Om door planten te kunnen worden gebruikt, moet de N2 worden omgezet via een proces dat stikstoffixatie wordt genoemd. Door fixatie wordt stikstof uit de atmosfeer omgezet in vormen die planten via hun wortelstelsel kunnen opnemen.
De meeste planten kunnen alleen stikstof verkrijgen uit de bodem en zijn daardoor afhankelijk van stikstofhoudende mest. Een klein aantal planten, vooral peulvruchten, bezit van nature het vermogen om stikstof uit de atmosfeer op te nemen met behulp van stikstofbindende bacteriën.
Vlinderbloemige planten, zoals klaver, bonen, erwten, luzerne en lathyrus, kunnen stikstof uit de lucht halen. Daardoor kunnen ze goed groeien waar andere planten een tekort aan stikstof hebben. In je moestuin hoef je peulvruchten geen stikstofrijke bemesting te geven – geen stalmest, wel bv. wat compost.
Stikstof stimuleert het proces van celdeling en cel strekking en verlengt de groeiperiode. Bij celdeling groeit de plant doordat er meer cellen bijkomen. Bij cel strekking nemen bestaande cellen meer vocht op, waardoor de plant groter wordt. Planten hebben ook stikstof nodig voor het aanmaken van bladgroen (chlorofyl).
Planten die goed zijn aangepast aan een stikstof-rijke bodems (stikstofminnende planten), zoals grassen, bramen en brandnetels hebben dan een voordeel. Ze kunnen sneller groeien dan planten die juist zijn aangepast op stikstof-arme bodems.
In Nederland stoot de landbouw volgens het RIVM al decennia de meeste stikstof uit, gevolgd door industrie en verkeer.
Boeren gebruiken mest van dieren en kunstmest om hun land te bemesten. Een deel van die mest verdampt als ammoniak en komt zo in de lucht. Om de zogenaamde 'stikstofproblematiek' goed te begrijpen, zijn drie termen belangrijk: Concentratie (hoeveel zit er in de lucht)
Teveel stikstof is slecht voor de natuur. Planten die van stikstof houden, zoals grassen, brandnetels en bramen, groeien extra hard. Zo verdringen ze kwetsbare planten.
Een vlinderbloemige bindt stikstof door een symbiose met rhizobium-bacteriën. De rhizobium-bacteriën zitten in wortelknobbeltjes (ook wel stikstofknolletjes genoemd). Deze stikstofknobbeltjes kunnen stikstof binden uit de lucht en geven dit af aan de plant.
Maar te véél stikstof in de bodem is wél een probleem. Planten die van stikstof houden (zoals brandnetels, bramen en gras), groeien daardoor veel sneller en overwoekeren de planten die minder stikstof nodig hebben (bijvoorbeeld heide, maar ook zeldzame planten in natuurgebieden).
Stikstof voor planten is een onmisbaar basiselement. Zonder stikstof groeit geen enkele plant, maar niet alle planten hebben evenveel stikstof nodig. Stikstof is erg nuttig bij de teelt van bladgewassen zoals diverse saladegroenten.
De Rhizobium-bacterie haalt stikstof uit de lucht voor de plant, die deze voedingsstof nodig heeft voor groei en fotosynthese. De plant levert op haar beurt koolstof en glucose voor de groei van de bacterie.
Wetenschappers van de Universiteit van Nottingham hebben een methode ontwikkeld waarmee vrijwel alle gewassen stikstof uit de lucht kunnen halen. Stikstofbinding, het proces waardoor stikstof in ammoniak wordt omgezet, is essentieel voor planten om te overleven en te groeien.
Te veel stikstof heeft een negatief effect op onze natuur en biodiversiteit (de rijkdom aan soorten in de natuur). In 72% van onze natuurgebieden valt te veel stikstof op de grond. Van de 160 zogeheten Natura 2000-gebieden hebben er 118 last van stikstof. Door zoveel stikstof verzuurt onze bodem.
In Zuid-Europa is dat luzerne, in Egypte Alexandrijnse klaver, in China en Japan de melkwikke. Al deze gewassen verrijken dankzij bacteriën in hun wortelknolletjes de bodem met stikstof, wat weer ten goede komt aan volgende gewassen.
Stikstof is een essentieel element dat in vele vormen in onze leefwereld voorkomt. Sommige zien het nu als een vloek, maar in de basis is het onmisbaar voor ons leven op aarde. In bepaalde verschijningsvormen is stikstof minder gewenst, zoals bijvoorbeeld ammoniak uit stallen of NOx uit uitlaatgassen.
Naast kunstmest en organische meststoffen is de bodem zelf een belangrijke leverancier van stikstof voor de plant. Een deel van de stikstof wordt onttrokken aan de stikstofcyclus door immobilisatie. Deze stikstof wordt hierbij omgezet in organisch materiaal.
Bomen en planten hebben stikstof nodig om te groeien. Nu is het zo dat er te veel stikstof in de lucht zit. Dat is normaliter geen probleem want bomen en planten nemen dit op en verwerken het. Méér stikstof betekent snellere groei en ondergroei (van snelle groeiers zoals brandnetel, of grassen).
Tropische bossen die zich ontwikkelen op verlaten, droge landbouwgrond tellen opmerkelijk veel bomen van de familie van de vlinderbloemigen, waartoe ook onze bonen, klavers en acacia's behoren. Deze bomen leggen stikstof vast en zijn door hun bladvorm bestand tegen droogte, waardoor ze zich succesvol vestigen.
Duitsland hanteert bijvoorbeeld heel hoge drempelwaarden. De redenering daar is: Alle stikstofbronnen waarvan de depositie lager is dan 21 mol bekijken we niet, we zeggen dat zo'n bron geen gevolgen heeft. Ter vergelijking, in Nederland ligt de drempelwaarde op 0,0001 mol”, verduidelijkt de hoogleraar Omgevingsrecht.
Dat komt vooral omdat Nederland klein en dichtbevolkt is. In landen als Frankrijk of Italië zit er veel meer ruimte tussen landbouwbedrijven en natuurgebieden, en omdat natuurgebieden er veel groter zijn, wordt de kritische depositiewaarde er minder makkelijk overschreden.
De invloed van de mens op de productie van reactief stikstof heeft gevolgen voor het klimaat. Direct doordat het leidt tot de productie van lachgas (N2O), een broeikasgas met een ongeveer driehonderd keer sterker effect dan het broeikasgas koolstofdioxide.
Bij een melkkoe is dat gemiddeld 145,6 kilo stikstof per jaar, bij een geit 14,7 kilo. Grofweg een tiende dus. Een koe stoot per jaar 135 kilo methaan uit. Daarbovenop komt nog ruwweg 35 kg methaan uit mest.
Varkens en kippen stoten van het landbouw-deel respectievelijk 17 en 9 procent uit. Veruit het grootste deel, 57 procent, komt voor rekening van koeien. De 184 miljoen kilo stikstof uitgestoten is opgebouwd uit 132 miljoen kilo ammoniak en 246 miljoen kilo stikstofoxiden.
Met die planten verdwijnen ook de insecten en vlinders die van die planten leven. Daardoor neemt de biodiversiteit af en 'verarmt' de natuur. Veel van die insecten zijn juist ook nodig om gewassen te bestuiven. Daarnaast heeft een teveel aan stikstof ook gevolgen voor de waterkwaliteit.
