Ciclo do nitrogênio
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O ciclo do nitrogênio ou ciclo do azoto é o ciclo biogeoquímico que comporta as diversas transformações que este elemento sofre no seu ciclo entre o reino mineral e os seres vivos
Visão geral
O processo pelo qual o nitrogênio ou azoto circula através das plantas e do solo pela ação de organismos vivos é conhecido como ciclo do nitrogênio ou ciclo do azoto. O ciclo do nitrogênio é um dos ciclos mais importantes nos ecossistemas terrestres. O nitrogênio é usado pelos seres vivos para a produção de moléculas complexas necessárias ao seu desenvolvimento tais como aminoácidos,proteínas e ácidos nucleicos.
O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera (78% desta é composta por nitrogênio) onde se encontra sob a forma de gás (N2). Outros repositórios consistem em matéria orgânica nos solos eoceanos. Apesar de extremamente abundante na atmosfera o nitrogênio é frequentemente o nutriente limitante do crescimento das plantas. Isto acontece porque as plantas apenas conseguem usar o nitrogênio sob três formas sólidas: íon de amônio (NH4+),ion de nitrito (NO2-) e ion de nitrato (NO3-), cuja existência não é tão abundante. Estes compostos são obtidos através de vários processos tais como a fixação e nitrificação. A maioria das plantas obtém o nitrogênio necessário ao seu crescimento através do nitrato, uma vez que o íon de amônio lhes é tóxico em grandes concentrações. Os animais recebem o nitrogênio que necessitam através das plantas e de outra matéria orgânica, tal como outros animais (vivos ou mortos).
Processos do ciclo do nitrogênio
Fixação
A fixação é o processo através do qual nitrogênio é capturado da atmosfera em estado gasoso (N2) e convertido em formas úteis para outros processos químicos, tais como amoníaco (NH3), nitrato(NO3-) e nitrito (NO2-). Esta conversão pode ocorrer através de vários processos, os quais são descritos nas secções seguintes.
Fixação Biológica
Algumas bactérias têm a capacidade de capturar moléculas de nitrogênio (N2) e transformá-las em componentes úteis para os restantes seres vivos. Entre estas, existem bactérias que estabelecem uma relação de simbiose com algumas espécies de plantas (leguminosas) e bactérias que vivem livres no solo. A simbiose é estabelecida através do consumo de amoníaco por parte das plantas; amoníaco este que é produzido pelas bactérias que vivem nos caules das mesmas plantas.
Fixação Atmosférica
A fixação atmosférica ocorre através dos relâmpagos, cuja elevada energia separa as moléculas de nitrogênio e permite que os seus átomos se liguem com moléculas de oxigénio existentes no ar formando monóxido de nitrogênio (NO). Este é posteriormente dissolvido na água da chuva e depositado no solo.
A fixação atmosférica contribui com cerca de 58% de todo o nitrogênio fixado.
Fixação Industrial
Através de processos industriais (nomeadamente o processo de Haber-Bosch) é possível produzir amoníaco (NH3) a partir de azoto (N2) e hidrogénio (H2). O amoníaco é produzido principalmente para uso como fertilizante cuja aplicação sustenta cerca de 40% da população mundial.
Combustão de combustíveis fósseis
A combustão decorrente dos motores dos automóveis e de centrais de energia liberta monóxido e dióxido de azoto (NOx). Estes gases são posteriormente dissolvidos na água da chuva e depositados no solo.
Assimilação
Os nitratos formados pelo processo de nitrificação são absorvidos pelas plantas e transformados em compostos carbonados para produzir aminoácidos e outros compostos orgânicos de nitrogênio.
A incorporação do nitrogênio em compostos orgânicos ocorre em grande parte nas células jovens em crescimento das raízes.
Mineralização
Através da mineralização (ou decomposição) a matéria orgânica morta é transformada no íon de amônio (NH4+) por intermédio de bactérias aeróbicas, anaeróbicas e alguns fungos.
Nitrificação
A oxidação do amoníaco, conhecida como nitrificação, é um processo que produz nitratos a partir do amoníaco (NH3). Este processo é levado a cabo por bactérias (bactérias nitrificantes) em dois passos: numa primeira fase o amoníaco é convertido em nitritos (NO2-) e numa segunda fase (através de outro tipo de bactérias nitrificantes) os nitritos são convertidos em nitratos (NO3-) prontos a serassimilados pelas plantas.
Desnitrificação
A desnitrificação é o processo pelo qual o azoto volta à atmosfera sob a forma de gás quase inerte (N2). Este processo ocorre através de algumas espécies de bactérias (tais como Pseudomonas eClostridium) em ambiente anaeróbico. Estas bactérias utilizam nitratos alternativamente ao oxigênio como forma de respiração e libertam azoto em estado gasoso (N2).
Eutrofização
A eutrofização corresponde a alterações de um corpo de água como resultado de adição de azoto ou fósforo.
Os compostos de azoto existentes no solo são transportados através dos cursos de água, aumentando a concentração nos depósitos de água, o que pode fazer com que estes sejam sobre-populados por certas espécies de algas podendo ser nocivo para o ecossistema envolvente.
Repositórios de Azoto
Os principais repositórios de azoto são a atmosfera, plantas, animais, solos e os oceanos.
Atmosfera
A atmosfera comporta a maior parte do azoto existente na Terra. Este encontra-se principalmente sob a forma de N2. Estima-se que existam 3.9-4.0 x 109 TgN ( TgN = Teragrama de N = 1012 g de N ) na atmosfera. O tempo de residência médio de uma molécula de N2 na atmosfera é de 10 milhões de anos.
O Azoto encontra-se na atmosfera também sob a forma de monóxido ou dióxido de azoto (NOx) e sob a forma de óxido nitroso (N2O). Sob a forma de NOx existem 1.3-1.4 TgN com um tempo de residência médio de 1 mês. Sob a forma de óxido nitroso (N2O) existem cerca de 1.4 x 10³ TgN com um tempo de residência de 100 anos.
Plantas e animais
Existem cerca de 3 x 104 TgN em plantas e animais, com um tempo de residência de 50 anos.[1]
Solos
Os solos contêm cerca de 9.5 x 104 TgN, com um tempo de residência médio de 2000 anos.[1]
Oceanos
Nos oceanos o azoto encontra-se tanto na superfície como no fundo em forma de sedimentos (4-5 x 108 TgN) . À superfície encontra-se dissolvido organicamente (2 x 105 TgN).[1]
FONTE:
CICLO DO NITROGÊNIO. In: WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Flórida: Wikimedia Foundation, 2010. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciclo_do_nitrog%C3%AAnio&oldid=19684778>. Acesso em: 16 abr. 201
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