Ioni e molecole di nutrienti vengono trasferiti di continuo dall’ambiente fisico agli organismi mediante percorsi circolari: i Cicli Biogeochimici.
Tra questi vi è quello dell’azoto.
Conosciamolo meglio!
Solo il 12% dei composti azotati proviene dalla fissazione, tutto il resto è fornito dai processi di decomposizione.
Il ciclo dell’azoto parte con la fissazione dell’azoto e la liberazione di NH4+ che può essere incorporato nella materia organica per assimilazione o nitrificato a NO2− e NO3− .
Sia NH4+ che NO2− e NO3− possono essere assorbiti dai produttori (assimilazione), quindi entrare a far parte della materia organica e attraverso la decomposizione possono essere liberati con produzione di NH4+ (ammonificazione).
Al contrario, in condizioni anaerobiche, avviene mediante il processo di denitrificazione la restituzione dell’azoto all’atmosfera, ossia NO3− viene ridotto a N2.
La denitrificazione è anche detta riduzione dissimilativa in quanto si contrappone all’assimilazione riduttiva dei nitrati da parte delle piante.
Ciclo dell’Azoto in ambiente terrestre e acquatico: nitrati in falda
In ambiente terrestre, l’azoto minerale (NH4+ e NO3−) è presente in piccole quantità o perché assorbito velocemente o perché attaccato dai nitrificanti, denitrificanti etc. o perché dilavato dalle acque e percolato nelle falde acquifere.
In ambiente acquatico, le quantità di azoto minerale sono maggiori ed il ciclo si svolge più lentamente
Gli azotofissatori ricavano l’energia necessaria per la fissazione dalla fotosintesi (autotrofi), dalla materia organica morta (eterotrofi) o dai composti organici forniti dalla pianta con cui effettuano la simbiosi. Nella zona eufotica, dove vi è attività fotosintetica per la presenza di luce, prevalgono la decomposizione e la fissazione, quindi i fenomeni di mineralizzazione. Nelle acque intermedie e profonde in cui l’ossigeno scarseggia alla mineralizzazione si accompagna la denitrificazione. Nei sedimenti del fondale alla mineralizzazione e alla denitrificazione si aggiunge l’accumulo, grazie al quale parte dell’azoto viene bloccato nel comparto litosfera.
La pianta non assorbe NH4+, NO2− e NO3− allo stesso modo, ma assorbe preferenzialmente NO2− e NO3−. NH4+, infatti, anche a concentrazioni relativamente basse, può essere tossico. È molto più semplice per la pianta trovare NO2− e NO3− in quanto più solubili a pH fisiologico, mentre NH4+ è abbondante solo in suoli asfittici e acidi ed essendo un catione lega con le particelle negativamente cariche del suolo. Inoltre, NH4+ deve competere maggiormente per essere assorbito in quanto la maggior parte dei composti che la pianta assorbe sono cationi. Alla pianta, però, da un punto di vista energetico, converrebbe assorbire azoto in forma ridotta NH4+, dal momento che una volta assorbiti NO2− e NO3− devono essere ridotti per essere assimilati. L’azoto assorbito dai produttori è trasferito ai consumatori mediante l’alimentazione.
Poiché l’azoto è spesso un fattore limitante, le piante (in particolar modo le conifere) trattengono composti azotati nella loro biomassa attraverso il processo di traslocazione e immobilizzazione.
La materia organica morta, prevalentemente costituita da -NH2 , viene degradata attraverso l’ammonificazione, operata da proteasi batteriche.
Ecco come il ciclo dell’azoto può portare questo elemento sulle nostre tavole: sia tramite i prodotti agricoli, che tramite le acque di falda.
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