Le cycle de l'azote: définition, processus, forme et exemples

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Le cycle de l'azote: définition, processus, forme et exemples

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L'azote ou N est l'un des éléments les plus abondants dans l'atmosphère, qui est d'environ 78% du gaz dans l'atmosphère est de l'azote.

Mais l'utilisation de l'azote dans le domaine biologique est minime. L'azote est l'un des éléments qui n'est pas réactif car il est difficile de réagir avec d'autres éléments, donc l'utilisation de cet élément est comme Chez les êtres vivants, divers processus sont nécessaires, ces processus incluent: la fixation de l'azote, la minéralisation, la nitrification, dénitrification.

L'azote est nécessaire aux plantes en très grande quantité, et c'est certainement l'un des facteurs limitants des sols non fertilisés.

La forme se présente sous la forme d'acides aminés, à savoir des amides et des amines qui ont une fonction de charpente ou blocs de construction et composés intermédiaires sous forme de protéines, de chlorophylle et d'acides nucléé. Les protéines ou les enzymes vont réguler les réactions biochimiques.

L'azote fait partie intégrante de la structure de la chlorophylle. La disponibilité des éléments azotés affecte certainement le niveau de l'écosystème qui comprend les processus primaires de productivité et de décomposition.

Des activités telles que la combustion de carburant et l'utilisation d'engrais azotés ainsi que le rejet d'azote dans les eaux usées peuvent modifier le cycle de l'azote dans son ensemble ou globalement.

L'azote est un élément essentiel à toutes fins pour la continuité de la vie sur terre. L'azote est un composant de base des acides aminés et des protéines, des bases dérivées d'acides nucléiques constitués d'azote, tels que l'ADN et l'ARN.

Alors que chez les plantes, les molécules de chlorophylle utilisent l'azote en quantité suffisante dans le processus de photosynthèse.

Le cycle de l'azote est un processus de conversion de composés contenant l'élément azote qui se transforme ensuite en d'autres formes chimiques.

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Processus du cycle de l'azote

L'azote est répandu sous diverses formes, telles que l'azote organique et l'ammonium, les oxydes et les nitrates d'azote, l'oxyde nitrique et les nitrites ou l'azote gazeux inorganique.

L'azote sous forme organique peut être utilisé sous forme de cellules vivantes ou d'organismes vivants / humus / sous forme de produits intermédiaires dans la décomposition de la matière organique.

Le processus du cycle de l'azote fera passer l'azote d'une forme élémentaire à une autre. Il convient de noter que la majeure partie du processus de transformation est effectuée par des micro-organismes.

Étapes Le cycle de l'azote comporte plusieurs étapes, notamment :

• fixation de l'azote

Le processus de fixation de l'azote est un processus de conversion de l'azote de l'atmosphère en ammoniac. Ce processus est effectué par des bactéries qui se trouvent dans les racines des légumineuses.

Ce processus est la conversion de l'azote gazeux en ammoniac à travers les étapes de fixation biologique. Plusieurs groupes de petites bactéries telles que le rhizobium et les cyanobactéries utilisent l'enzyme nitrogénase impliquée pour convertir l'azote gazeux en ammoniac.

• Nitrification

La nitrification est l'oxydation biologique de l'ammoniac avec de l'oxygène en ammonium puis en nitrite qui est suivie de l'oxydation du nitrite en ce nitrate. La dégradation de l'ammoniac en nitrite est connue sous le nom de nitrification.

C'est une étape importante dans le cycle des éléments nutritifs du sol. Ce processus est réalisé par des espèces bactériennes autotrophes avec plusieurs types de bactéries oxydant l'ammoniac à savoir ß-protéobactéries et gammaprotéobactéries et bactéries oxydant l'ammoniac du genre nitrosomonas ainsi que nitrosocoque.

• Assimilation

L'assimilation de l'azote est la formation de composés azotés organiques, par exemple des acides aminés à partir de composés azotés inorganiques présents dans l'environnement.

Une fois le processus de nitrification effectué par les bactéries, les plantes absorbent l'azote sous forme de nitrate. Ensuite, le gradient de transporteur de protons de nitrate absorbe le nitrate dans la plante, puis le nitrate est transporté des racines aux pousses via le xylème.

La réduction de l'azote qui se produit est effectuée dans les pousses en deux étapes, à savoir le nitrate sera réduit en nitrite par la réductase le nitrate dans le cytosol et le nitrite dans le chloroplaste seront réduits en ammoniac par la réductase nitrite.

• Ammonification

L'ammonification est une étape du cycle de l'azote où les résidus végétaux et les déchets sont décomposés par des micro-organismes pour produire de l'ammoniac.

Les micro-organismes du sol vont manger de la matière organique morte qui deviendra alors de l'énergie et sera plus tard produire de l'ammoniac ainsi que d'autres composés basiques qui seront des sous-produits du métabolisme yang arriver. Cet ammoniac sera retenu dans le sol sous forme d'ions ammonium.

• Dénitrification

La dénitrification est le processus de réduction du nitrate en azote gazeux inerte qui complètera le cycle de l'azote. La dénitrification est généralement effectuée par des espèces bactériennes telles que Pseudomonas et également Clostridium dans des conditions anaérobies.

Au cours du processus de respiration, les bactéries utilisent le nitrate comme accepteur d'électrons. Les bactéries qui peuvent survivre dans des conditions aérobies sont des bactéries anaérobies facultatives.

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Formes du cycle de l'azote dans la nature

Le processus du cycle de l'azote convertit l'azote d'une forme à une autre forme chimique. De nombreux processus exécutés par les microbes consistent soit à produire de l'énergie, soit à stocker de l'azote sous une forme nécessaire à la croissance. Le diagramme ci-dessous montre comment les processus dans le cycle de l'azote.

L'azote dans l'environnement existe sous diverses formes chimiques, notamment l'azote organique, l'ammonium (NH4+), les nitrites (NO2-), les nitrates (NO3-) et l'azote gazeux (N2). L'azote organique peut se trouver sous la forme d'organismes vivants, ou d'humus, et dans les produits intermédiaires de la décomposition de la matière organique ou de l'humus accumulé. Le processus du cycle de l'azote convertit l'azote d'une forme chimique à une autre. De nombreux processus exécutés par les microbes consistent soit à produire de l'énergie, soit à stocker de l'azote sous une forme nécessaire à la croissance.

• Ammoniac

L'ammoniac et ses sels sont facilement solubles dans l'eau. La source d'ammoniac dans les eaux est la décomposition de l'azote organique (protéines et urée) et de l'azote inorganique trouvé dans le sol et l'eau, qui provient de la décomposition de la matière organique par les microbes et les champignons (ammonification).

La source d'ammoniac est la réduction de l'azote gazeux provenant du processus de diffusion de l'air atmosphérique, des déchets industriels et domestiques. L'ammoniac contenu dans les minéraux pénètre dans les plans d'eau par l'érosion des sols. En plus d'être présent sous forme de gaz, l'ammoniac forme des composés complexes avec plusieurs ions métalliques.

L'ammoniac peut également être absorbé dans les matières en suspension et colloïdales de sorte qu'il se dépose au fond des eaux. L'ammoniac dans l'eau peut disparaître par le processus de volatilisation car la pression partielle de l'ammoniac en solution augmente avec l'augmentation du pH.

• Nitrite

Les sources de nitrite peuvent être sous la forme de déchets industriels et de déchets domestiques. Le niveau de nitrite dans l'eau est relatif car il est immédiatement oxydé en nitrate. Les eaux naturelles contiennent environ 0,001 mg/litre de nitrites. Dans les eaux, les nitrites sont présents en très faible quantité, moins que les nitrates, car ils sont instables en présence d'oxygène. Le nitrite est une forme intermédiaire entre l'ammoniac et le nitrate (nitrification) et entre le nitrate et l'azote gazeux (dénitrification) qui se forme dans des conditions anaérobies.

• Nitrate

Le nitrate est la principale source d'azote dans les eaux, mais l'ammonium est préféré par les plantes. Les niveaux de nitrate dans les eaux non polluées sont généralement plus élevés que les niveaux d'ammonium. Des teneurs en nitrates supérieures à 5 mg/litre illustrent l'occurrence d'une pollution anthropique provenant des activités humaines et des excréments d'animaux.

Des niveaux d'azote supérieurs à 0,2 mg/litre indiquent une eutrophisation des eaux. Le nitrate est une forme d'azote comme principal nutriment pour la croissance des plantes et des algues. L'azote nitrique est très soluble dans l'eau et est stable. Ce composé est produit à partir d'un processus d'oxydation complet dans l'eau.

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Exemple de cycle d'azote

Des exemples du cycle de l'azote comprennent:

Les plantes ont besoin d'azote du sol en l'absorbant par leurs racines. L'azote se présente sous la forme d'ions d'azote. Lorsque l'azote est absorbé par les plantes, il est réduit en ions nitrites. Il devient alors l'ion ammonium qui peut être incorporé dans les acides aminés ou nucléiques et dans la chlorophylle.

Lorsque les plantes meurent ou que les animaux meurent ou lorsqu'une usine ou un système d'égouts expulse des animaux, de l'azote organique est alors libéré. Les bactéries peuvent convertir cet azote organique en ammonium. Cela se fait par un processus connu sous le nom de minéralisation.

L'azote pénètre dans les océans en raison du ruissellement des eaux souterraines ou lorsqu'il pleut. L'azote peut également pénétrer dans la mer par les précipitations "pluies", l'azote dans l'eau subit une fixation qui est généralement facilitée par des bactéries appelées cynobactéries. Après fixation, l'azote sous une forme biologiquement disponible dans le phytoplancton marin peut être utilisé.

Le plancton sécrète à la fois de l'urée et de l'ammoniac dans l'eau. Le phytoplancton et les déchets peuvent couler au fond, introduisant de l'ammoniac en profondeur dans la zone euophotique. L'ammoniac de ce déchet est ensuite excrété de la zone euphotique et les bactéries vivant sous la zone euphotique peuvent convertir l'ammoniac en nitrate.

Cette conversion ne peut se produire que sous la zone euphotique où il n'y a pas de lumière car les bactéries réalisant la conversion sont inhibées par la lumière. Ce processus de conversion est appelé ammonification ou minéralisation.

Une fois l'ammoniac converti, la nitrification se produit et l'ammoniac est converti en nitrites et nitrates, et en mélange de particules la remontée d'eau peut transporter le nitrate vers le haut et ensuite il peut être utilisé par le photoplancton pour continuer faire du vélo.

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