O Ciclo do Nitrogênio e suas formas

Resumo

  • O nitrogênio (N2) é abundante na atmosfera, mas não se pode usar plantas ou animais, a menos que seja convertido em compostos de nitrogênio.
  • Bactérias fixadoras de nitrogênio (N2) desempenham um papel crucial na fixação deste elemento atmosférico em seus compostos que nutrem as plantas.
  • As plantas absorvem os compostos de nitrogênio (N2) utilizáveis ​​do solo por meio de suas raízes. Então, esses compostos de nitrogênio são usados ​​para a produção de proteínas e outros compostos na célula.
  • Os animais assimilam o nitrogênio (N2) ao consumir essas plantas ou outros animais. Os humanos consomem proteínas dessas plantas e animais e, então, o nitrogênio é assimilado em nosso sistema.
  • Durante os estágios finais do ciclo do nitrogênio (N2),  as bactérias e os fungos ajudam a decompor a matéria orgânica, onde os compostos nitrogenados são dissolvidos no solo, que é novamente utilizado pelas plantas.
  • Algumas bactérias então convertem esses compostos nitrogenados no solo e os transformam em gás nitrogênio. Eventualmente, ele volta para a atmosfera.
  • Esses conjuntos de processos se repetem continuamente e, assim, mantêm a porcentagem de nitrogênio na atmosfera.

 

Importância do Ciclo do Nitrogênio

A importância do ciclo do nitrogênio (N) é a seguinte:

  1. Ajuda as plantas a sintetizar a clorofila a partir dos compostos de nitrogênio.
  2. Ajuda na conversão de gás nitrogênio (N2) inerte em uma forma utilizável para as plantas através do processo bioquímico.
  3. No processo de amonificação, a bactéria auxilia na decomposição da matéria animal e vegetal, o que indiretamente auxilia na higienização do meio ambiente.
  4. A liberação de nitratos (NO3) e nitritos (NO3) no solo ajuda, sobretudo, no enriquecimento do solo com os nutrientes necessários para o cultivo.
  5. O nitrogênio (N) é um componente integral da célula e forma muitos compostos cruciais e biomoléculas importantes.

A princípio, as atividades humans, como a combustão de combustíveis e o uso de fertilizantes de nitrogenados, reciclam o nitrogênio (N). Assim, esses processos aumentam os níveis de compostos contendo nitrogênio (N2) na atmosfera. Além disso, os fertilizantes nitrogenados são levados pela água em lagos e rios. Então, o aumento da quantidade de nitrogenados na água resultam em eutrofização.

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Ciclo de nitrogênio

Em princípio, a ciclagem do nitrogênio (N) entre suas várias formas é um processo complexo que envolve vários tipos de bactérias e condições ambientais. Em geral, o ciclo do nitrogênio (N) tem cinco etapas:

  • Fixação de nitrogênio (N2 a NH3/NH4+ ou NO3)
  • Nitrificação (NH3 a NO3)
  • Assimilação (incorporação de NH3 e NO3 em tecidos biológicos)
  • Amonificação (compostos de nitrogênio orgânico para NH3)
  • Desnitrificação (NO3 a N2)

Ciclo de nitrogenio

Tipos de fixação de nitrogênio

  1. Fixação atmosférica: fenômeno natural em que a energia do raio quebra o nitrogênio (N2) em óxidos de nitrogênio (NOx) e é então usada pelas plantas.
  2. Fixação industrial de nitrogênio (N): é uma alternativa artificial que auxilia na fixação de nitrogênio pelo uso de amônia (NH3)
  3. . Então, produz-se a amônia (NH3) pela combinação direta de nitrogênio (N) e hidrogênio e, posteriormente, converte-se em diversos fertilizantes, como a ureia.
  4. Fixação biológica de nitrogênio: já sabemos que não podemos utilizar o nitrogênio (N)  diretamente do ar para plantas e animais. Bactérias como o rizóbio e as algas verde-azuladas transformam a forma inutilizável do nitrogênio (N) em outros compostos que são mais facilmente utilizáveis. Esses compostos de nitrogênio são fixados no solo por esses micróbios.

Formas comuns de nitrogênio

As formas mais comuns de nitrogênio inorgânico no ambiente são gás nitrogênio (N2) diatômico, nitrato (NO3), nitrito (NO2), amônia (NH3) e amônio (NH4+). As espécies que predominam dependem do ambiente químico, físico e biológico. Em ambientes aquáticos, a presença de nitrogênio na forma de amônio (NH4+) é, sobretudo, dependente do pH e da temperatura.

Em solos, partículas de argila e matéria orgânica uma carga superficial negativa sorvem, sobretudo, os íons amônio (NH4+) fortemente. Assim, em solos alcalinos, o íon amônio (NH4+) será convertido em gás amônia (NH3) e perdido na atmosfera. Então, sob condições de cultivo quentes, ocorre a transformação do íon amônio (NH4+)  em nitrato (NO3) no solo por meio da nitrificação. Além disso, o nitrato (NO3) é muito solúvel e pode ser facilmente lixiviado do solo sob condições úmidas.

Monitoramento de nitrogênio

Bom, nós temos que fazer o monitoramento dos níveis de nitrogênio por vários motivos. Por exemplo:  detecção de tendências e níveis de nutrientes de linha de base; prevenção da eutrofização; maximização da produtividade do solo; e minimização dos efeitos tóxicos do envenenamento por amônia ou nitrito.

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Fonte

Hem, JD 1985. Estudo e interpretação das características químicas da água natural. Washington, DC, USGS Water-Supply Paper 2254

Raven, PH, Evert, RF e Eichhorn, SE 1992. Biology of Plants. Quinta edição. Worth Publishers, New York, New York. pp. 602-611.

Byju´s – ciclo de nitrogênio

Biology Wise

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