Ciclo do Nitrogênio

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Ciclo do nitrogênio

Ciclo biogeoquímico pelo qual o nitrogênio circula entre a atmosfera, o solo, a água e os seres vivos.

Gás nitrogênio (N₂)

Forma molecular abundante na atmosfera que compõe cerca de 78% do ar, mas não é assimilável pela maioria dos seres vivos.

Importância biológica do nitrogênio

Elemento essencial na composição de aminoácidos, proteínas, nucleotídeos, DNA, RNA e clorofila.

Fixação biológica de nitrogênio

Conversão do gás nitrogênio atmosférico (N₂) em amônia (NH₃), mediada por micro-organismos fixadores.

Nitrogenase

Complexo enzimático bacteriano responsável por romper a ligação tripla do N₂ e convertê-lo em amônia.

Fixação física ou atmosférica

Conversão do N₂ em óxidos de nitrogênio pela ação da energia de raios elétricos na atmosfera.

Fixação industrial (Processo Haber-Bosch)

Síntese química de amônia a partir de N₂ e H₂ sob alta pressão e temperatura para a produção de fertilizantes.

Bactérias do gênero Rhizobium

Bactérias fixadoras de N₂ que vivem em simbiose nos nódulos radiculares de plantas leguminosas.

Nódulos radiculares

Estruturas formadas nas raízes de leguminosas que abrigam bactérias fixadoras de nitrogênio.

Leguminosas

Família de plantas (como soja, feijão e ervilha) associadas a bactérias fixadoras que enriquecem o solo com nitrogênio.

Leg-hemoglobina

Proteína dos nódulos radiculares que transporta oxigênio para proteger a enzima nitrogenase contra a inativação por O₂.

Bactérias de vida livre fixadoras

Micro-organismos do solo que fixam N₂ sem relação simbiótica obrigatória, como os gêneros Azotobacter e Clostridium.

Cianobactérias fixadoras

Bactérias fotossintetizantes aquáticas ou de solo úmido (como Anabaena e Nostoc) capazes de fixar nitrogênio.

Heterocistos

Células especializadas em cianobactérias com ambiente anaeróbio propício para a atividade da nitrogenase.

Ammonificação (ou Amonização)

Processo de degradação da matéria orgânica morta e excretas por decompositores, liberando amônia no solo.

Decompositores

Fungos e bactérias que quebram proteínas e ácidos nucleicos de resíduos orgânicos, gerando compostos nitrogenados simples.

Amônia (NH₃)

Gás resultante da fixação ou da amonização que se dissolve na água do solo formando amônio.

Íon amônio (NH₄⁺)

Forma protonada da amônia no solo que pode ser diretamente absorvida por algumas plantas.

Nitrificação

Processo biológico aeróbio que oxida a amônia a nitrito e subsequentemente o nitrito a nitrato.

Bactérias nitrificantes

Micro-organismos quimiossintetizantes do solo responsáveis pela transformação de amônia em nitrato.

Nitrosação

Primeira etapa da nitrificação, em que bactérias oxidam a amônia transformando-a em nitrito.

Nitrosomonas

Gênero de bactérias que atua na nitrosação oxidando amônia em íons nitrito.

Nitrococcus

Gênero de bactérias envolvido na conversão de amônia em nitrito durante a nitrosação.

Íon nitrito (NO₂⁻)

Composto intermediário tóxico para a maioria das plantas, rapidamente convertido em nitrato na nitrificação.

Nitratação

Segunda etapa da nitrificação, na qual os íons nitrito são oxidados a íons nitrato.

Nitrobacter

Gênero de bactérias quimiossintetizantes responsáveis pela nitratação, convertendo nitrito em nitrato.

Íon nitrato (NO₃⁻)

Principal forma inorgânica de nitrogênio assimilada pelas raízes da maioria das plantas terrestres.

Assimilação de nitrogênio

Absorção de nitrato ou amônio pelas raízes das plantas para incorporá-los em biomoléculas orgânicas.

Redução do nitrato

Conversão bioquímica intracelular de NO₃⁻ em amônio dentro dos tecidos vegetais antes da síntese orgânica.

Desnitrificação

Processo anaeróbio que converte nitratos e nitritos em gás nitrogênio (N₂) ou óxido nitroso, devolvendo-os ao ar.

Bactérias desnitrificantes

Bactérias anaeróbias facultativas (como Pseudomonas) que usam o nitrato como aceptor final de elétrons.

Pseudomonas denitrificans

Espécie bacteriana comum do solo que realiza ativamente a desnitrificação sob condições anaeróbias.

Condições anaeróbias no solo

Falta de oxigênio (frequente em solos encharcados ou compactados) que favorece a atividade de desnitrificação.

Óxido nitroso (N₂O)

Gás intermediário da desnitrificação que atua como potente gás de efeito estufa e destrói a camada de ozônio.

Adubação verde

Prática agrícola de cultivar e incorporar leguminosas ao solo para aumentar naturalmente o teor de nitrogênio.

Rotação de culturas

Alternância de espécies vegetais em uma mesma área, frequentemente incluindo leguminosas para recuperar o solo.

Lixiviação de nitratos

Arrasto de íons NO₃⁻ da camada arável para águas subterrâneas ou rios pelas chuvas ou irrigação excessiva.

Eutrofização

Proliferação excessiva de algas em corpos d'água causada pelo excesso de nutrientes como nitrogênio e fósforo.

Anammox

Oxidação anaeróbia de amônio que converte diretamente íons amônio e nitrito em gás N₂ sem passar por nitrato.

Bactérias anammox

Micro-organismos especializados que realizam a oxidação anaeróbia de amônio em ambientes aquáticos e sedimentos.

Ureia (CO(NH₂)₂)

Composto nitrogenado orgânico presente na urina de mamíferos e amplamente utilizado como fertilizante agrícola sintético.

Urease

Enzima microbiana que hidrolisa a ureia em amônia e dióxido de carbono no solo.

Ácido úrico

Principal excreta nitrogenada de aves e répteis, rica em nitrogênio e degradada a amônia por decompositores.

Guano

Depósito natural rico em nitrogênio e fósforo formado por acúmulo de fezes fossilizadas de aves marinhas ou morcegos.

Deposição atmosférica de nitrogênio

Entrada de compostos de nitrogênio reativo no solo e ecossistemas por meio de chuva (úmida) ou partículas (seca).

Chuva ácida relacionada ao nitrogênio

Precipitação ácida gerada pela reação de óxidos de nitrogênio (NOx) com a água da atmosfera, formando ácido nítrico.

Óxidos de nitrogênio (NOx)

Gases formados na queima de combustíveis fósseis a altas temperaturas que desequilibram o ciclo biogeoquímico.

Mineralização do nitrogênio

Conjunto de etapas que converte formas orgânicas de nitrogênio presentes na biomassa em formas inorgânicas simples.

Imobilização de nitrogênio

Absorção e incorporação de formas inorgânicas de nitrogênio pelos micro-organismos decompositores do solo.

Balanço de nitrogênio no solo

Diferença dinâmica entre as entradas (fixação, adubação) e perdas (desnitrificação, colheita, lixiviação) de N.