Nedbrydning

Bakterier og svampe er de vigtigste nedbrydere. En forudsætning for deres virksomhed er, at det døde materiale, fx et nedfaldet blad, er fugtigt. Det bliver hurtigt dækket af bakterier, der udskiller enzymer, som frigør de mindst komplicerede stoffer. Snart koloniseres bladene af strålesvampe (actinomyceter), der trods navnet er bakterier, som kan nedbryde selv meget komplicerede og modstandsdygtige stoffer såsom lignin i planter og kitin i døde insekter. Inden længe kommer de egentlige svampe, hvis mycelietråde som et netværk gennemtrænger de døde blade. Deres enzymer nedbryder også komplicerede stoffer til mere enkle. Der udvikles et økosystem af mange forskellige mikroorganismer, der lever af det døde stof og af hinanden. Termen forrådnelse bruges oftest om den mikrobielle nedbrydning af døde dyr.

Selvom planterne ikke direkte kan udnytte stofferne i det døde organiske materiale, kan de bidrage til nedbrydningen. Fra rødderne kan de udskille let fordøjelige kulhydrater, som fremmer bakterievækst. Bakterierne og de mikroorganismer, der lever af bakterierne, nedbryder det organiske kvælstof, som i form af ammonium kan optages af planterne.

Smådyr som bænkebidere, bille- og fluelarver, orme og snegle, der ikke eller kun i ringe grad kan nedbryde de komplicerede organiske stoffer, er vigtige led i nedbrydningen. De æder de døde blade, men deres næring er fortrinsvis bakterierne og svampene, der rummer let fordøjelige stoffer. Resterne af bladene kommer ud som ekskrementer. De er nu findelte og rensede for mikroorganismer, men deres kemiske sammensætning er stort set intakt. Kun få af dyrene har enzymer, der kan angribe fx cellulose. Med findelingen får mikroorganismerne en større angrebsflade, og nedbrydningen kan gå meget hurtigere. Regnorme spiller en stor rolle ved omsætningen af døde blade, som de trækker ned i jorden, hvor fugtigheden yderligere fremskynder nedbrydningsprocessen. De sønderdelte partikler kan gå gentagne gange igennem smådyrene, der hver gang udnytter mikroorganismerne. Denne detritusfødekæde er meget vigtig i skovbundens, markens og skovbækkenes økosystemer.

Det døde materiales indhold af kulstof og kvælstof og forholdet herimellem, C/N-forholdet, har betydning for materialets nedbrydelighed. I det døde plantemateriale, fx strå og grene, kan der være 80-100 atomer kulstof for hvert atom kvælstof, mens C/N-forholdet i dyr er lavere, og der i mikroorganismer ofte kun er 5-10 kulstofatomer for hvert kvælstofatom. Nedbrydernes føde rummer således et overskud af kulstof, der ikke kan udnyttes. Men jo flere gange, det døde plantemateriale går gennem nedbryderne, des fattigere bliver det på kulstof. Bakterierne og de andre nedbrydere udnytter ikke kun kulstoffet til at opbygge nye organiske forbindelser. De bruger det også som brændstof i stofskiftet, og dette kulstof forlader organismerne som kuldioxid. Det døde materiale, detritus, bliver således en bedre og bedre føde.

Ikke alt det døde plantemateriale bliver nedbrudt til de oprindelige råstoffer. Der bliver er rest tilbage, der indgår i humus, det mørkebrune organiske stof i den øverste del af jorden. Denne rest er ikke unyttig for planterne, selvom de ikke kan udnytte råstofferne, der er bundet deri. Humus giver planterne et levested, hvor de kan hente deres næringsstoffer, og rummer de rette livsbetingelser for de mikroorganismer, der frigør de bundne næringsstoffer. Endvidere binder humus næringsstofferne, så de ikke så let vaskes væk med regnvandet.

På molekylært niveau består nedbrydningen i at fjerne brint fra det organiske stof, og når der er ilt til stede, fx i den luftige skovbund, ender brinten i et vandmolekyle. I de iltfrie områder sker nedbrydningen udelukkende med anaerobe bakterier, der kan binde brinten på anden vis, fx i organiske syrer eller luftarten methan. Nogle bakterier kan bruge nitrat som iltningsmiddel, når de nedbryder det organiske kulstof. Disse mikrobielle omsætninger er de dominerende økologiske processer i havbunden og i den iltfrie bund i vådområder. Nedbrydningen af organisk stof i spildevandet i rådnetanke sker også under iltfrie forhold, og de producerede luftarter kan udnyttes som biogas.

• detritus
• jordbund
• kvælstofkredsløb