Biologia

Ciclo do Nitrogênio – O que é, como ocorre, características e etapas

O ciclo do nitrogênio é classificado como um ciclo biogeoquímico responsável pela ciclagem do nitrogênio no meio ambiente e nos seres vivos.

Por Dayane Borges

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.

Ciclo do Nitrogênio - O que é, como ocorre, características e etapas
O ciclo do oxigênio é essencial para manutenção dos ecossistemas.

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.

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.

Ciclo do Nitrogênio - O que é, como ocorre, características e etapas
Epatas do ciclo do nitrogênio.

 

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 desnitrificação

A 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).

Ciclo do Nitrogênio - O que é, como ocorre, características e etapas
Blog do Prof. Djalma Santos

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.

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Fenômeno de eutroficação.

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 amônias 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 EnemBlog do Prof. Djalma Santos e Meio Ambiente 

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