Ciclo do nitrogênio e a garantia de vida na Terra
O chamado ciclo do nitrogênio tem grande importância para a vida no planeta Terra pois é um dos principais elementos encontrados na atmosfera. Ele é responsável principalmente por controlar o metabolismo dos organismos, como das plantas, dos animais e dos seres humanos.
O ciclo do nitrogênio possibilita que esse elemento seja reposto no ambiente, fazendo a sua disponibilização para os seres vivos e o liberando de novo na atmosfera e nos oceanos. Isso garante que os seres vivos possam utilizá-lo novamente.
O que é o ciclo do nitrogênio?
Ciclo do nitrogênio faz parte do ciclo biogeoquímico, sendo responsável por garantir que o nitrogênio circule no meio ambiente e seja adquirido pelos seres vivos. Em outras palavras, é o ciclo que possibilita a garantia da vida no planeta Terra. Tem muita importância, pois o nitrogênio é utilizado por diversos organismos vivos e ainda forma ácidos nucleicos, proteínas e outros elementos que compõem as células.
O nitrogênio é classificado como um elemento químico estável, não reagente com outros elementos e não sofre transformação natural dentro do organismo. O ciclo só acontece quando o nitrogênio em estado gasoso, encontrado na atmosfera, é transformado e beneficia os animais com a produção de aminoácidos e nas proteínas, e as plantas com a produção de amônia e nitrato.
Os principais processos envolvidos neste ciclo são, basicamente:
- Fixação do elemento pelas bactérias, principalmente as do gênero Rhizobium;
- Formação do íon amônio a partir do processo de decomposição da matéria orgânica;
- Etapas de nitrosação e nitração através do processo de nitrificação;
- Transformação de nitratos em gás nitrogênio por meio de bactérias no processo de desnitrificação.
Etapas do ciclo de nitrogênio
1- Fixação
A primeira etapa importante do ciclo é a fixação do nitrogênio da atmosfera com o auxílio de bactérias. As bactérias responsáveis por essa etapa são do gênero Rhizobium, pertencentes às raízes de algumas plantas, como a soja, o feijão e a ervilha.
Esse tipo de bactéria é responsável por formar espécies de nódulos nas raízes dos vegetais e absorvem o nitrogênio do ar, o transformando em amônia. Elas são responsáveis por conceder às plantas os sais de nitrogênio que elas necessitam para desenvolver-se. Já as plantas fornecem matéria orgânica produzida durante a fotossíntese.
Na agricultura, a técnica chamada de rotação de culturas é muito utilizada pois garante a alternação do plantio de não leguminosas, que retiram os nutrientes nitrogenados do solo, com o plantio de leguminosas, que devolvem ao solo estes mesmos nutrientes.
Há também o tipo de fixação física do nitrogênio. Esse processo ocorre quando a amônia é transformada através de faíscas elétricas e de relâmpagos.
2. Amonização ou amonificação
Geralmente, são os materiais orgânicos mortos responsáveis pela formação do nitrogênio encontrado nos solos. Assim, a amônia é liberada no ambiente por meio da ação dos seres decompositores (como os fungos e as bactérias) atuantes na matéria orgânica nitrogenada.
A chamada amonificação ou amonização é quando a amônia, junto com a água do solo, formam o hidróxido de amônio, ionizando e formando o íon de amônio e a hidroxila.
3. Nitrificação
O processo de nitrificação é caracterizado pela a oxidação da amônia em nitrito o e nitrato. As bactérias são os organismos responsáveis por realizarem esse processo, por meio da quimiossíntese. A quimiossíntese consiste na utilização da energia liberada na nitrificação com o intuito de fazer a síntese das substâncias orgânicas.
Portanto, na nitrificação ocorre a nitrosação, que é a oxidação da amônia em nitrito realizada por bactérias dos gêneros Nitrosomonas e Nitrosococus. E ocorre também a nitração, que consiste na oxidação do nitrito em nitrato, feito por bactérias Nitrobacter.
O nitrogênio entra na cadeia alimentar quando é absorvido pelas plantas e transformado em compostos orgânicos. Em sequência, adquiridos através da alimentação dos animais e dos seres humanos. O que torna o ciclo de nitrogênio na natureza ainda mais importante.
4. Desnitrificação
Desnitrificação consiste na transformação dos nitratos em gás nitrogênio, processo realizado pelas bactérias desnitrificantes. Dessa forma, esta etapa é responsável por devolver o nitrogênio novamente em estado gasoso para a camada atmosférica.
Ciclo de nitrogênio na água
O ciclo de nitrogênio na água ocorre de forma similar ao ciclo no ambiente terrestre. Todos os processos (amonificação, nitrificação e desnitrificação) são feitos por bactérias marinhas.
Os elementos que incluem nitrogênio vão para o fundo dos oceanos como resíduos, que formam rochas sedimentares após um período longo de tempo. No entanto, algum evento geológico faz com que a rocha sedimentar movimenta-se em direção à terra. O nitrogênio presente nelas é liberado para as plantas através do desgaste das rochas ou através de fatores meteorológicos.
Ciclo do nitrogênio e as bactérias
Como dito anteriormente, para que o ciclo ocorra é preciso da ação de algumas bactérias. As Rhizobium são importantes por ajudarem na fixação do nitrogênio através de plantas leguminosas. As bactérias dos gêneros Azotobacter e Clostridium, além de cianobactérias, também são responsáveis por fazer essa fixação.
As bactérias decompositoras participam do processo de amonização, agindo sobre a matéria orgânica e liberando amônia para a atmosfera. Já no processo de desnitrificação as bactérias possibilitam que o nitrogênio seja devolvido para o ar. Assim, as principais bactérias que agem sobre todo o ciclo são, basicamente:
- Fixadoras: as do gênero Rhizobium;
- Decompositoras: possibilitam o processo de amonização;
- Nitrificantes: as Nitrosomonas e Nitrosococus, responsáveis por realizarem o processo de nitrosação e as Nitrobacter, o processo de nitração;
- Desnitrificantes: possibilitam a liberação de nitrogênio para a atmosfera na última etapa.
Importância do ciclo do nitrogênio
O nitrogênio é um dos elementos químicos mais importantes para a formação do DNA, do RNA e das proteínas. Ele é essencial para qualquer tipo de organismo vivo, seja as plantas, os animais ou os seres humanos.
Os animais são beneficiados pelo ciclo ao se alimentarem de plantas compostas por nitrogênio. Portanto, na sequência, o benefício é por parte dos seres humanos que consomem esses mesmos animais e também comem as plantas.
No entanto, para que as plantas consigam absorver uma boa quantidade do elemento através do ciclo de nitrogênio, é preciso fazer uso de rotação de culturas e adubar adequadamente o solo, com o uso de adubos naturais (como a adubação verde) ou fertilizantes específicos para cada tipo de terra.
