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Ciclo del nitrógeno

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by

Angela Navas

on 7 May 2014

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Transcript of Ciclo del nitrógeno

Francia, época napoleónica=Suelo + estiercol + cal

Química: Reacciones del amonio, O2 y suelo

Pasteur: Microorganismos (analogía con fermentación).

Shloesing & Muntz.

S. Winogradsky.

Dos reacciones:
Oxidación del amonio (NH4+) a nitrito (NO2-).
Nitrito (NO3-) a nitrato (NO3)
Ciclo del nitrógeno
Amonio
Iones de nitrito
Iones de nitrato
Proteínas de las plantas
Proteínas de animales
Materia orgánica muerta
Rol del nitrógeno en la vida
Proteínas y enzimas
Aminoácidos
Fosfolípidos
Ácidos nucléicos
Fijación del nitrógeno
Fijación del nitrógeno
(No simbiótica)
Bacterias de vida libre.
Azotobacter
(La más estudiada)
Methylomonas
Clostridium
Asociación con raíces
Beijerinckia
(pH bajo)
Mycobacterium
Bacillus
Rhodopseudomonas
Chlorobium
Fijación del nitrógeno
(No simbiótica)
Algas verde-azules (Cianobacterias)
Anabaena
Nostoc
Gloeocapsa
Factores que afectan la fijación de nitrógeno
Prefieren utilizar amonio, nitrato y otras formas combinadas del N.

Molibdeno, hierro, calcio, cobalto

Glucosa (carbono).

pH (acidez).

Humedad.

Temperatura
Nitrogenasa
Fijación del nitrógeno
(Simbiótica)
Rhizobium
Microsimbionte
Gram negativas.

Bacilos aerobios.

Relación relativamente específica (Grupos de inoculación cruzada)

Mineralización
Mineralización
El N es asimilado como nitrato o amonio.

Mineralización:
Nitrógeno orgánico a inorgánico.

Amonificación:
Amonio a partir de materia orgánica (Exceso de productos de desecho microbiano).

Nitrificación:
Amonio a nitrato (producción de energía en bacterias autótrofas).
Mineralización
Cambio neto en la cantidad de nitrógeno inorgánico:
Mineralización
Tasa de mineralización:
Tasa a la cual el nitrógeno orgánico es convertido a amonio y nitrato.

1.0-20ppmN/día

Determinada por:
Lixiviación
Desnitrificación
Asimilación microbiana
Microorganismos
Influencias del medio ambiente
Humedad (aerobios y anaerobios).

pH (neutro y básico)

Temperatura (40°-60°C)

Nitrificación
Nitrificación
Formación biológica de nitrato o nitrito a partir de amonio.

Nitrato (asimilado por las plantas)

Oxidación del amonio
Nitrificación
Influencias ambientales
(pH)
¡Encalamiento!
Influencias ambientales
(Oxígeno; agua)
Microorganismos aerobios.

Suelos inundados.

Suelos áridos=Poca nitrificación.

½-⅔ de humedad.
Influencias ambientales
(Temperatura)
Suelo aluvial
Suelo volcánico
Arena
Nitrificación
(Consecuencias indeseables)
Nitrato más susceptible a la lixiviación que el amonio.

Contaminación del agua.

Pérdida de nitrógeno.
Bacterias nitrificantes
(Amonio a nitrito)
Nitrosomas
Nitrosococcus
Nitrospira
Bacterias nitrificantes
(nitrito a nitrato)
Nitrobacter
Inmovilización
Inmovilización
Inmovilización
Resultado de la asimilación microbiana de nutrientes inorgánicos.

Iones inorgánicos a orgánicos.

Sales de amonio.

Nitratos.

Microorganismos son más eficientes que las plantas.
Contaminación con nitrato
1. Eutrofización
Contaminación con nitrato
1. Eutrofización
Contaminación con nitrato
1. Eutrofización
2. Metahemoglobinemia infantil y animal.

Nitrato a nitrito que se combina con la hemoglobina.
<10ppm de nitrato.
Contaminación con nitrato
1. Eutrofización
2. Metahemoglobinemia infantil y animal.
3. Formación de nitrosaminas
Carcinógenos
Mutagénicos
Teratogénicos
Desnitrificación
Reducción microbiana del nitrato y nitrito a N2 y NO.

Secuencia de etapas que dan como resultado la pérdida gaseosa del nitrógeno.

Nitrato respiración:
Nitrato sustituye al oxígeno (Volatilización).

Nitrato asimilación:
Utilización del nitrato como nutriente (incorporación celular).
Mecanismos de volatilización del nitrógeno
1. Pérdidas no biológicas de amoniaco.

¼ del amonio puede perderse en forma de gas.
Favorecido por:
pH>7
Temperaturas altas
Baja capacidad de intercambio catiónico.
Mecanismos de volatilización del nitrógeno
1. Pérdidas no biológicas de amoniaco.

2. Descomposición química de nitrito.

Acumulación de nitritos (pH elevado).

N2, N2O y NO (menores cantidades).

Mecanismos de volatilización del nitrógeno
1. Pérdidas no biológicas de amoniaco.

2. Descomposición química de nitrito.

3. Desnitrificación microbiana que permite la liberación de N2, N2O y NO

Microbiología
Paracoccus denitrificans
Pseudomonas denitrificans
Bacillus licheniformis
Aerobias.

Nitrato como aceptor de electrones en ausencia de O2.
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