Ciclo dell'azoto

L'azoto e' una parte dei composti vitali dei mocrorganismi, come ammino acidi, proteine e DNA. L'azoto nella sua forma gassosa (N2) costituisce il 78% della troposfera. SI potrebbe pensare quindi che abbiamo a disposizione sempre una sufficiente quantita' di azoto, ma in realta' non e' cosi'. L'azoto in forma gassosa non puo' essere assorbito ed usato come nutriente da piante ed animali; deve essere prima trasformato da batteri nitrificanti, in modo da poter entrare nella catena alimentare come parte del ciclo dell'azoto.

Durante la trasformazione il processo di trasformazione dell'azoto i ciano batteri trasformano dapprima l'azoto in ammonio ed ammoniaca, durante il processo di fissaggio dell'azoto. Le piante possono usare l'ammonio come fonte di azoto.

La fissazione dell'azoto avviene secondo la reazione seguente:

N₂ + 3 H₂ -> 2 NH₃

In seguito alla fissazione dell'ammoniaca, ammonio ed ammoniaca che si formano vengono ulteriormente trasformati durante il processo di nitrificazione. I batteri aerobici sfruttano l'ossigeno per trasformare questi composti. I batteri Nitrosomonas trasformano prima l'azoto gassoso in nitrito (NO^2-) e quindi i nitrobatteri trasformano il nitrito in nutrato (NO^3-), che costituisce un nutriente per le piante.

La nitrificazione avviene secondo le seguenti reazioni:

2 NH₃ + 3O₂ - > 2 NO₂ + 2 H⁺ + 2 H₂O
2 NO₂^- + O₂ -> 2 NO₃^-

Le piante assorbono ammonio e nitrato durante il processo di assimilazione, dopo il quale sono convertiti in molecole organiche contententi azoto, come amino acidi e DNA. Gli animali non sono in grado di assorbire i nitrati direttamente. Essi ricevono le loro riserve alimentali cibandosi di piante o di animali che si cibano di piante.
Quando i nutrienti a base di azoto hanno svolto la loro funzione, in piante ed animali, batteri decompositori specializzati iniziano un processo noto come denitrificazione.

La denitrificazione avviene secondo la seguente reazione:

NO₃^- + CH₂O + H⁺ -> ½ N₂O + CO₂ + 1½ H₂O

L'azoto viene quindi nuovamente rilasciato nell'atmosfera. L'intero processo ricomincia dopo il rilascio.

Una rappresentazione schematica del ciclo dell'azoto e' riportata qui di seguito:

Azoto come fattore limitante

Nonostante i processi di trasformazione dell'azoto avvengano sempre e siano prodotte grandi quantita' di nutrienti per le piante, l'azoto costituisce spesso un fattore limitante per la crescita delle piante. Cio' e' causato dal fatto che l'acqua fluisce attraverso il suolo. I nutrienti a base di azoto sono solubili nell'acqua e come risultato scorrono via con essa, non essendo quindi piu' disponibili per le piante.

Per ulteriori informazioni sull'azoto, vai alla tavola periodica.

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Inquinamento dei cicli della materia

Nutrienti nell'acqua di irrigazione.