Microbial mobilization and immobilization of soil nitrogen

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Alla levande organismer behöver kväve för att producera till exempel proteiner och DNA. I jorden förekommer kväve grovt indelat i två huvudformer, organiskt och oorganiskt. Mikroorganismer har förmågan att bryta ner det organiska kvävet till oorganiskt i en process som kallas för mineralisering. Växter tar i stort sett bara upp oorganiskt kväve och är beroende av den mikrobiella mineraliseringen av organiskt kväve, men eftersom även mikroorganismer tar upp oorganiskt kväve (immobilisering) uppstår ofta en bristsituation. Därför är kväve för det mesta det näringsämne som begränsar tillväxten av växter De senaste årtiondena har emellertid utsläppen av kväve från trafik, industri och jordbruk ökat dramatiskt. Detta har lett till oro att det kommer uppstå en situation där mängden oorganiskt kväve i marken överstiger växternas och mikroorganismernas behov. Överskottet av oorganiskt kväve skulle då kunna läcka ut till kustområden och orsaka övergödning eller förorena grundvattnet. För att på ett bra sätt kunna förutse var det extra kvävet kommer att ta vägen, är det viktigt att undersöka hur kretsloppet av kväve i marken normalt sett fungerar. Jag har undersökt hur mycket organiskt kväve mikroorganismerna mineraliserar, hur mycket oorganiskt kväve de immobiliserar, och vad det är som styr dessa båda processer. Mina resultat visar att det som framförallt styr mineraliseringen och immobiliseringen är hur mycket mikroorganismer det finns i marken och hur aktiva de är, det vill säga hur fort de tillväxer. Om mikroorganismerna behöver mycket oorganiskt kväve mineraliserar de mycket organiskt kväve, men om deras behov av oorganiskt kväve är lägre blir också mineraliseringen lägre. Mängden mikroorganismer är relaterat till hur mycket organiskt material det finns i marken. Det finns alltså fler mikroorganismer i en mullrik skogsjord än i en sandig. Det som styr hur fort mikroorganismerna tillväxer och därmed hur mycket oorganiskt kväve de immobiliserar verkar framförallt vara temperaturen och hur mycket vatten det finns i jorden. I torra och/eller kalla jordar går tillväxten långsamt medan den är betydligt högre i våta och/eller varma jordar. Under de sistnämnda förhållandena både mineraliserar och immobiliserar mikroogranismerna upp till hundra gånger mer kväve än det som tillförs från mänskliga källor. Därför skulle det sannolikt vara svårt att påvisa ett ökat kväveläckage som ett resultat av det extra kvävet. Å andra sidan tillförs kvävet från de mänskliga källorna konstant, även under perioder med låg mikrobiell aktivitet. Det är alltså under sådana perioder, till exempel under vintern, som risken för läckage av kväve till kustområden och grundvatten är som störst.