No texto de hoje eu vou te contar sobre o ciclo de nitrogênio, que é um tipo de ciclo biogeoquímico. Sendo assim, ele é um dos ciclos que ajudam a garantir que os elementos sejam usados no meio ambiente e seres vivos, e depois voltem à sua origem.
O que é ciclo do nitrogênio
O nitrogênio é um elemento químico classificado como componente separável do ar. Desse modo, no meio ambiente ele está presente em locais como:
- Rochas;
- Fundos dos oceanos;
- Sedimentos;
- Atmosfera.
Por exemplo, na atmosfera cerca de 79% do nitrogênio está na forma gasosa. Apesar da grande quantidade na atmosfera, não são todos os seres vivos que conseguem usufruir do nitrogênio.
Isso porque a matéria dos seres vivos não consegue fixar e absorver o nitrogênio presente na atmosfera. Dessa forma, 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. Em resumo, o ciclo de nitrogênio garante que ocorra a ciclagem deste elemento no ambiente.
Ou seja, ele é usado no meio ambiente e seres vivos e depois deve voltar à sua origem para que possa ser usado por outros organismos. Sendo que vários processos estão envolvidos neste ciclo, tais como:
- Fixação do nitrogênio por alguns tipos de bactérias;
- Decomposição da matéria orgânica e formação do íon amônio;
- Processo de nitrificação, que envolve as etapas de nitrosação e nitração;
- Desnitrificação, onde as bactérias garantem a transformação de nitratos em gás nitrogênio.
Como os ciclos funcionam
Na natureza existe o processo de ciclos biogeoquímicos. Esses ciclos são responsáveis por garantir que certos 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.
Divisão do ciclo do nitrogênio
O ciclo do nitrogênio ocorre em quatro etapas:
1- Fixação
Essa 1º etapa ocorre com o auxílio de bactérias que fazem a fixação do nitrogênio atmosférico. As principais bactérias responsáveis pela fixação são as do gênero Rhizobium.
Sendo que as Rhizobium estão presentes, sobretudo, nas raízes de plantas como o feijão, ervilha e a soja.
Dessa forma, o ciclo se inicia quando as plantas captam o nitrogênio na atmosfera e o transformam em amônia (NH3). Em seguida, as plantas usam o composto no processo de desenvolvimento.
Além disso, existem também a fixação física do nitrogênio. Neste processo, o gás nitrogênio se transforma em amônio por causa de fenômenos físicos como, por exemplo, relâmpagos.
Contudo, esse tipo de processo resulta em quantidades muito pequenas de amônia.
2- Amonização
Essa etapa 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, forma-se um novo composto: – 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.
3- A Nitrificação é a 3º parte do ciclo de nitrogênio
A etapa da nitrificação ocorre quando a amônia passa pelo processo de oxidação e se transforma em nitrito.
Em seguida, ocorre a transformação do nitrito em nitrato. Para que esta etapa ocorra, usa-se as bactérias quimiossintetizantes.
Ou seja, são bactérias que, para sintetizar as substâncias orgânicas, usam 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. Em síntese, os gêneros Nitrosomonas e Nitrosococus fazem a conversão da amônia (NH3) em nitrito (NO2–).
Já as bactérias do gênero Nitrobacter transformam nitrito ( NO2–) em nitrato (NO3–). Com isso, o processo de nitrificação se divide em duas etapas distintas:
1º etapa. 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–
2º etapa. Essa é a etapa de desnitrificação. Nessa etapa, ocorre a transformação do nitrato em gás nitrogênio pelas bactérias desnitrificantes. Com isso, o nitrogênio volta à atmosfera por meio da ciclagem do elemento.
As bactérias no ciclo de nitrogênio
De modo geral, as bactérias são os principais organismos presentes no ciclo do nitrogênio.
Dessa forma, elas participam de todas as etapas do ciclo, até que o elemento retorne à atmosfera. Enfim, as bactérias presentes neste ciclo são chamadas de:
- Fixadoras;
- Decompositoras;
- Nitrificantes;
- Desnitrificantes.
Uma das bactérias muito importantes neste ciclo são as do gênero Rhizobium. Isso porque, elas vivem associadas às plantas leguminosas e ajudam na fixação do nitrogênio.
Outro gênero de bactérias capazes de fazer a fixação são os gêneros Azotobacter e Clostridium e certas cianobactérias.
Além das bactérias que fazem parte da fixação do nitrogênio, temos as bactérias presentes na etapa de nitrificação.
Um exemplo disso são as Nitrosomonas e Nitrosococus, que convertem amônia (NH3) em nitrito (NO2-), e as Nitrobacter que convertem nitrito ( NO2-) em nitrato (NO3-).
Por fim, temos ainda as bactérias que fazem parte da etapa de desnitrificação. Em resumo, essas bactérias garantem a devolução do nitrogênio para a atmosfera.
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, uma opção é o uso de 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 úteis. Neste caso, o processo se chama adubação verde.
Entretanto, quando os nitratos e amônias são usados 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.
Enfim, se você gostou de aprender sobre o ciclo de nitrogênio, você pode gostar de aprender sobre outros assuntos aqui no site.
Por exemplo, você pode gostar de saber quais são os benefícios das bactérias presentes no corpo humano; quais são as 10 características dos seres vivos e ainda como o nosso cérebro funciona?
Por fim, neste texto eu te contei o que é o ciclo de nitrogênio e suas etapas, isso tomando como fonte sites como Brasil Escola, Biologia Net e Só Biologia.
Além disso, esse conteúdo pode ser encontrado nos blogs Toda Matéria e Educa mais Brasil.
