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Welche Aussagen über Guano sind korrekt?

  • Die Akkumulation von Guano erfolgt in feuchtem Klima.
  • Guano wird aus Südamerika importiert. (correct)
  • Guano hat einen höheren Nährstoffgehalt als Mineraldünger. (correct)
  • Guano enthält hauptsächlich Kalzium.

Was ist das Hauptmerkmal von Vogel-Guano?

  • Ist eine Quelle von organischem Stickstoff.
  • Hat einen höheren Nährstoffgehalt als Robben-Guano. (correct)
  • Hat einen Gehalt von 11–16% Stickstoff. (correct)
  • Es beinhaltet überwiegend Kalium.

Warum waren Bauern vor der Erfindung von N-haltigen Kunstdüngern auf organischen Dünger angewiesen?

  • Die Bodenerosion reduzierte die Erträge.
  • Organischer Dünger war nicht verfügbar.
  • N-haltige Kunstdünger waren kostengünstiger.
  • Es gab keinen Zugang zu synthetischen Düngemitteln. (correct)

Welche Tatsache über Fledermaus- und Robben-Guano ist richtig?

<p>Robben-Guano ist nährstoffärmer als Vogel-Guano. (C)</p> Signup and view all the answers

Was entspricht dem typischen Nährstoffgehalt von Guano?

<p>11-16% N, 8-12% PO34− und 2-3% K. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Nährstoffe sind im Vogel-Guano enthalten?

<p>11-16% N, 8-12% PO34− und 2-3% K (C)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Gesamtreaktion des Haber-Bosch-Prozesses?

<p>N2 + 3H2 −→ 2NH3 (A)</p> Signup and view all the answers

Welchen Anteil an der globalen Energieproduktion verbraucht das Haber-Bosch-Verfahren?

<p>1-2% (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Mineral ist das wichtigste für die Phosphorgewinnung?

<p>Apatit (C)</p> Signup and view all the answers

Wer erhielt den Nobelpreis in Chemie für die Erfindung des Haber-Bosch-Verfahrens?

<p>Fritz Haber und Carl Bosch (C)</p> Signup and view all the answers

Was entsteht bei der Reaktion von $N2$ und $O2$?

<p>Reaktives Nitrogen (NOx) (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Form der Stickstofffixierung wird als biologische N-Fixierung (BNF) bezeichnet?

<p>Mikrobielle Fixierung (A)</p> Signup and view all the answers

Welcher Prozess führt nicht zur anthropogenen N-Fixierung?

<p>Biologische N-Fixierung durch Pflanzen (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptbestandteil von reaktivem Nitrogen (Nr)?

<p>Bildung von NOx (C)</p> Signup and view all the answers

Welcher Prozess ist Teil des globalen N-Kreislaufs und betrifft die Umwandlung organischer Stickstoffverbindungen?

<p>Mineralisierung (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Rolle der Blitze im Stickstoffkreislauf?

<p>Sie fixieren Stickstoff in einer reaktiven Form. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Phase des N-Kreislaufs erfolgt hauptsächlich im Boden?

<p>Denitrifizierung (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Prozesse verbinden das reaktive N im biologischen Kreislauf mit N in der Atmosphäre?

<p>N-Fixierung und Denitrifizierung (A)</p> Signup and view all the answers

Welche anthropogenen Tätigkeiten haben die N-Fixierungsrate mehr als verdoppelt?

<p>Haber-Bosch-Synthese und Anbau von Leguminosen (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Element ist kein direktes Produkt der anthropogenen N-Fixierung?

<p>Doktorstickstoff (N2) (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine mögliche Folge der erhöhten N-Einträge in Ökosysteme?

<p>Eutrophierung vieler Ökosysteme (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen trifft zu bezüglich der N2O-Emissionen?

<p>Sie resultieren aus dem Rückfluss von reaktivem N in die Atmosphäre. (A)</p> Signup and view all the answers

Welches Element trägt zusammen mit erhöhten CO2-Werten zur Land-Senke bei?

<p>Reaktives N (B)</p> Signup and view all the answers

Wie reagieren C3-Pflanzen auf erhöhte CO2-Konzentrationen?

<p>Sie können weniger Wasser verbrauchen, da sie ihre Stomata schließen. (D)</p> Signup and view all the answers

Was deutet die Forschung über die CO2-Speicherung im Ökosystem an?

<p>Modelle überschätzen oft die C-Speicherung. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über die Modelle zu CO2 und C-Speicherung ist korrekt?

<p>Sie beruhen teilweise auf Experimentaldaten. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie könnte eine Veränderung im Störungsregime die C-Bilanz eines Biomes beeinflussen?

<p>Sie könnte die Kohlenstoffspeicherung negativ beeinflussen. (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Element ist ein wichtiger Nährstoff in Proteinen und Nukleinsäuren?

<p>Stickstoff (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Form von Stickstoff ist in hohen Mengen wasserlöslich?

<p>NO−3 (C)</p> Signup and view all the answers

Was könnte die Auswirkungen von erhöhten atmosphärischen CO2-Konzentrationen auf das Pflanzenwachstum verstärken?

<p>Die Fähigkeit, Stomata stärker zu schließen. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein häufiges Problem bei Modellen zur Kohlenstoffspeicherung unter erhöhtem CO2?

<p>Sie vernachlässigen limitierende Faktoren für Wachstum. (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptfunktion von N2-Fixierung im Stickstoff-Kreislauf?

<p>Sie schleust atmosphärischen Stickstoff in den biologischen Kreislauf. (A)</p> Signup and view all the answers

Welches Gas entsteht während der Denitrifizierung?

<p>Lachgas (N2O) (A)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Mineralisierung im Stickstoff-Kreislauf?

<p>Die Umwandlung von organischen N-Verbindungen in nitratformige Verbindungen. (A)</p> Signup and view all the answers

Welches Element spielt eine Schlüsselrolle in der Bildung von Nukleinsäuren?

<p>Stickstoff (N) (B)</p> Signup and view all the answers

Was passiert mit N2O in der Stratosphäre?

<p>Es baut sich ab. (D)</p> Signup and view all the answers

Wodurch wird organischer Dünger vor der Erfindung von N-haltigen Kunstdüngern hauptsächlich bereitgestellt?

<p>Durch die Verwendung von Guano. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielen Mikroorganismen im Stickstoff-Kreislauf?

<p>Sie sind an der N2-Fixierung und Mineralisierung beteiligt. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Guano

Organischer Dünger, der vor der Erfindung von synthetischen Stickstoffdüngern eine wichtige Quelle für die Versorgung mit Nährstoffen war.

Vogel-Guano

Vogelkot, der in trockenen Regionen vorkommt und einen hohen Stickstoffgehalt aufweist.

Fledermaus- und Robben-Guano

Guano, der von Fledermäusen oder Robben stammt. Er enthält weniger Nährstoffe als Vogelguano.

Akkumulation von Guano

Die Ansammlung von Guano erfordert ein trockenes Klima, da Feuchtigkeit die Nährstoffe auswäscht.

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Abhängigkeit von organischem Dünger

Vor der Erfindung von synthetischen Stickstoffdüngern waren Landwirte auf organische Düngemittel, wie Mist und Gülle, angewiesen.

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Welche Bedeutung hat Stickstoff für Lebewesen?

Stickstoff ist ein essenzieller Nährstoff, der in Proteinen und Nukleinsäuren in beträchtlichen Mengen vorkommt.

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Welche Formen von Stickstoffverbindungen existieren?

Neben den organischen Verbindungen in Lebewesen gibt es eine Vielzahl an Stickstoffverbindungen in der Umwelt.

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Was macht Stickstoffverbindungen so mobil in der Natur?

Stickstoff in Form von Gas (N2) und gelösten Salzen (z.B. Nitrat, NO3-) kann leicht in der Umwelt transportiert werden.

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Wer sind die Akteure im globalen Stickstoffkreislauf?

Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen und chemische Prozesse in der Atmosphäre beeinflussen die Umwandlung von Stickstoff.

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Was ist N2-Fixierung?

Der Prozess, bei dem atmosphärischer Stickstoff (N2) in biologisch nutzbare Formen umgewandelt wird.

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Was ist Mineralisierung?

Der Prozess, bei dem Stickstoff aus organischen Verbindungen (z.B. abgestorbenem Pflanzenmaterial) mineralisiert wird, um für Pflanzen verfügbar zu sein.

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Was ist Denitrifikation?

Die Rückführung biologisch verfügbaren Stickstoffs in die Atmosphäre in Form von Stickstoffgas (N2).

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Welche Rolle spielt Lachgas (N2O) im globalen Stickstoffkreislauf?

Lachgas (N2O) ist ein starkes Treibhausgas, das durch Denitrifikation entsteht und eine lange Lebensdauer in der Atmosphäre hat.

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Woher stammten Düngemittel vor der Industrialisierung?

Vor der Entwicklung von synthetischem Stickstoffdünger waren Bauern auf organische Düngemittel angewiesen, z.B. Guano.

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Warum ist der globale Stickstoffkreislauf so wichtig?

Der globale Stickstoffkreislauf ist ein komplexes System, das für das Leben auf der Erde unerlässlich ist.

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CO2-Effekt auf Pflanzenwachstum

Erhöhte CO2-Konzentrationen führen dazu, dass Pflanzen ihre Stomata (Spaltöffnungen) schließen können, wodurch sie Wasser sparen und schneller wachsen. Dies kann jedoch zu einer verringerten Aufnahme von anderen Nährstoffen führen.

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CO2-Einfluss auf Kohlenstoffspeicherung

Die Fähigkeit von Ökosystemen, Kohlenstoff langfristig zu speichern, kann durch erhöhte CO2-Konzentrationen beeinflusst werden. Die genaue Reaktion ist komplex und variiert zwischen Ökosystemen.

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Begrenzungen von CO2-Modellen

Modelle, die den Kohlenstoffkreislauf simulieren, überschätzen oft die Kohlenstoffaufnahme in Ökosystemen unter erhöhten CO2-Konzentrationen. Dies liegt daran, dass sie wichtige Faktoren wie Nährstoffverfügbarkeit und andere Umweltfaktoren nicht ausreichend berücksichtigen.

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Globaler Stickstoffkreislauf

Der globale Stickstoffkreislauf beschreibt den Austausch von Stickstoffverbindungen zwischen der Atmosphäre, der Biosphäre, der Hydrosphäre und der Lithosphäre. Er ist von großer Bedeutung für das Leben, da Stickstoff ein wichtiger Nährstoff ist.

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Formen von Stickstoffverbindungen

Stickstoff kommt in verschiedenen chemischen Verbindungen vor, die im gesamten globalen Stickstoffkreislauf bewegt werden. Einige dieser Verbindungen sind gasförmig, andere gut wasserlöslich, was zu ihrer Mobilität beiträgt.

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Anthropogene Einflüsse auf den Stickstoffkreislauf

Menschliche Aktivitäten wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die landwirtschaftliche Düngung beeinflussen den globalen Stickstoffkreislauf erheblich und führen zu Veränderungen der Stickstoffverfügbarkeit und Emissionen von Stickstoffoxiden.

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Lachgas (N2O) im Stickstoffkreislauf

Lachgas (N2O) ist ein Treibhausgas, das durch anthropogene Aktivitäten wie den Einsatz von Düngemitteln freigesetzt wird. Es spielt eine wichtige Rolle im globalen Stickstoffkreislauf und trägt zum Klimawandel bei.

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Komplexität des Stickstoffkreislaufs

Die Analyse des globalen Stickstoffkreislaufs ist komplex und erfordert die Berücksichtigung verschiedener Faktoren, wie z. B. anthropogene Einflüsse, natürliche Prozesse und das Zusammenspiel verschiedener Stickstoffverbindungen.

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Was ist Guano?

Guano ist ein natürlicher Dünger, der aus Vogel- oder Fledermauskot besteht. Es ist reich an Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphat und Kalium und wurde früher aus Südamerika importiert. Die Bildung von Guano-Ablagerungen ist nur in trockenen Klimazonen möglich.

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Was ist das Haber-Bosch-Verfahren?

Das Haber-Bosch-Verfahren ist ein industrieller Prozess zur Herstellung von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff. Es wurde 1910 von BASF patentiert und ist ein wichtiger Faktor für die Lebensmittelproduktion, da Ammoniak zur Herstellung von synthetischen Stickstoffdüngern verwendet wird.

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Was sind synthetische Stickstoffdünger?

Synthetische Stickstoffdünger sind künstlich hergestellte Düngemittel, die Stickstoff enthalten. Sie werden durch das Haber-Bosch-Verfahren gewonnen und spielen eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität.

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Was ist Apatit?

Apatit ist ein Mineral, das als Hauptquelle für Phosphat dient. Die Formel von Apatit lautet Ca5[PO4]3X, wobei X ein Anion wie Hydroxid (OH-) oder Fluorid (F-) sein kann.

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Was ist Phosphat?

Phosphat ist ein essentieller Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Es wird aus Gesteinen wie Apatit gewonnen und ist Bestandteil von vielen Düngemitteln.

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N-Fixierung

Die Umwandlung von atmosphärischem Stickstoff (N2) in eine Form, die von Pflanzen nutzbar ist.

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Denitrifikation

Die Umwandlung von reaktivem Stickstoff (z.B. Nitrat) zurück in atmosphärischen Stickstoff (N2).

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Eutrophierung

Die übermäßige Anreicherung von Nährstoffen, insbesondere Stickstoff und Phosphor, in Gewässern.

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Anthropogene Stickstofffixierung

Die Herstellung von synthetischem Stickstoffdünger aus Luft-Stickstoff durch den Haber-Bosch-Prozess.

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Land-Senke

Die Fähigkeit des Bodens, Stickstoff aus der Atmosphäre aufzunehmen und zu speichern.

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Phosphat

Phosphat ist ein essenzieller Nährstoff für Pflanzen und wird in den Kreislauf durch Verwitterung von Gesteinen eingebracht.

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Stickoxide (NOx)

Verbrennungsprozesse und Blitze führen zur Freisetzung von reaktivem Stickstoff in Form von Stickoxiden (NOx).

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Biologische Stickstofffixierung (BNF)

Biologische Stickstofffixierung (BNF) ist die Umwandlung von atmosphärischem Stickstoffgas (N2) in organische Formen.

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Mineralisierung

Mineralisierung ist der Prozess, bei dem organischer Stickstoff in anorganische Formen, wie z.B. Ammonium (NH4+), umgewandelt wird.

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Immobilisierung

Immobilisierung ist der Prozess der Aufnahme von anorganischem Stickstoff durch Mikroorganismen, wodurch sie einen bestimmten Teil für sich selbst binden.

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Mineralischer Stickstoff

Mineralischer Stickstoff ist in Form von Nitrat (NO3-) und Ammonium (NH4+) vorhanden und kann von Pflanzen aufgenommen werden.

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Study Notes

Zusammenfassung atmosphärische CO₂-Konzentrationen

  • Die pflanzliche Photosynthese reagiert auf erhöhte CO₂-Konzentrationen (in C3-Pflanzen).
  • Pflanzen können Wasser einsparen, da sie die Stomata weiter schließen können.
  • Buschbrände im Arktischen Kreis haben in diesem Sommer Millionen Hektar zerstört und Rekorde bei den Kohlendioxidemissionen aufgestellt.
  • Viele Brände traten in Torfböden auf, die reich an organischer Substanz sind und alten Kohlenstoff in die Atmosphäre freisetzen, wenn sie verbrannt werden.

Globaler N-Kreislauf

  • Grundelemente: Stickstoff ist ein wichtiger Nährstoff, der in Proteinen und Nukleinsäuren vorkommt.
  • Anthropogene Änderungen: Menschliche Aktivitäten haben die Stickstoffkreisläufe stark verändert.
  • N₂O-Haushalt: Stickstoffoxid (N₂O) ist ein starkes Treibhausgas mit einer langen atmosphärischen Lebensdauer.

Der globale Stickstoff-Kreislauf

  • Stickstoff ist ein wichtiger Nährstoff in Proteinen und Nukleinsäuren.
  • Verschiedene Stickstoffverbindungen sind mobil, da sie gasförmig oder wasserlöslich sind.
  • Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen sowie chemische Umwandlungen in der Atmosphäre spielen eine Rolle im Stickstoffkreislauf.

Guano

  • Vor der Erfindung von Kunststoffen waren die Landwirte von organischem Dünger wie Mist und Gülle abhängig.
  • Guano wurde aus Südamerika importiert.
  • Vogelguano enthält 11–16 % Stickstoff, 8–12 % Phosphor und 2–3 % Kalium.
  • Fledermaus- und Robbenguanos enthalten weniger Nährstoffe.
  • Guano-Akkumulation findet nur in trockenen Klimazonen statt.

Chile-Salpeter

  • NaNO₃

Synthetische Stickstoffdünger

  • 1910: Erfindung des Haber-Bosch-Verfahrens (N₂ + 3H₂ → 2NH₃).
  • 1910: BASF patentiert das Verfahren.
  • Das Verfahren verbraucht 1-2% der weltweiten Energie.
  • Nobelpreis: Fritz Haber (1918) und Carl Bosch (1931) erhielten den Nobelpreis für Chemie.

Phosphorgewinnung

  • Wichtigstes Mineral ist Apatit (Ca5[PO₄]₃X, wobei X = OH⁻, F⁻).

Verbrennungsprozesse und Blitze

  • Prozesse, die Stickstoff in reaktiven Formen freisetzen.
  • Wichtiger Einflussfaktor auf den Stickstoffkreislauf.
  • Globaler Stickstoffkreislauf (Nr Erstellung, Verteilung 1860, Anfang 1990er Jahre, 2050).
  • Stickoxide (NOx), die aus Verbrennungsprozessen und Blitzen entstehen.
  • Internationale Bemühungen zur Verringerung von NOx-Emissionen.

Zusammenfassung

  • Ein Gleichgewicht zwischen reaktivem Stickstoff im biologischen Kreislauf und in der Atmosphäre.
  • Die anthropogene N-Fixierung hat sich gegenüber dem präindustriellen Zustand mehr als verdoppelt.
  • Die Folge ist eine Eutrophierung vieler Ökosysteme und ein erhöhter Stickstoffrückfluss in die Atmosphäre.
  • Erhöhte Stickstoff-Einträge können auch zur Stärkung der Land-Senke beitragen.

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