La mayoría de la atmósfera de la Tierra (aproximadamente 78-80%) es nitrógeno, [1] lo que la convierte en la mayor reserva de nitrógeno. Sin embargo, el nitrógeno atmosférico no está disponible para uso biológico, lo que lleva a una escasez de nitrógeno utilizable en muchos tipos de ecosistemas.
¿Cuáles son los principales procesos en el ciclo del nitrógeno?
El ciclo del nitrógeno describe cómo se interconectan las diferentes formas de nitrógeno en el aire, el suelo, el agua y los organismos vivos. Se describe como un ciclo porque el nitrógeno nunca se pierde por completo; simplemente cambia de forma y se lleva a cabo en diferentes lugares. Hay 5 procesos principales involucrados:
1. La amonificación [ayuda en la descomposición de la materia muerta] es la conversión de formas orgánicas de nitrógeno (por ejemplo, nitrógeno en proteínas en plantas muertas y animales del suelo) a amonio. El amonio es una forma inorgánica de nitrógeno que tiene el símbolo NH4 +. Una amplia gama de organismos del suelo lleva a cabo el proceso de amonificación. Están involucrados muchos tipos diferentes de bacterias y hongos. Los organismos obtienen carbono y energía de la descomposición de la materia orgánica, mientras que el nitrógeno se libera al mismo tiempo.
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2. La nitrificación es el proceso donde el amonio se convierte en nitrito (NO2-) y luego en nitrato (NO3-). Los organismos involucrados en la nitrificación son un número relativamente pequeño de especies en el suelo. Son autotróficos, lo que significa que obtienen energía de la transformación química de NH4 + a NO2-, mientras que el carbono necesario se obtiene del CO2. Un grupo de organismos convierte el amonio en nitrito y otro grupo de organismos convierte el nitrito en nitrato.
3. La desnitrificación es el proceso en el que los óxidos de nitrógeno (por ejemplo, nitrato y nitrito) se convierten en nitrógeno gaseoso y se eliminan del sistema del suelo. Los ejemplos son el óxido nitroso gaseoso (NO2) y el gas nitrógeno (N2), que es la forma de nitrógeno más común en la atmósfera. Muchas especies de microorganismos son capaces de desnitrificar el suelo. La desnitrificación ocurre principalmente cuando hay poco o nada de oxígeno en el suelo, como cuando el suelo está anegado. Sin embargo, si el anegamiento es solo temporal, el proceso de desnitrificación se detendrá cuando el suelo se seque.
4. La fijación de nitrógeno es la conversión de nitrógeno gaseoso (N2) a amonio (NH4 +), ya sea por bacterias vivas libres en el suelo o el agua, o por bacterias en asociación simbiótica con plantas (por ejemplo, simbiosis de leguminosas).
5. Inmovilización de nitrógeno: este es el proceso mediante el cual el nitrógeno se incorpora a las células microbianas y se “ata” en el “conjunto microbiano” de nitrógeno. La inmovilización ocurre en paralelo con la amonificación.
El ciclo del nitrógeno es de particular interés para los ecologistas porque la disponibilidad de nitrógeno puede afectar la velocidad de los procesos clave del ecosistema, incluida la producción primaria y la descomposición. Las actividades humanas como la combustión de combustibles fósiles, el uso de fertilizantes de nitrógeno artificiales y la liberación de nitrógeno en las aguas residuales han alterado drásticamente el ciclo global del nitrógeno.
La producción primaria bruta (GPP) es la tasa a la que los productores de un ecosistema capturan y almacenan una cantidad dada de energía química como biomasa en un período de tiempo determinado. Los productores primarios utilizan una fracción de esta energía fija para la respiración celular y el mantenimiento de los tejidos existentes (es decir, “respiración de crecimiento” y “respiración de mantenimiento”). [1] La energía fija restante (es decir, la masa de fotosinato) se denomina producción primaria neta (PNP).
NPP = GPP – respiración [por plantas]
La producción primaria neta es la tasa a la cual todas las plantas en un ecosistema producen energía química útil neta; es igual a la diferencia entre la velocidad a la que las plantas en un ecosistema producen energía química útil (GPP) y la velocidad a la que usan parte de esa energía durante la respiración. Parte de la producción primaria neta se destina al crecimiento y reproducción de productores primarios, mientras que otra es consumida por herbívoros.
