai niitä syövät eläimet kuolevat ja eläinjätteen kautta, mutta suurin osa organismeista ei pysty absorboimaan ja käsittelemään niitä: ne on ensin hajotettava sopivaan muotoon.
Ammonisointi on prosessi-jonka suorittavat erilaiset mikro-organismit-joka hajottaa proteiinit, aminohapot ja muut typpeä sisältävät yhdisteet kuolleisiin ja orgaanisiin jätteisiin ammoniakin muodostamiseksi. Proteiinit jakautuvat ensin proteiineihin aminohapoiksi, jotka ovat yhdisteitä, jotka sisältävät amiini- (NH2) -ryhmän, käyttämällä proteaaseina tunnettuja entsyymejä. Aminohapot ja muut amiiniryhmiä sisältävät yhdisteet, kuten nukleiinihapot ja urea, hajotetaan sitten ammonifioivina bakteereina tunnetuilla mikro -organismeilla, vapauttaen ammoniakkia (NH3). Tämä liukenee veteen ja muodostaa yleensä ammonium (NH4+) -ioneja yhdistämällä vety (H+) -ioneja, joita on runsaasti useimmissa maaperissä. Tämä ammonium hapetetaan nitriitteiksi ja nitraateiksi nitrifioivien bakteerien avulla samalla tavalla kuin typpeä, joka on “kiinnittynyt” ilmakehästä.
Typen menetys maaperästä
Vaikka ihanteellisissa olosuhteissa typpeä kierrätetään maaperässä, se voi joskus kadota. Ammonisointiprosessissa vapautunut ammoniakki muuttuu yleensä NH4+: ksi, joka pyrkii pysymään maaperässä, jossa se kierrätetään uudelleen edellä kuvatulla tavalla. Alkalisessa maaperässä H+ -ioneja ei kuitenkaan ole saatavilla, ja ammoniakki, joka on kaasu, voi vuotaa pois ja johtaa typen menetykseen. Yleisempi syy typen menetykseen on hyvin liukoisten nitraattien liuotus vedellä. Jos jompikumpi näistä prosesseista tapahtuu nopeammin kuin kiinnittyminen, alkuaine voi hävitä kokonaisuudessaan, mikä johtaa heikkoon kasviin.
Kadonneen typen korvaaminen
On kaksi tapaa, joilla menetetty typpi voidaan korvata maatalousmaalla ja puutarhoissa. Nitraattilannoitteet tarjoavat alkuaineen liukoisessa, suoraan käyttökelpoisessa muodossa, ja niitä käytetään yleisesti tiloilla. Hajoava orgaaninen aine, kuten kompostit ja lanta, muodostavat alkuaineen, kun mikro -organismit ammonifioivat typpiyhdisteitä. Lannoitteet voivat tuottaa nopeampia tuloksia, mutta nitraatit voidaan joskus pestä pois ennen kuin kasvit ottavat ne käyttöön. Kompostin ja lannan etuna on, että käyttökelpoista typpeä vapautuu hitaammin, mutta lannan leviäminen maatalousmaalle voi aiheuttaa hajuongelmia lähialueen asukkaille.
Ylimääräisestä typestä johtuvat ongelmat
Maatalouskäytännöt voivat johtaa liiallisen määrän typen pääsemiseen ympäristöön. Esimerkiksi maatalousmaasta puroihin ja järviin pestyt nitraatit voivat johtaa levien ja muiden mikro -organismien liialliseen kasvuun, mikä tunnetaan rehevöitymisenä. Jos nämä yhdisteet päätyvät juomaveteen, ne voivat aiheuttaa terveysongelmia. Nämä ongelmat johtuvat yleensä nitraattilannoitteiden liiallisesta käytöstä, mutta ne voivat johtua myös lannan ammonisoinnista ja sen jälkeisestä nitrifikaatiosta. Liiallisen määrän orgaanisen jätteen, kuten lannan, käyttö voi myös johtaa ammoniakin kertymiseen kasveille myrkylliselle tasolle, kun ammonifiointi tuottaa enemmän tätä yhdistettä kuin nitrifioivat bakteerit voivat kestää.