O ciclo do nitrogênio é um ciclo biogeoquímico através do qual o nitrogênio é convertido em diferentes formas químicas à medida que circula entre a atmosfera, os ecossistemas terrestres e marinhos. A conversão de nitrogênio pode ser realizada através de processos biológicos ou físicos.
Os processos importantes no ciclo do nitrogênio incluem nitrificação, desnitrificação, fixação e amonificação. A maior parte da atmosfera da Terra é nitrogênio. É responsável por 78% tornando-se a principal fonte de nitrogênio. No entanto, o nitrogênio atmosférico tem disponibilidade limitada para uso biológico. Isso leva a uma escassez de nitrogênio utilizável em muitos tipos de ecossistemas.
O ciclo do nitrogênio é de grande interesse para os ecologistas porque a disponibilidade de nitrogênio pode afetar a taxa de importantes processos ecossistêmicos, como decomposição e produção primária. Atividades humanas como a queima de combustíveis fósseis, o uso de fertilizantes artificiais de nitrogênio e a liberação de nitrogênio em águas residuais mudaram muito o ciclo global do nitrogênio. A alteração humana do ciclo global do nitrogênio pode afetar negativamente o sistema do ambiente natural e também a saúde humana.
PROCESSOS DO CICLO DE NITROGÊNIO
O nitrogênio está disponível no ambiente em diferentes formas químicas como nitrogênio orgânico, nitrito (NO - 2 ), amônio (NH 4 + ), óxido nitroso (N 2 O), nitrato (NO 3 ), nitrogênio inorgânico gasoso (N 2 ) ou óxido nítrico (NO).
O nitrogênio orgânico pode estar na forma de húmus, um organismo vivo ou os produtos intermediários da decomposição da matéria orgânica. Os processos do ciclo do nitrogênio são para transformar o nitrogênio de uma forma para outra. Muitos desses processos são conduzidos por micróbios, em seu esforço para acumular nitrogênio ou colher energia. Por exemplo, os resíduos nitrogenados na urina de animais são decompostos por bactérias nitrificantes no solo para uso pelas plantas.
FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO
A conversão do gás nitrogênio em nitritos e nitratos por meio de processos industriais, biológicos e atmosféricos é conhecida como fixação de nitrogênio. O nitrogênio atmosférico deve ser (fixado) ou processado em formas utilizáveis para que seja absorvido pelas plantas. A fixação pode ser feita por raios, mas a maior parte é feita por bactérias de vida livre ou simbióticas chamadas diazotróficas. A maior parte da fixação biológica de nitrogênio ocorre pela atividade da Mo-nitrogenase que é encontrada em uma ampla variedade de bactérias e em algumas Archaea. Um exemplo de bactérias de vida livre é Azotobacter. Bactérias simbióticas fixadoras de nitrogênio, como Rhizobium, normalmente vivem nos nódulos radiculares de leguminosas como ervilhas e alfafa. Eles então formam uma relação mutualística com a planta, produzindo amônia em troca de carboidratos.
ASSIMILAÇÃO
As plantas podem absorver amônia ou nitrato do solo através de seus pêlos radiculares. Nos casos em que o nitrato é absorvido, ele é primeiro reduzido a íons nitrito e depois íons amônio para incorporação em clorofila, aminoácidos e ácidos nucleicos.
AMONIFICAÇÃO
Quando um animal ou uma planta morre ou um animal excreta resíduos, a forma inicial de nitrogênio é orgânica. Fungos ou bactérias convertem o nitrogênio orgânico nos restos de volta em amônio (NH 4 + ), um processo conhecido como mineralização ou amonificação. Algumas das enzimas envolvidas incluem Gln sintetase e Glu desidrogenase.
NITRIFICAÇÃO
A conversão de amônio em nitrato é feita por bactérias que vivem no solo e outras bactérias nitrificantes. Bactérias como as espécies Nitrosomonas realizam o estágio primário de nitrificação, a oxidação do amônio. Isso converte amônia em nitritos. Outras espécies bacterianas como Nitrobacter realizam a oxidação de nitritos (NO 2 ) em nitratos (NO - 3 ).
DESNITRIFICAÇÃO
A desnitrificação refere-se à redução de nitratos de volta ao gás nitrogênio. Isso completa o ciclo do nitrogênio. Este processo é conduzido por espécies bacterianas como Paracoccus e Pseudomonas em condições anaeróbicas.
OUTROS PROCESSOS
Apesar da fixação de nitrogênio ser a principal fonte de nitrogênio disponível para as plantas na maioria dos ecossistemas, em áreas que possuem rochas ricas em nitrogênio, a quebra dessa rocha também serve como fonte de nitrogênio.
