El documento describe el ciclo del nitrógeno en la naturaleza, incluyendo los procesos de fijación, absorción, descomposición y otros. Explica cómo el nitrógeno atmosférico se transforma en formas utilizables por los organismos a través de la fijación biológica y atmosférica del nitrógeno, así como los impactos ambientales relacionados con la fijación industrial y el abonado excesivo.

1. CICLO DEL NITRÓGENO Margarita Matas García Gentileza J. Hassell, Agrotain, USA

2. Ciclo del nitrógeno Procesos : Fijación Absorción y Asimilación Descomposición Mineralización Nitrificación Desnitrificación Volatilización

3. FIJACIÓN DEL NITRÓGENO Fijación atmosférica : a partir del N2, las tormentas eléctricas y el agua de la atmósfera forman ácido nítrico que se incorpora al suelo con la lluvia. Cuestiones: El nitrógeno molecular en el seno de la atmósfera se transforma en nitrógeno oxidado. a) ¿Cómo tiene lugar el proceso? b) ¿De dónde procede el N2 de la atmósfera?

4. RESPUESTA a) Reacciones químicas del nitrógeno en la atmósfera El NO se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno a alta temperatura: O 2 + N 2 -> NO (en las tormentas eléctricas) El NO se oxida con el oxígeno atmosférico: O 2 + 2NO -> 2NO 2 Y este 2NO 2 reacciona con el agua dando ácido nítrico: 3NO 2 + H 2 O -> 2HNO 3 + NO Otra fuente es a partir de las reacciones producidas en los vehículos de los automóviles y aviones.

5. RESPUESTA b) El N 2 atmosférico tiene su origen en los procesos de desnitrificación llevados a cabo por bacterias desnitrificantes que reducen los nitratos en condiciones anaerobias, por ejemplo Pseudomonas . NO 3 -> NO 2 -> NO -> N 2 O -> N 2

6. FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO Llevada a cabo por organismos como: a) Cianobacterias b) Bacterias del suelo c) Hongos d) Bacterias en simbiosis Cuestiones: ¿Qué organismos son las cianobacterias? ¿Qué bacterias del suelo fijan nitrógeno? ¿Dónde y cómo vive la especie Rhizobium? Cianobacterias

7. RESPUESTA 1) CIANOBACTERIAS Las cianobacterias son en general organismos fotosintetizadores, pero algunas viven de forma heterótrofa, como descomponedoras, o con un metabolismo mixto. Las cianobacterias comparten con algunas otras bacterias la habilidad de tomar el N2 del aire, donde es el gas más abundante, y reducirlo a amonio (NH4), una forma que todas las células pueden aprovechar .

8. RESPUESTA 2) En el suelo fijan el N2 : Bacterias libres como Azotobacter Azotobacter Azotobacter vinelandii También hongos como Frankia , que forma nódulos en las raíces de algunos árboles como el aliso. Frankia es un hongo pionero en suelos pobres en nutrientes

9. BACTERIAS SIMBIÓTICAS Rhizobium es una bacteria que vive en simbiosis en las raíces de las leguminosas RESPUESTA 3)

10. REACCIONES DE FIJACIÓN DE NITRÓGENO Interviene la enzima nitrogena en los procesos de reducción

11. FIJACIÓN DEL NITRÓGENO Fijación industrial : El hombre utiliza abonos nitrogenados para aumentar la producción primaria. Cuestiones: ¿Qué es la producción primaria? ¿Qué método utiliza el hombre para formar amoniaco y fertilizantes? ¿Qué efectos puede traer consigo el abonado excesivo del los cultivos?

12. RESPUESTAS a), b) y c) La producción primaria es la energía que fijan los seres autótrofos por unidad de tiempo. La fijación industrial del nitrógeno atmosférico es llevado a cabo por el método Haber- Bosch : N 2 + 3 H 2 -> 2 NH 3 . El abonado excesivo trae consigo una liberación de N 2 0 a la atmósfera y, además, favorece el crecimiento de determinadas plantas que agotan otros nutrientes. El resultado: pérdida de fertilidad del suelo.

13. Proceso de Haber-Bosch Haber Bosch Fritz Haber: descubrió el proceso de formación de amoniaco por combinación directa de nitrógeno e hidrógeno y Carl Bosch adaptó el método para uso comercial. Ambos químicos.

14. ABSORCIÓN DEL NITRÓGENO Los productores toman los nitratos disueltos en el agua del suelo o del medio acuático . Cuestiones: ¿De dónde proceden los nitratos disueltos en el agua? ¿Para qué utilizan los productores los nitratos?

15. Proceden de la descomposición de la materia orgánica. Los restos orgánicos son descompuestos por organismos saprofitos como hongos y bacterias. Los compuestos resultantes de esta descomposición son transformados por bacterias en materia mineral (mineralzación) Esporangios de hongo Los hongos Actinomicetos descomponen quitina, celulosa y fosfolípidos RESPUESTA a)

16. Nitrificación (mineralización) Proceso de oxidación del amoniaco por medio de bacterias como Nitrosomonas y Nitrosococcus, y oxidación de nitritos por la acción de Nitrobacter Nitrosomonas Nitrobacter

17. Los productores utilizan los nitratos para formar proteínas Frutas, tomates o judías verdes acumulan muy poca cantidad de nitratos en su interior, al contrario que espinacas, acelgas o lechugas Una práctica agrícola inadecuada, los residuos industriales o la mala gestión de los residuos domésticos contribuyen al incremento de nitratos en las aguas que, posteriormente, absorben los vegetales. La utilización inadecuada de nitratos por el hombre puede ocasionar problemas para la salud y el medio ambiente RESPUESTA b)

18. DESNITRIFICACIÓN Desnitrificación es el proceso por el cual el nitrato se convierte en gas nitrógeno, en condiciones anóxicas. El proceso es llevado a cabo por determinadas bacterias, como: Achromobacter , Aerobacter , Bacillus , Pseudomonas … Pseudomonas Enzimas nitrato reductasa (Nar), nitrito reductasa (Nir), óxido nítrico reductasa (Nor) y óxido nitroso reductasa (Nos). http://www.ugr.es/~gcootec/spanish/g3_lineas.html