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So funktioniert es
Harnstoff, Ammoniak und Ammonium
Mit dem Urin von Tieren (und von Menschen) wird Harnstoff ausgeschieden. Der Harnstoff ist ein Hauptbestandteil des Urins und er enthält eine grosse Menge wertvoller Stickstoff.
Das Problem jedoch ist, dass der Stickstoff nicht in der richtigen chemischen Form vorliegt. Das Schema zeigt die Erklärung:
(1) Der Harnstoff (CH4N2O)zerfällt zusammen mit Wasser (H2O) zu Kohlendioxyd (CO2) und Ammonium (NH4) oder Ammoniak (NH3).
(2) Ammoniak ist ein schädliches Gas. Es entweicht in die Luft, und dabei geht auch der Stickstoff verloren. Zudem wird ständig aus Ammonium wieder neues Ammoniakgas gebildet, um das verlorene Ammoniak zu ersetzen. Dies geschieht aufgrund einer
(3) chemischen Gleichgewichts-Konstante (pKs-Wert = 9.2) und führt dazu, dass mit der Zeit immer mehr Stickstoff als Ammoniak in die Luft entweicht. Mit steigendem pH-Wert und steigender Temperatur bildet sich mehr Ammoniak.
(4) Die CASIBAC-Bakterien nutzen Ammonium als Stickstoffquelle für ihren Stoffwechsel und zum Wachsen. So wird der Harnstoff umgewandelt und die Bildung von Ammoniak verhindert.
Resultat: Der Stickstoff ist biologisch in die Gülle eingebunden und bleibt erhalten. Die Ammoniakverluste sind verhindert und Gülle und Mist enthalten mehr wertvollen Stickstoff.
Stoffwechsel der CASIBAC Bakterien mit Harnstoff
Die Aufspaltung von Harnstofflässt sich durch das Urease-Enzym erreichen.
Die in CASIBAC enthaltenen Bakterienstämme produzieren Urease–Enzyme und zerlegen damit den Harnstoff in Ammonium und Kohlendioxid. Sie benutzen das daraus gewonnene Ammonium für ihren eigenen Stoffwechsel und zum Wachstum.
Urease-Produktion
Die Produktion von Urease-Enzym durch die CASIBAC Bakterien lässt sich im Labor auf Nährschalen zeigen:
Die Nährschale (Christiansens-Urea-Agar)enthält 2 % Harnstoff und einen Indikator Farbstoff (Phenol-Rot). Die Ausgangsfarbe ist gelb. Durch die Urease-Produktion der Bakterien verfärbt sich die Nährschale rot.
Wachstum mit Stickstoff in Form von Ammonium
- CASIBAC Bakterien wachsen auf einer Nährschale (Basal Salts Media) welche keinen Stickstoff enthält. Es wird Glukose (0,5%) und als einzige Stickstoffquelle Ammonium-Chlorid (NH4Cl, 0.2%) zugegeben.
- CASIBAC Bakterien vermehren sich auf Nährschalen (Nobel Agar Plates) welche Stickstoff nur in Form von Ammonium enthalten.
Die Graphik zeigt als Beispiel das Wachstum von drei CASIBAC Bakterienstämmen im Verlaufe von einigen Stunden.
Zusammenfassung
Die CASIBAC Bakterien verwenden den Harnstoff in der Gülle direkt als Stickstoffquelle zum Wachsen (sie vermehren sich durch Zellteilung).
So wird die Bildung von Ammoniak direkt an der Quelle verhindert. Und der Hofdünger enthält mehr nutzbaren Stickstoff.