Na natureza existe um processo denominado ciclos biogeoquímicos. Esses ciclos são responsáveis por garantir que elementos químicos sejam utilizados no meio ambiente e seres vivos e, em seguida, retornem à sua origem. Um exemplo desse tipo de ciclo é o ciclo do nitrogênio.
Dessa forma, o ciclo do nitrogênio garante a ciclagem do nitrogênio na natureza. Assim, é utilizado na formação de proteínas, ácidos nucleicos, além de outros componentes que fazem parte da formação das células. A ciclagem do nitrogênio, neste sentido, envolve diversos processos.
As bactérias, por exemplo, auxiliam na fixação do nitrogênio nas etapas do ciclo. Outro processo que envolve a ciclagem desse elemento é a decomposição de matéria orgânica. Além disso, o íon amônio é formado a partir do nitrogênio. Para que o ciclo se complete, o nitrogênio passa por quatro etapas distintas.
Ciclo do nitrogênio
O nitrogênio é um elemento químico classificado como componente separável do ar. No meio ambiente pode ser encontrado em rochas, no fundo dos oceanos, além de sedimentos e na atmosfera. Na atmosfera, por exemplo, cerca de 79% do nitrogênio se encontra na forma gasosa.
Apesar da quantidade abundante na atmosfera, nem todos os seres vivos conseguem usufruir do nitrogênio. Isso porque, a matéria dos seres vivos não consegue fixar e absorver o nitrogênio presente na atmosfera. Assim, os organismos que aproveitam o elemento são as bactérias.
Além disso, os vegetais também absorvem o nitrogênio por meio de sais nitrogenados. No caso das plantas, os tipos de sais nitrogenados que conseguem absorver são os íons amônio (NH4+) e nitrato (NO3–). A partir disso, os seres heterótrofos conseguem obter o nitrogênio através da alimentação.
De modo geral, as bactérias são os principais organismos presentes no ciclo do nitrogênio. Assim, participam de todas as etapas do ciclo, até que o elemento retorne à atmosfera. Logo, as bactérias presentes neste ciclo são denominadas de fixadoras, decompositoras, nitrificantes e desnitrificantes.
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×Divisão do ciclo do nitrogênio
O ciclo do nitrogênio é dividido em quatro etapas distintas, sendo a fixação, amonização, nitrificação e desnitrificação. A primeira etapa, fixação, ocorre com o auxílio de bactérias que fixam o nitrogênio na atmosfera. As principais bactérias responsáveis pela fixação são as do gênero Rhizobium.
As Rhizobium estão presentes, principalmente, nas raízes de plantas como o feijão, ervilha e a soja. Dessa forma, o ciclo se incia quando as plantas captam o nitrogênio na atmosfera e o transformam em amônia (NH3). Em seguida, o composto é utilizado pelas plantas no processo de desenvolvimento.
Já a etapa da amonização ocorre quando o nitrogênio, formado a partir da decomposição de materiais orgânicos mortos, é encontrado no solo. Assim, quando os compostos orgânicos começam a se decompor cria-se uma matéria orgânica formada por nitrogênio. Com isso, a matéria libera no meio ambiente amônia (NH3).
Quando a amônia (NH3) entra em contato com a água presente no solo, um novo composto é formado – o hidróxido de amônio. Em seguida, com a ionização desse composto surge um íon amônio (NH4+), além da hidroxila (OH–). Vale lembrar que os íons são compostos que ganham ou perdem elétrons durante uma reação química.
Nitrificação e desnitrificaçãoA etapa da nitrificação ocorre quando a amônia passa pelo processo de oxidação e se transforma em nitrito. Em seguida, o nitrito é transformado em nitrato. Para que esta etapa ocorra, as bactérias quimiossintetizantes são utilizadas. Ou seja, são bactérias que, para sintetizar as substâncias orgânicas, utilizam a energia liberada durante o processo de nitrificação.
Por conta disso, essas bactérias recebem o nome de bactérias nitrificantes. Neste caso, três gêneros de bactérias estão envolvidos no processo. Assim, os gêneros Nitrosomonas e Nitrosococus são responsáveis por converter amônia (NH3) em nitrito (NO2–). Já as bactérias do gênero Nitrobacter transformam nitrito ( NO2–) em nitrato (NO3–).
Com isso, o processo de nitrificação pode ser dividido em duas etapas distintas. Na primeira, ocorre o que chamamos de nitrosação, ou seja, a oxidação da amônia em nitrito. Já na segunda etapa temos a oxidação do nitrito em nitrato. Assim, temos:
Nitrosação: oxidação da amônia em nitrito: 2 NH3 + 3O2 → 2 NO2– + 2 H+ + 2 H2O; Nitração: oxidação do nitrito em nitrato: 2 NO2– + O2 → 2 NO3–Por fim, a última etapa do ciclo do nitrogênio é denominada de desnitrificação. Nessa etapa, o nitrato é transformado em gás nitrogênio pelas bactérias desnitrificantes. Com isso, o nitrogênio volta à atmosfera por meio da ciclagem do elemento.
Importância do ciclo
Como vimos, a ciclagem do nitrogênio é fundamental para que as plantas se desenvolvam de forma saudável. Por meio das plantas, outros seres vivos como herbívoros e carnívoros conseguem absorver o nitrogênio através da alimentação.
Assim, quando os compostos nitrogenados não são suficientes para o desenvolvimento das plantas, são utilizados fertilizantes industrializados. No caso, os fertilizantes possuem nitrato de sódio ou nitrato de potássio, compostos encontrados em alguns tipos de solo.
Quando os fertilizantes não são utilizados, os agricultores optam pela rotação de culturas. O processo consiste em alternar as plantas que consomem e as que repõem o elemento químico na natureza. Além disso, restos de leguminosas também são utilizados. Neste caso, o processo é chamado de adubação verde.
Entretanto, quando os nitratos e amônios são utilizados de forma exagerada ocorre a poluição das águas por meio da lixiviação dos solos. Ou seja, a ação acresce o número de nutrientes na água e a quantidade de algas se altera. Com isso, ocorre um desequilíbrio denominado de eutrofização ou eutroficação.
O que achou da matéria? Se gostou, confira também como ocorre o Ciclo da Água e o Ciclo do Oxigênio.
Fontes: Brasil Escola, Biologia Net, Só Biologia, Toda Matéria e Educa mais Brasil
Imagens: Jardim do Mundo, Estratégia Vestibulares, Blog Enem, Blog do Prof. Djalma Santos e Meio Ambiente
Essa matéria Ciclo do Nitrogênio – O que é, como ocorre, características e etapas foi criada pelo site Conhecimento Científico.
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