Ciclo del Nitrógeno y sus procesos

El ciclo del nitrógeno es un conjunto de procesos biogeoquímicos por los cuales el nitrógeno pasa por reacciones químicas, cambia de forma y se mueve por diferentes embalses en la tierra, incluyendo organismos vivientes.


Los humanos influyen el sistema global de nitrógeno principalmente por medio de la utilización de fertilizantes basados en nitrógeno.


El nitrógeno es requerido para que todos los organismos se mantengas vivos y crezcan porque es un componente esencial para ADN, ARN y proteína. Sin embargo, la mayoría de los organismos no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico, el embalse más grande.


Los cinco procesos en el ciclo del nitrógeno son: fijación, asimilación, mineralización, nitrificación y desnitrificación.

Fijación del Nitrógeno

N2 NH4+ 

La fijación del nitrógeno es un proceso por el cual el N2 se convierte en amonio. Éste es esencial porque es la única manera en la que los organismos pueden obtener nitrógeno directamente de la atmósfera. Alguna bacterias, por ejemplo las del género Rhizobium, son los únicos organismos que fijan el nitrógeno a través de procesos metabólicos. Esta simbiosis ocurre de manera bien conocida, en la familia de las legumbres (por ejemplo, frijoles, arbejas y tréboles).

La toma del Nitrógeno

NH4+ N Orgánico 

El amonio producido por el nitrógeno que fija la bacteria es usualmente incorporado rápidamente en la proteína y otros compuestos de nitrógeno orgánico, ya sea por la planta anfitriona, por la misma bacteria, o por otro organismo del suelo. Cuando los organismos más cercanos a lo alto de la cadena alimenticia (como nosotros) comen, usan el nitrógeno que ha sido inicialmente fijado por el nitrógeno que fija la bacteria.

La Mineralización del Nitrógeno

El N Orgánico NH4+ 

Después de que el nitrógeno se incorpora en lamateria orgánica, frecuentemente se vuelve a convertir en nitrógeno inorgánico a través de un proceso llamado mineralización del nitrógeno, también conocido como desintegración. Cuando los organismos mueren, las materias de descomposición (como la bacteria y los hongos) consumen la materia orgánica y llevan al proceso de descomposición. Durante este proceso, una cantidad significativa del nitrógeno contenido dentro del organismo muerto se convierte en amonio. Una vez que el nitrógeno está en forma de amonio, está también disponible para ser usado por las plantas o para transformaciones posteriores en nitrato (NO3) a través del proceso llamado nitrificación.

Nitrificación

NH4+ NO3- 

Parte del amonio producido por la descomposición se convierte en nitrato a través de un proceso llamado nitrificación. Las bacterias que llevan a cabo esta reacción obtienen energía de sí misma. La nitrificación requiere de presencia de oxígeno. Por consiguiente, la nitrificación puede suceder solamente en ambientes ricos de oxígeno, como las aguas que circulan o que floyen y las capas de la superficie de los suelos y sedimentos.

La denitrificación es la única transformación del nitrógeno que remueve el nitrógeno del ecosistema (que es esencialmente irreversible), y aproximadamente balancea la cantidad de nitrógeno fijado por los fijadores de nitrógeno descritos con anterioridad.


Por Camila Poblete

Conversión del Nitrógeno

Conversión de N₂

La conversión del nitrógeno (N₂) de la atmósfera en una forma fácilmente disponible a las plantas y por lo tanto a los animales y a los seres humanos es un paso importante en el ciclo de nitrógeno, de que determina la fuente de este alimento esencial. Hay cuatro maneras de convertir N₂ (gas atmosférico del nitrógeno) en formas más químicamente reactivas:

1. Fijación biológica: algunas bacterias simbióticas (lo más a menudo posible asociadas con las plantas leguminosas) y algunas bacterias libre-que viven pueden fijar el nitrógeno y asimilarlo como nitrógeno orgánico. Un ejemplo de las bacterias que fijan del nitrógeno mutualistic es Rhizobium bacterias, que viven adentro legumbre nódulos de la raíz. Estas especies son diazotrophs. Un ejemplo de las bacterias libre-que viven es Azotobacter.
2. N-fijación industrial: en Haber-Bosch proceso, N₂ se convierte junto con el gas de hidrógeno (H₂) en el amoníaco (NH₃) cuál se utiliza para hacer el fertilizante y los explosivos.
3. Combustión de combustibles fósiles: motores de automóvil y centrales eléctricas termales, que lanzan los varios óxidos del nitrógeno (NO_x).
4. Otros procesos: Además, la formación de NO de N₂ y O₂ debido a los fotones y especialmente al relámpago, sea importante para la química atmosférica, pero no para el volumen de ventas terrestre o acuático del nitrógeno.

Transformaciones del Nitrógeno

Ciclo de nitrógeno es ciclo biogeoquímico eso describe las transformaciones de nitrógeno y compuestos nitrogen-containing en naturaleza. Es a gaseoso ciclo.
Atmósfera de la tierra es el cerca de 78% nitrógeno, haciéndole la piscina más grande del nitrógeno. El nitrógeno es esencial para muchos procesos biológicos; y es crucial para cualquier vida aquí en la tierra. Está en todos aminoácidos, se incorpora en proteínas, y está presente en las bases que componen ácidos nucleic, por ejemplo DNA y RNA. En plantas, mucho del nitrógeno se utiliza adentro clorofila moléculas para las cuales sea esencial fotosíntesis y crecimiento adicional.
Proceso, o fijación, es necesario convertir el nitrógeno gaseoso en las formas usables por los organismos el vivir. Una cierta fijación ocurre adentro relámpago las huelgas, pero la mayoría de la fijación es hechas libre-viviendo o simbiótico bacterias. Estas bacterias tienen nitrogenase enzima ese nitrógeno gaseoso de las cosechadoras con hidrógeno para producir amoníaco, que es entonces más futuro convertida por las bacterias para hacer sus el propios compuestos orgánicos. Algunas bacterias que fijan del nitrógeno, por ejemplo Rhizobium, viva en los nódulos de la raíz de legumbres (por ejemplo los guisantes o las habas). Aquí forman a mutualistic relación con la planta, produciendo el amoníaco a cambio de carbohidratos. los suelos Alimento-pobres se pueden plantar con las legumbres para enriquecerlas con nitrógeno. Algunas otras plantas pueden formar tales simbiosis.
Otras plantas consiguen el nitrógeno del suelo por la absorción en sus raíces bajo la forma de cualquiera nitrato iones o amonio iones. Todo el nitrógeno obtenido cerca animales puede ser remontado de nuevo a comer de plantas en una determinada etapa del cadena de alimento.
Debido a su muy alto solubilidad, los nitratos pueden entrar en la agua subterránea. El nitrato elevado en agua subterránea es una preocupación por uso del agua potable porque el nitrato puede interferir con los niveles del sangre-oxígeno en infantes y causa methemoglobinemia o síndrome del azul-bebé. Donde la agua subterránea recarga flujo de la corriente, la agua subterránea nitrato-enriquecida puede contribuir a eutrophication, un proceso que conduce al colmo algal, especialmente poblaciones algal azulverdes y la muerte de la vida acuática debido a la demanda excesiva para el oxígeno. Mientras que no no directamente es tóxico pescar vida tenga gusto del amoníaco, nitrato puede tener efectos indirectos en pescados si contribuye a este eutrophication. El nitrógeno ha contribuido a los problemas severos del eutrophication en algunos cuerpos del agua. En fecha 2006, el uso del nitrógeno fertilizante está siendo cada vez más controlado en Gran Bretaña y los Estados Unidos. Esto está ocurriendo a lo largo de las mismas líneas que el control del fertilizante del fósforo, la restricción de el cual normalmente se considera esencial para la recuperación eutrophied waterbodies.
El amoníaco es altamente tóxico pescar vida y el nivel de la descarga del agua del amoníaco de las plantas de tratamiento de aguas residuales debe ser supervisado a menudo de cerca. De prevenir la pérdida de pescados, la nitrificación antes de descarga es a menudo deseable. El uso de la tierra puede ser un alternativa atractivo al mecánico aireación necesitado para la nitrificación.
Durante anaerobio condiciones (con poco oxígeno), desnitrificación al lado de las bacterias ocurre. Esto da lugar a los nitratos que son convertidos al gas del nitrógeno y vueltos a atmósfera. Nitrato la poder también se reduzca a nitrito y combine posteriormente con amonio en anammox proceso, que también da lugar a la producción del gas del dinitrogen.

Ericka Mendoza

imágen para entender mejor el ciclo del nitrógeno POR : constanza millares

Ciclo del Nitrógeno

Pamela Cerna y Francisca Navarro

Etapas del ciclo del nitrógeno

Primera etapa: Se forma el amoníaco (Amonificación)


El nitrógeno se encuentra fundamentalmente en las proteínas. Existen microorganismos que contienen enzimas las cuales actúan rompiendo enlaces peptídicos y dando como resultado sus componentes elementales o aminoácidos. La desaminación de estos últimos por separación del grupo amino, origina la amonificación, esto es, la liberación de amoníaco.

El amoníaco es la primera sustancia que se forma durante el ciclo del nitrógeno y es la más tóxica de ellas.

El amoníaco total se encuentra en dos formas: como amoníaco (NH3) y como ion amonio (NH4+).  La proporción de ambos dependerá del pH y en menor grado de la temperatura.
Con un pH alcalino se prodicirá más amoníaco (muy tóxico) y con un pH ácido se formará más amonio (menos tóxico).
Segunda etapa: oxidación a nitrito (Nitrificación)

El amoníaco es oxidado por las bacterias para formar nitritos. 
NH3 + 3 O2 ---> 2 HNO2 + 2 H2O

Las bacterias responsables de este proceso son las Nitrosomas.
El nivel ideal de nitritos es de 0 mg/l.
Generalmente el nivel de nitritos se eleva antes del final de la primera semana del comienzo del ciclo.

Tercera etapa: conversión a nitrato (Asimilación)

En esta etapa se produce la oxidación del nitrito a nitrato:

HNO2 + ½ O2 ---> HNO3

Aquí intervienen bacterias del género Nitrobacter.


Ericka Mendoza

Los compuestos nitrogenados en la descomposición

Los seres vivos al morir son descompuestos por procesos de putrefacción o descomposición, en el que intervienen bacterias y hongos, y se restituyen al medio los compuestos a base de nitrógeno que contienen, para un aprovechamiento posterior por las plantas.
Una parte de los compuestos nitrogenados de la descomposición son lavados por la lluvia y llega a las aguas de los ríos y lagos. El proceso de lavado, llamado también lixiviación, de los compuestos nitrogenados del suelo es más intenso en zonas muy lluviosas y esto empobrece los suelos, los cuales pierden su fertilidad. En un suelo fértil los compuestos nitrogenados están en la materia orgánica, o sea, la materia en descomposición. Por eso cuánto más materia orgánica tenga un suelo, más fértil será, porque contiene compuestos de nitrógeno, esenciales para el crecimiento de las plantas.
Los animales y los humanos eliminan una parte de los compuestos nitrogenados por los excrementos y los orines, que son descompuestos y restituyen al ambiente los compuestos nitrogenados para ser aprovechados nuevamente. El guano de las islas, producido por las aves guaneras, contiene abundantes compuestos nitrogenados, que se almacenan en las islas guaneras porque no son lavados por las lluvias a causa de la aridez.
Por procesos químicos, con intervención de bacterias, los compuestos nitrogenados pueden ser descompuestos hasta gas nitrógeno, proceso que se denomina denitrificación. De esta forma el N2 al final, retorna a la atmósfera, para reiniciar el ciclo.

Pamela Cerna