UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA

FACULTAD DE: ING. AMBIENTAL

TEMA: CICLO BIOGEOQUIMICO DEL NITROGENO

 REALIZADO POR :

VALERIA CABRERANATALY CALDERÓN

ANDRÉS TELLO

CICLO BIOGEOQUIMICO DEL NITROGENO

Es el conjunto cerrado de procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los importantes ciclos biogeoquímicos en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera. (el nitrógeno pasa por reacciones químicas, cambia de forma y se mueve por diferentes embalses en la tierra, incluyendo en organismos vivientes)

• Los humanos influyen el sistema global de nitrógeno principalmente por medio de la utilización de fertilizantes basados en nitrógeno.

• El nitrógeno es requerido para que todos los organismos se mantengan vivos y crezcan porque es un componente esencial para ADN, ARN y proteína.

• A pesar que la mayoría del aire que respiramos es N2, la mayoría del nitrógeno en la atmósfera no está al alcance para el uso de los organismos. La razón reside en que debido al fuerte enlace triple entre los átomos N en las moléculas de N2, el nitrógeno es relativamente inerte. En realidad, para que las plantas y los animales puedan usar nitrógeno, el gas N2 tiene primero que ser convertido a una forma química disponible como el amonio (NH4

+), el nitrato (NO3

-), o el nitrógeno orgánico (e.g. urea - (NH3)2CO).

• El Nitrógeno es un elemento increíblemente versátil que existe en forma inorgánica y orgánica, a la vez que en muchos y diferentes estados de oxidación.

Los cinco procesos en el ciclo de nitrógeno:

• fijación• asimilación •mineralización (o amonificación)• nitrificación • desnitrificación

1) FIJACIÓNConsiste e la conversión del nitrógeno gaseoso

(N2) en amoníaco (NH3), forma utilizable para los organismos. En esta etapa intervienen bacterias (que actúan en ausencia de oxígeno), presentes en el suelo y en ambientes acuáticos, que emplean la enzima nitrogenasa para romper el nitrógeno molecular y combinarlo con hidrógeno.

N2 --------------------> NH3

nitrogenasa

• Fijación abiótica: La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico.

• Fijación biológica de nitrógeno: Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazótrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico:

La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos:

• Bacterias gramnegativas de vida libre en el suelo, de géneros como Azotobacter una bacteria purpúrea.

• Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces.

• Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar.

2) ASIMILACIÓN

Las raíces de las plantas absorben el amoníaco

(NH3)  o el nitrato (NO3 -), e incorporan el nitrógeno

en proteínas, ácidos nucleicos y clorofila. Cuando

los animales se alimentan de vegetales consumen

compuestos nitrogenados vegetales y los

transforman en compuestos nitrogenados animales.

3) AMONIFICACIÓN

Consiste en la conversión de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco, se inicia cuando los organismos producen desechos como urea (orina) y ácido úrico (excreta de las aves), sustancias que son degradadas para liberar como amoníaco el nitrógeno en el ambiente abiótico. El nitrógeno presente en el suelo es el resultado de la descomposición de materiales orgánicos y se encuentra en forma de compuestos orgánicos complejos, como proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos y nucleótidos, que son degradados a compuestos simples por microorganismos - bacterias y hongos - que se encuentran en el suelo.

4) NITRIFICACIÓN

Proceso de oxidación del amoníaco o ion amonio, realizado por dos tipos de bacterias: Nitrosomonas y Nitrobacter (comunes del suelo). Este proceso genera energía que es liberada y utilizada por estas bacterias como fuente de energía primaria.     

Este proceso ocurre en dos etapas:      • Un grupo de bacterias, las Nitrosomonas y Nitrococcus, oxidan el amoníaco a nitrito (NO2

-):              2 NH3  +  3 O2   g    2 NO2

-  +  2 H+  + 2 H2O

• Otro grupo de bacterias, Nitrobacter,  transforman el nitrito en nitrato, por este motivo no se encuentra nitrito en el suelo, que además es tóxico para las plantas.                           2 NO2

-  +  O2  g 2 NO3 -

5) DESNITRIFICACIÓN• Es el proceso que realizan algunas bacterias ante

la ausencia de oxígeno, degradan nitratos (NO3 -)

liberando nitrógeno (N2) a la atmósfera a fin de utilizar el oxígeno para su propia respiración.  Ocurre en suelos mal drenados. A pesar de las pérdidas de nitrógeno, el ciclo se mantiene gracias a la actividad de las bacterias fijadoras de nitrógeno, capaces de incorporar el nitrógeno gaseoso del aire a compuestos orgánicos nitrogenados.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nitrosp_360px.png