Ciclo do nitrogenio

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28/03/2017
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Disciplina: Ecologia Aplicada
Aula 06_21.03.2017
Ciclo do nitrogênio
Importância do nitrogênio
 N: Macronutriente essencial para os seres vivos;
 N2: 78% da composição da atmosfera;
 Compostos de nitrogênio: fundamentais
para a vida (aminoácidos, proteínas em
geral; tecidos musculares; hormônios; DNA;
etc.);
 Constituintes minoritários: N2O, NO, NO2, HNO3 e 
NH3
Processos: Ciclo do nitrogênio
 Fixação de nitrogênio: Qualquer processo que resulte na
transformação do N2 da atmosfera em outros compostos de
nitrogênio;
1. Fixação biológica (90%): Rhizobium
2. Fixação atmosférica: descargas elétricas
3. Fixação industrial: produção de amônia e ácido nítrico
Processos: Ciclo do nitrogênio
Fixação Biológica
Como os organismos (plantas e animais) não são capazes de
absorver o nitrogênio diretamente da atmosfera (N2), o
aproveitamento do N2 pode ser feito através da fixação biológica,
onde o nitrogênio é transformado em amônia (NH3).
Somente alguns organismos terrestres (bactérias – Azobacter,
cianobactérias e fungos) podem fixar o N2 e as bactérias
(Rhizobium) que vivem nas raízes de Angiospermas (feijão, soja,
amendoim e vagem) fazem simbiose, transmitindo o nitrogênio
para a cadeia alimentar.
Processos: Ciclo do nitrogênio
Fixação Biológica
A nodulação inicia-se 
quando acontece um 
reconhecimento da 
combinação adequada, 
por parte da planta e 
bactéria, dando-se de 
seguida a adesão da 
bactéria aos pêlos 
radiculares e a invasão 
destes.
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Processos: Ciclo do nitrogênio
Fixação Biológica
Processos: Ciclo do nitrogênio
Fixação Biológica
Após a invasão do pêlo radicular vai ocorrer o deslocamento da bactéria 
para a raiz principal através do canal de infecção (hilo), como podemos 
verificar na figura 4, no passo (d).
Processos: Ciclo do nitrogênio
Fixação Biológica
Ao chegar à raiz principal dá-se a diferenciação das bactérias num novo tipo de
células-bacteróides, iniciando-se a fixação de azoto. O processo de divisão das
células bacterianas e vegetais é contínuo e resulta na formação de um nódulo
maduro.
Processos: Ciclo do nitrogênio
A reação de fixação do azoto caracteriza-se pela redução do N2 (azoto gasoso)
em formas mais absorvíveis e assimiláveis pelas plantas como o NH3 (amónia
solúvel em água) e NO3- (nitratos), que depois entram no processo de fotossíntese
da planta para a produção da cadeia de proteínas necessárias, quer para a planta,
quer para o rizobium.
Processos: Ciclo do nitrogênio
As bactérias utilizam parte dos
fotoassimilados da planta
hospedeira para gerar a energia
necessária para promover o
processo de fixação biológica de
azoto. Por outro lado, a planta
beneficia do azoto fixado pela
bactéria para síntese das suas
proteínas (relação estritamente
simbiótica).
Processos: Ciclo do nitrogênio
Ocorre através dos raios e relâmpagos, cuja elevada
energia separa as moléculas de nitrogênio e permite que
os seus átomos se liguem com moléculas de oxigênio
existentes no ar formando monóxido de nitrogênio (NO).
Este é posteriormente dissolvido na água da chuva e
depositado no solo.
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 Nitrificação: oxidação do nitrogênio a nitritos (NO2-) ou
nitratos (NO3-) - ação bacteriana.
 Denitrificação: A redução de nitrato (NO3-) a espécies de
nitrogênio - processo químico e biológico.
Processos: Ciclo do nitrogênio
Nitrato Nitrito Óxido Nítrico Óxido Nitroso Nitrogênio (Gás)
Processos: Ciclo do nitrogênio
Processos: Ciclo do nitrogênio Processos: Ciclo do nitrogênio
Processos: Ciclo do nitrogênio Processos: Ciclo do nitrogênio
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Processos: Ciclo do nitrogênio Processos: Ciclo do nitrogênio
Processos: Ciclo do nitrogênio Processos: Ciclo do nitrogênio
Processos: Ciclo do nitrogênio
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Ciclo do nitrogênio
Amônio
Ciclo do nitrogênio
Como o ser humano afeta o 
Ciclo do Nitrogênio?
Fixação Industrial de Nitrogênio (NH3): O Nitrogênio do ar é separado por
destilação fracionada do ar liquefeito em aparelho de LINDE. O Hidrogênio
para a síntese da amônia vem do gás natural de petróleo, do gás residual das
refinarias, da nafta ou mesmo do álcool.
N e H são submetidos a altas temperaturas e pressões na presença de
catalisador, obtendo-se a amônia (NH3).
Impacto humano
Impacto humano
Fixação industrial de nitrogênio
Lixiviação NRunoff N
• Contaminação da água 
subterrânea com nitratos
• Eutrofização 
(proliferação de 
bactérias que consomem 
o oxigênio) – morte do 
ecossistema aquático
0,5 5 50 
kg N.ha-1.ano-1
Ciclo do fósforo
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Importância do fósforo
 P: impacto no crescimento das 
plantas, sobretudo aquáticas;
 Participa estruturalmente de moléculas
fundamentais do metabolismo celular:
fosfolipídios, ácidos nucléicos,
coenzimas;
 Quando presente em grande abundância no ambiente pode 
causar sérios problemas ambientais.
Ciclo do fósforo
Os principais minerais de rocha que contêm 
fósforo são as apatitas.
 É o enriquecimento dos corpos d’ água com nutrientes, como
o nitrogênio e o fósforo, causando o crescimento excessivo de
organismos (principalmente as algas) e plantas aquáticas, em
níveis considerados como causadores de interferências com os
usos desejáveis do corpo d’águas.
 Locais de ocorrência: ambientes lênticos.
 Corpos d’água naturais (lagoas, lagos, rios, etc.)
 Corpos d’água artificiais (represas, reservatórios)
Eutrofização Eutrofização
Excesso de 
nutrientes
Aumento da 
Biomassa de 
Algas
Redução da 
Aeração
Morte de 
Organismos 
Sensíveis
Aumento 
concentração de 
bactérias 
heterotróficas
Condições 
Anaeróbias
Predomínio de Bactérias Anaeróbias, devido aos 
baixos índices de O2, bem como ausência da 
luz.
Eutrofização Eutrofização