CICLO DEL NITRÓGENOCICLO DEL NITRÓGENO

Margarita Matas Garc ía

. , , Gentileza J Has s ell AgrotainUSA

Ciclo del nitrógeno

Procesos:

•Fijación

•Absorción y Asimilación

•Descomposición

•Mineralización

•Nitrificación

•Desnitrificación

•Volatilización

FIJACIÓN DEL NITRÓGENO

• Fijación atmosférica: a partir del N2, las tormentas eléctricas y el agua de la atmósfera forman ácido nítrico que se incorpora al suelo con la lluvia.

Cuestiones:

2. El nitrógeno molecular en el seno de la atmósfera se transforma en nitrógeno oxidado.

a) ¿Cómo tiene lugar el proceso?

b) ¿De dónde procede el N2 de la atmósfera?

RESPUESTA a)

Reacciones químicas del nitrógeno en la atmósfera

El NO se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno a alta temperatura:

O2 + N2 → NO (en las tormentas eléctricas)

El NO se oxida con el oxígeno atmosférico:

O2 + 2NO → 2NO2

Y este 2NO2 reacciona con el agua dando ácido nítrico:

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

Otra fuente es a partir de las reacciones producidas en los vehículos de los automóviles y aviones.

RESPUESTA b)

El N2 atmosférico tiene su origen en los procesos de desnitrificación llevados a cabo por bacterias desnitrificantes que reducen los nitratos en condiciones anaerobias, por ejemplo Pseudomonas.

NO3 → NO2 → NO → N2O → N2

FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO

Llevada a cabo por organismos como:

a) Cianobacterias b) Bacterias del suelo c) Hongos d) Bacterias en simbiosis

Cuestiones:

2. ¿Qué organismos son las cianobacterias?

3. ¿Qué bacterias del suelo fijan nitrógeno?

4. ¿Dónde y cómo vive la especie Rhizobium? Cianobacterias

RESPUESTA 1)

CIANOBACTERIAS

Las cianobacterias son en general organismos fotosintetizadores, pero algunas viven de forma heterótrofa, como descomponedoras, o con un metabolismo mixto.

Las cianobacterias comparten con algunas otras bacterias la habilidad de tomar el N2 del aire, donde es el gas más abundante, y reducirlo a amonio (NH4), una forma que todas las células pueden aprovechar.

RESPUESTA 2)

En el suelo fijan el N2:

Bacterias libres como Azotobacter

AzotobacterAzotobacter vinelandii

También hongos como Frankia, que forma nódulos en las raíces de algunos

árboles como el aliso.

Frankia es un hongo pionero en suelos pobres en nutrientes

BACTERIAS SIMBIÓTICAS

Rhizobium es una bacteria que vive en simbiosis en las raíces de las leguminosas

RESPUESTA 3)

REACCIONES DE FIJACIÓN DE NITRÓGENO

Interviene la enzima nitrogena en los procesos de reducción

FIJACIÓN DEL NITRÓGENO

• Fijación industrialFijación industrial: El hombre utiliza abonos nitrogenados para aumentar la

producción primaria.

Cuestiones:

b) ¿Qué es la producción primaria?

c) ¿Qué método utiliza el hombre para formar amoniaco y fertilizantes?

d) ¿Qué efectos puede traer consigo el abonado excesivo del los cultivos?

RESPUESTAS a), b) y c)

•La producción primaria es la energía que fijan los seres autótrofos por unidad de

tiempo.

•La fijación industrial del nitrógeno atmosférico es llevado a cabo por el método

Haber- Bosch: N2 + 3 H2 → 2 NH3.

• El abonado excesivo trae consigo una liberación de N20 a la atmósfera y, además,

favorece el crecimiento de determinadas plantas que agotan otros nutrientes. El

resultado: pérdida de fertilidad del suelo.

Proceso de Haber-Bosch

Haber

Bosch

Fritz Haber: descubrió el proceso de formación de amoniaco por combinación directa de nitrógeno e hidrógeno y Carl Bosch adaptó el método para uso comercial. Ambos químicos.

ABSORCIÓN DEL NITRÓGENO

Los productores toman los nitratos disueltos en el agua del suelo o del medio acuático.

Cuestiones:

b) ¿De dónde proceden los nitratos disueltos en el agua?

c) ¿Para qué utilizan los productores los nitratos?

Proceden de la descomposición de la materia orgánica.

Los restos orgánicos son descompuestos por organismos saprofitos como hongos y bacterias.

Los compuestos resultantes de esta descomposición son transformados por bacterias en materia mineral (mineralzación)

Esporangios de hongo

Los hongos Actinomicetos descomponen quitina, celulosa y fosfolípidos

RESPUESTA a)

Nitrificación (mineralización)

Proceso de oxidación del amoniaco por medio de bacterias como Nitrosomonas y Nitrosococcus, y oxidación de nitritos por la acción de Nitrobacter

Nitrosomonas

Nitrobacte r

Los productores utilizan los nitratos para formar proteínas

Frutas, tomates o judías verdes acumulan muy poca cantidad de nitratos en su

interior, al contrario que espinacas, acelgas o lechugas

Una práctica agrícola inadecuada, los residuos industriales o la mala

gestión de los residuos domésticos contribuyen al incremento de nitratos en

las aguas que, posteriormente, absorben los vegetales.

La utilización inadecuada de

nitratos por el hombre puede

ocasionar problemas para la

salud y el medio ambiente

RESPUESTA b)

DESNITRIFICACIÓN Desnitrificación es el proceso por el cual el nitrato se convierte en gas

nitrógeno, en condiciones anóxicas.

El proceso es llevado a cabo por determinadas bacterias, como: Achromobacter, Aerobacter, Bacillus, Pseudomonas…

Pseudomonas

Enzimas nitrato reductasa (Nar), nitrito reductasa (Nir), óxido nítrico reductasa (Nor) y óxido nitroso reductasa (Nos). :// . . /http www ugr es~ / / 3_ .gcootec s panis h g lineas html

IMPACTOS AMBIENTALES ANTRÓPICOS

1. Combustiones a altas temperaturas

3. Fijación industrial 5. Abonado excesivo

7. Eutrofización de las aguas