05_Solos e Qualidade Ambiental - Ciclos biogeoquímicos-Parte II

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AGROECOLOGIA Solos e Qualidade Ambiental Prof. Rômulo Souza 
1 Ciclos Biogeoquímicos 
 
Instituto Federal de Pernambuco - Campus Barreiros 
Departamento de Desenvolvimento Educacional 
Coordenação do Curso Superior de Tecnologia em Agroecologia 
Solos e Qualidade Ambiental – Prof. Rômulo Souza 
 
Solos e Qualidade Ambiental – Ciclo Ciclos Biogeoquímicos (Continuação) 
 
O ciclo do nitrogênio é um ciclo biogeoquímico que garante a circulação do 
nitrogênio no ambiente físico e nos seres vivos. O nitrogênio é um nutriente utilizado por 
vários organismos, sendo essencial para formar proteínas, ácidos nucleicos e outros 
componentes das células. 
O ciclo do nitrogênio garante que esse elemento circule pelo ambiente físico e pelos 
seres vivos. O nitrogênio é encontrado nas rochas, no fundo dos oceanos, nos sedimentos 
e na atmosfera. 
O nitrogênio é um elemento químico bastante encontrado na natureza. A atmosfera, 
por exemplo, é composta principalmente pelo gás nitrogênio, aproximadamente 78%. 
Apesar de importante para a sobrevivência de todo organismo, a maioria não é capaz de 
retirá-lo da atmosfera para a sua utilização. Para que ele seja aproveitado, os seres vivos 
necessitarão principalmente de bactérias chamadas de fixadoras de nitrogênio. 
 
Durante o ciclo do nitrogênio, é possível perceber que 
os vegetais conseguem obter esse elemento por meio de sais 
nitrogenados disponíveis no ambiente. As plantas, por 
exemplo, conseguem utilizar apenas os íons amônio (NH4
+) e 
nitrato (NO3
-). Já os consumidores, como os animais, 
conseguem obter o nitrogênio por meio da alimentação. 
Os consumidores conseguem o nitrogênio de forma direta ou 
indireta através dos produtores. Eles aproveitam o nitrogênio 
que se encontra na forma de aminoácidos. Produtores 
introduzem nitrogênio na cadeia alimentar, através do 
aproveitamento de formas inorgânicas encontradas no meio, 
principalmente nitratos (NO3) e amônia (NH3
+). 
Figura 2. Etapas do Ciclo do Nitrogênio 
 
Apesar de ser encontrado em grande quantidade na atmosfera, o gás nitrogênio não 
é utilizado pela maioria dos organismos vivos, os quais são incapazes de fixar e incorporar 
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ciclos-biogeoquimicos.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nitrogenio.htm
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/proteinas.htm
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/acidos-nucleicos.htm
 
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à matéria viva o nitrogênio atmosférico. Entre os organismos capazes de utilizar esse 
nitrogênio, estão alguns tipos de bactérias. 
O ciclo do nitrogênio garante a ciclagem desse elemento no ambiente, 
disponibilizando-o para os seres vivos e liberando-o novamente para o meio. Assim, o 
nitrogênio pode ser, posteriormente, reutilizado por outros organismos. 
O ciclo pode ser dividido em algumas etapas: 
1. Fixação: Bactérias fixadoras livres no solo ou associadas a raízes de leguminosas 
transformam nitrogênio do ar (N2) em amônia (NH4
+) e nitratos (NO3
-). Consiste na 
transformação do nitrogênio gasoso em substâncias aproveitáveis pelos seres vivos 
(amônia e nitrato). Os organismos responsáveis pela fixação são bactérias, retiram o 
nitrogênio do ar fazendo com que este reaja com o hidrogênio para formar amônia. Nessa 
etapa do ciclo, ocorre a fixação do nitrogênio atmosférico com a ajuda, principalmente, de 
bactérias. Sem dúvidas, as bactérias mais importantes para essa etapa são as bactérias do 
gênero Rhizobium, as quais vivem associadas às raízes de plantas leguminosas, como 
feijão, ervilha e soja. Essas bactérias formam nódulos na região cortical das raízes dessas 
plantas, onde agem captando o nitrogênio atmosférico e transformando-o em amônia (NH3), 
que será utilizada pela planta. Essas bactérias estabelecem uma relação mutualística com 
o vegetal, fornecendo às plantas os sais de nitrogênio de que elas precisam, enquanto 
recebem delas a matéria orgânica que foi produzida no processo de fotossíntese. 
Vale salientar que existe também a fixação física do nitrogênio. Nesse processo, o 
gás nitrogênio transforma-se em amônia em decorrência de fenômenos físicos, como 
relâmpagos e faíscas elétricas. As quantidades de amônia produzidas nesse processo, no 
entanto, são muito pequenas. 
2.Amonificação: Parte da amônia presente no solo, é originada pelo processo de 
fixação. A outra é proveniente do processo de decomposição das proteínas e outros 
resíduos nitrogenados, contidos na matéria orgânica morta e nas excretas. Decomposição 
ou amonificação é realizada por bactérias e fungos. 
3.Nitrificação: Bactérias nitrificantes do solo transformam a amônia em nitratos. Na 
forma de nitrato as plantas absorvem o nitrogênio. 
4.Desnitrificação: O nitrogênio é devolvido à atmosfera através de bactérias 
desnitrificantes que o convertem a partir dos nitratos do solo. As bactérias desnitrificantes 
(como, por exemplo, a Pseudomonas denitrificans), são capazes de converter os nitratos 
em nitrogênios molecular, que volta a atmosfera fechando o ciclo. 
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/mutualismo.htm
 
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A presença do nitrogênio é fundamental para garantir o bom desenvolvimento das 
plantas e consequentemente dos animais que o obtêm, direta ou indiretamente através dos 
vegetais, conforme sejam herbívoros ou carnívoros. 
Não ocorrendo compostos nitrogenados suficientes para as plantas, geralmente são 
utilizados fertilizantes industrializados, alguns usam a ureia, nitrato de sódio ou nitrato de 
potássio. Algumas soluções alternativas são a rotação de culturas (alternando plantas que 
consomem e repõem o nitrogênio) e a adubação verde (usar restos das leguminosas). 
No entanto, o excesso de nitratos e amônios no solo pelo uso de fertilizantes e pela 
atividade animal, acaba por poluir corpos d'água através da lixiviação dos solos. Isso 
provoca o aumento de nutrientes e crescimento elevado das algas, gerando um 
desequilíbrio ambiental. 
O ciclo do fósforo é mais simples comparado aos de outros elementos, como 
carbono e nitrogênio. No ciclo do fósforo não há passagem desse elemento pela atmosfera. 
O ciclo do fósforo é importante pois influencia no crescimento e sobrevivência de 
seres vivos, que absorvem o íon fosfato. É o único macronutriente que não existe na 
atmosfera, sendo encontrado apenas em sua forma sólida nas rochas. 
O principal reservatório de fósforo na natureza são as rochas. O ciclo tem início 
quando as rochas sofrem intemperismo e liberam o íon fosfato no solo. Assim, esse 
composto pode ser carregado até os rios, oceanos e lagos ou incorporado por seres vivos. 
Quando são aproveitados pelos seres vivos, podem retornar à natureza durante a 
decomposição da matéria orgânica. As bactérias fosfolizantes atuam nesse processo e 
transformam o fósforo em um composto solúvel, que pode ser facilmente dissolvido na 
água. 
 
Ciclo de tempo ecológico: ocorre em tempo 
relativamente curto. Acontece quando uma parte 
dos átomos de fósforo é reciclada entre o solo, 
plantas, animais e decompositores. 
Ciclo de tempo geológico: ocorre durante um 
longo tempo. Acontece quando outra parte dos 
átomos de fósforo é sedimentada e incorporada 
às rochas. 
Figura 1. Etapas do Ciclo do fósforo. 
 
 
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O fósforo pode ser levado para rios, lagos e mares. Em ambientes aquáticos, o fósforo 
pode ser aproveitado pelos seres vivos ou sedimenta-se e ser incorporado às rochas em 
formação. Com o passar do tempo, as rochas sofrem intemperismo e o ciclo recomeça. 
O ciclo do fósforo pode ser diferenciado em dois aspectos relacionados a escalas de 
tempo: ecológico e geológico (explicado acima). 
Metais pesados como Cádmio, Cromo, Chumbo e Mercúrio, incluindo-seos 
micronutrientes Ferro, Cobre e Manganês podem ser introduzidos na cadeia alimentar pela 
adição de fertilizantes, principalmente fosfatados. 
Isso é resultado da ocorrência natural de vários metais pesados em rochas fosfáticas 
e de não serem eliminados no processo de manufatura. 
A contaminação do solo por metais pesados provocada pela aplicação de fertilizantes 
parece pequena, mas requer um monitoramento, pois seu uso é mais amplamente 
disseminado que outros agroquímicos. 
Ciclo do enxofre é o processo pelo qual o enxofre é transformado pelos seres vivos, 
como animais e plantas, e outros processos químicos. Em muitos aspectos, o ciclo do 
enxofre assemelha-se ao ciclo do nitrogênio, exceto quanto à inserção desse elemento 
proveniente da litosfera através da atividade vulcânica e à ausência do processo biológico 
de fixação do enxofre da atmosfera à terra ou à água. 
O enxofre é um importante constituinte de alguns aminoácidos, como a cisteína, e 
portanto, não pode faltar para perfeita produção de proteínas. Em muitos seres vivos, 
moléculas com átomos desse elemento, atuam como cofator ("estimulador") de reações 
químicas promovidas por enzimas. 
Apresenta um ciclo com dois reservatórios: um maior, nos sedimentos da crosta 
terrestre e outro, menor, na atmosfera. 
Nos sedimentos, o enxofre permanece armazenado na forma de minerais de sulfato. 
Com a erosão, fica dissolvido na água do solo e assume a forma iônica de sulfato (SO4
--); 
sendo assim, facilmente absorvido pelas raízes dos vegetais. 
Na atmosfera, o enxofre existe combinado com o oxigênio formando, cerca de 75% 
dele, o SO2 (dióxido de enxofre). Outra parcela está na forma de anidrido sulfídrico (SO3). 
O gás sulfídrico (H2S) - característico pelo seu cheiro de "ovo podre"- tem vida curta na 
atmosfera, apenas de algumas horas, sendo logo transformado em SO2. 
 
 
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A contribuição das atividades vulcânicas para o acúmulo de enxofre na atmosfera é 
pouco significativa. Maior tem sido a introdução artificial e humana, por meio da atividade 
industrial. A queima de combustíveis fósseis que possuem enxofre em sua composição (3% 
no carvão e 0,05% no petróleo), produz SO2 e SO3, aumentando sua concentração na 
atmosferas das grandes cidades. Essa fonte é responsável por 80% da poluição por 
enxofre. Ambos são, nessas condições, fortemente irritantes para os olhos e pulmões; além 
de contribuir para a formação do smog - mistura de fumaça (smoke, no inglês) com neblina 
(fog) -, altamente tóxico, que surge durante as inversões térmicas. 
 
 
Referências 
"Ciclo do Nitrogênio" em Só Biologia. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2020. Consultado 
em 07/09/2020 às 17:36. Disponível na Internet em 
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia26_1.php 
Ministério do Meio Ambiente. Disponível em : https://www.mma.gov.br/informma/item/420-ciclo-
hidrol%C3%B3gico.html 
Santos, Helivania Sardinha. Ciclo do Nitrogênio, Biologianet. Disponível em: 
https://www.biologianet.com/ecologia/ciclo-nitrogenio.htm . Acesso em 07 de setembro de 2020. 
CICLO DO FOSFORO Disponível em: https://www.todamateria.com.br/ciclo-do-fosforo/ Acesso 
em 07 de outubro de 2020. 
CICLO DO ENXOFRE Disponível em: 
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia30.php Acesso em 07 de outubro 
de 2020. 
 
Esses óxidos de enxofre (SO2 e SO3) incorporam-se 
ao solo com as chuvas, sendo então transformado em íons 
de sulfato (SO4
--). Podem, também, ser capturados 
diretamente pelas folhas das plantas, num processo 
chamado de adsorção, para serem usados na fabricação 
de aminoácidos. 
O único retorno natural do enxofre para a atmosfera 
é através da ação de decompositores que produzem o gás 
sulfídrico. As sulfobactérias realizam o processo inverso, 
com uma forma de obtenção de energia para a 
quimiossíntese. 
Figura 3. Etapas do Ciclo do Enxofre 
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia26_1.php
https://www.mma.gov.br/informma/item/420-ciclo-hidrol%C3%B3gico.html
https://www.mma.gov.br/informma/item/420-ciclo-hidrol%C3%B3gico.html
https://www.todamateria.com.br/ciclo-do-fosforo/
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia30.php