O ciclo terrestre do nitrogênio• Entrada de nutrientes para o ecossistema
•Ciclagem interna entre planta e solo
• Perdas de nutrientes do ecossistema
Texto básico: Chapin, Matson and Mooney Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology, 2002
AtmosphereAtmosphere PlantsPlants
NHNH33BNFBNFNH4 NONO33
MIN.MIN. NITRIF.NITRIF.
DENITRIFICATIONDENITRIFICATION
SoilsSoils
PHOTOSYNTHESISPHOTOSYNTHESIS
DENITRIFICATIONDENITRIFICATION
LIXIVIATIONLIXIVIATION
NN22NN22OO
DEPOSITIONDEPOSITION
BNFBNF
AquaticAquatic
SystemsSystems
NN22
NN22 NN22OO
VOLATILIZ.VOLATILIZ.
http://www.butternutvalleyfarm.com/274/poor-mans-fertilizer
Entradas de N1. Fixação biológica de N
Lembre-se: 78% atm N2
Como pode ser limitante?
• Ligação covalente difícil de quebrar•FBN: bactérias quebram N2----NH3
•Carbohidrato e ausência de O2
Entradas de N• Fixação biológica de N
•Mas se existem quem fixe por quea limitação por N continua?
• Energeticamente caro fixar• Fixação é limitada por P nos trópicos
• Herbivoria – soja – agrotóxicos
Entradas de N2.Deposição de N
•Dissolvido e particulado• Deposição úmida (chuva)
• Deposição seca (partícula)
Ciclagem interna
Qual o destino do NH3 que entra?
• Amonificação NH3 NH4
•Decomposição produz DON•Mineralização (DON NH4)•Nitrificação (NH4 NO3)
Produção de DON (decomposição das plantas)
• Fungos e bactérias excretam enzimas extracelulares
• Quebra de polímeros complexos em moléculas solúveis em água (aminoácidos, nucelotídeos)
Ciclagem interna do N
Destino do DON
• Absorvido por microorganismos
• Absorvido por plantas
• Adsorvidos nos minerais de argila dos solos
• Complexado por material húmico
• Lixiviado do ecossistema
Ciclagem interna do N
DON
Mineralização-Imobilização
• Crescimento microbiano é limitado porC: quebra o DON, usa o C e excretaNH4 (mineralização)• Crescimento microbiano é limtado por N:utiliza NH4 excretado (imobilização)• Ocorrem ao mesmo tempo no solo.
Mineralização
• Depende da disponibilidade de DON•Depende da disponibilidade de N inorgânico•Atividade microbiana do solo•Qualidade da matéria orgânica• Temperatura•Disponibilidade de água
Destino do NH4+
1. Imobilizado por microorganismos
2. Absorvido pelas plantas
3. Adsorvido pelos minerais de argila do solo
4. Estabilizado pelo pool de matéria orgânica do solo
5. Volatilizado com amônia (NH3): perda do ecossistema
6. Oxidados por microorganismos a nitrato (NO3-)
Produção de NO3- ou nitrificação
• Oxidação do NH4+ para NO2
- e NO2- para NO3
-
• Bactérias quimioautotróficas
• Bactérias aeróbias que conseguem C do CO2 tiram
energia da oxidação do NH4+ para NO3
-
Nitrificação
• Depende da quantidade de NH4(tudo aquilo que a produção de NH4 dependia)
•Depende da disponibilidade de oxigênio
Destino do NO3-
1. Imobilizado por microorganismos
2. Reduzido por microorganismos denitrificadores a NOx, N2O,
N2
3. Absorvido pelas plantas
4. Lixiviado para fora do ecossistema
5. Em solos tropicais podem ser adsorvidos nas argilas com
cargas variáveis.
Redução do NO3- - denitrificação.
NO3− → NO2
− → N2O → N2
• NO2- e NO3
- são reduzidos a N gasoso - NO, N2O, e N2
• Bacterias que usam NO2- ou NO3
- com aceptor final de
elétrons quando o aceptor oxigênio se encontra em baixa
concentrações
• Maioria é perdido para a atmosfera
• As espécies gasosas são importantes na atmosfera e como
perdas dos ecossistemas.