Ciclos del nitrógeno

CICLOS BIOGEOQUIMICOS: “El nitrógeno”

INTRODUCCIÓN

Los ciclos biogeoquímicos son el conjunto de procesos donde se produce la circulación de materia inorgánica entre los organismos vivos y el medio ambiente. Se trata del reciclaje de nutrientes minerales entre la biósfera, la atmósfera, la hidrósfera y la litosfera. (Zita, 2019)

El nitrógeno es un componente crucial de aminoácidos, proteínas, muchas vitaminas, nucleótidos (como el ATP) y ácidos nucleicos (como el ADN). El ciclo del nitrógeno describe el proceso por el cual el nitrógeno se mueve desde su depósito principal, el gas nitrógeno en la atmósfera, hacia los depósitos de amoniaco y nitrato en el suelo y el agua, a través de los productores y hacia los consumidores y detritófagos, para regresar de nuevo hacia sus depósitos. (Audesirk, 2013)

El nitrógeno constituye hasta el 78% de los gases del aire pero la mayor parte de los seres vivos no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico y dependen del nitrógeno presente en los minerales del suelo para elaborar compuestos organicos nitrogenados como los aminoácidos, solo algunas especiesde hongos, bacterias, etc, pueden usar moléculas de gas nitrógeno. (Curtis, 2000)

El nitrógeno es un elemento que se encuentra tanto en la parte viva de nuestro planeta como en las partes inorgánicas del sistema terrestre. Los seres vivos no pueden existir sin el nitrógeno. Los átomos de nitrógeno no se quedan en un solo lugar, se mueven lentamente entre seres vivos, muertos las cosas, el aire, el suelo y el agua. Estos movimientos son los que dan lugar al ciclo del nitrógeno, algo fascinante. Es uno de los ciclos biogeoquímicos más importantes para el ecosistema y de ahí que me impresione tanto.

El ciclo del nitrógeno, está referido a cada uno de los procesos biológicos (de los seres vivos) y abióticos (factores no vivos pero imprescindibles para la supervivencia de los que sí lo están,  como la luz, el agua o las sales minerales) en los que se basa el suministro en los seres vivos de tan indispensable elemento. (Garriga, 2017)

La productividad y dinámica de los ecosistemas terrestres está limitada a la disponibilidad de nutrientes. Para las plantas la disponibilidad de nitrógeno (N) es el principal limitante en la productividad de los cultivos. (Vitousek et al., 1997; Fiedls, 2004).

La disponibilidad de elementos en los suelos, se debe considerar desde los diferentes compartimientos orgánicos y minerales (Delgado y Salas 2006) y su interacción con la biomasa microbiana (Nannipieri y Eldor, 2009). Diferentes formas de vida participan en los procesos que se llevan a cabo en el suelo, pero las comunidades microbianas poseen un papel principal (Madsen, 2011), ya que de ellas dependen funciones como hacer disponibles los nutrientes para ellas mismas y para otras formas de vida como las plantas, dinámica esencial para el mantenimiento de los ciclos biogeoquímicos. Varios factores tienen influencia en la actividad microbiana de los suelos: los factores naturales: cambios climáticos, condiciones geográficas, profundidad, propiedades físicas, químicas y biológicas.

Los microorganismos (solubilizadores de fosfatos y diazótrofos, entre otros) poseen el papel principal en muchos procesos que involucran la transformación del Nitrogeno, asociados a efectos de estimulación vegetal (fitoestimulación y biofertilización), que a su vez están influenciados por la combinación de factores como las especies vegetales, el tipo de suelos y las condiciones ambientales (Tilak et al., 2005).

Sin embargo, para conocer los vínculos entre las estructura de las comunidades microbianas y la dinámica del Nirogeno, se requiere de más investigación. Se han empleado diversas técnicas para estimar la actividad microbiana, las tasas de mineralización, respiración, actividades enzimáticas, recuentos microbianos en placa, entre otras. (Sharma et al., 2006)

La dinámica del nitrógeno en la biosfera comprende principalmente la fijación de nitrógeno (N2), la mineralización, la nitrificación, la desnitrificación y la oxidación anaeróbica del amonio Annamox, procesos mediados principalmente por microorganismos presentes en el suelo (Klotz y Stain, 2008)

OBJETIVOS:

• Conocer en que consiste el ciclo del nitrógeno y sus procesos.  

• Analizar y reconocer que microorganismos intervienen en el ciclo del nitrógeno.

¿QUÉ ES UN CICLO BIOGEOQUÍMICO?

Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, azufre, fósforo, potasio o, y otros elementos; Entre los seres vivos y el ambiente (atmósfera, biomasa y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición.

¿CÓMO SE DA EL CICLO DEL NITRÓGENO?

El ciclo del nitrógeno parece cerrado y auto perpetuado, pero el suelo pierde continuamente nitratos por diferentes procesos: las cosechas, la erosión, el fuego o el agua filtrada, también algunas bacterias contribuyen a esta pérdida: en ausencia de oxígeno, reducen nitratos, liberan nitrógeno a la atmosfera y utilizan los átomos de oxígeno para su metabolismo.

Sin embargo, a pesar de estas pérdidas el ciclo se mantiene principalmente por la actividad de las bacterias fijadoras de nitrógeno, ya que el nitrógeno es indispensable para la síntesis de diversas moléculas orgánicas.

Todo este ciclo se da a través de la “Fijación biológica del nitrógeno”, el cual presenta varios procesos, como:

*Fijación Biológica: El nitrógeno atmosférico es tomado por los microorganismos e incorporado en sus estructuras, y luego es liberado al suelo y aprovechado por las plantas. Existen dos tipos de fijación: la simbiótica, en la cual se da una asociación benéfica entre la planta (que de esta forma obtiene el nitrógeno que necesita) y la bacteria (que alimenta de los compuestos que saca de la planta). La asociación más conocida se da entre las leguminosas y las bacterias del género Rhizobiun. El otro tipo de fijación es la asimbiótica, en la cual algunas bacterias y algas verde-azules asimilan nitrógeno atmosférico y lo transforman en compuestos orgánicos, que son liberados al suelo posteriormente cuando el organismo muere. Por medio de la fijación biológica se pueden incorporar al suelo niveles de 100 k/ha de nitrógeno, o más.

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