Ciclo del nitrógeno resumido

El nitrógeno (N₂) es el elemento que se encuentra en forma libre (estado gaseoso) y en mayor abundancia en la atmósfera (78 %.). Se coloca entre los principales elementos biogeoquímicos; sin embargo, es tan estable, que apenas se combina con otros elementos y, por tanto, es difícil que los organismos lo asimilen, ya que primero necesitan desdoblarlo y emplearlo en la síntesis de aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales para su metabolismo.

A pesar de que la mayor parte del nitrógeno se encuentra en la atmósfera, la reserva realmente activa de este elemento se encuentra en el suelo, ya que aquí van a parar los desechos orgánicos de los organismos vivos y los restos de éstos.

Tradicionalmente se han abonado los suelos con nitratos para mejorar los rendimientos agrícolas. Durante muchos años se usaron productos naturales ricos en nitrógeno como el guano, o el nitrato de chile. Desde que se consiguió la síntesis artificial de amoniaco se utilizan abonos nitrogenados  en grandes cantidades en la agricultura, aunque perjudican la salud.

1.- FIJACIÓN. La fijación biológica del nitrógeno consiste en la incorporación  del nitrógeno atmosférico, al las plantas, gracias a algunos microorganismos, principalmente bacterias y cianobacterias presentes en el suelo y en ambientes acuáticos.Esta fijación se da por medio de la conversión de nitrógeno gaseoso (N2) en amoniaco (NH3) o nitratos (NO3-). Estos organismos usan la encima nitrogenasa para su descomposición. La nitrogenasa solo funciona con la ausencia de oxigeno, las bacterias deben de alguna forma aislar la enzima de su contacto.La relación entre Rhizobium y sus plantas huéspedes es naturalista: las bacterias reciben carbohidratos elaborados por la planta, y la planta recibe nitrógeno en una forma asimilable.

2.- NITRIFICACIÓN O MINERALIZACIÓN. Existen 2 formas de nitrógeno que son asimilables por las plantas, el nitrato (NO3-)  y el amonio (NH4+).El amonio es convertido en nitrato gracias a los microorganismos por medio de la nitrificación. La conversión se da más rápida cuando la temperatura está arriba de 10º c y el pH está entre los 5.5-6.5; asimismo, este proceso se ve completo de 2 a 4 semanas.

3.-ASIMILACIÓN. La asimilación ocurre cuando las plantas absorben a través de sus raíces, nitrato (NO3-) o amoniaco (NH3), elementos formados por la fijación de nitrógeno o por la nitrificación. Luego, estas moléculas son incorporadas tanto a las proteínas, como a los ácidos nucleicos de las plantas.

4.- AMONIFICACIÓN. En este nuevo proceso de integración de nitrógeno al ciclo, las bacterias fijadoras llevan a cabo la digestión enzimática, por lo que el amonio se degrada a compuestos aminados, como proteosas, peptonas y al final, en aminoácidos. Es por esta razón que el proceso se llama aminificación o aminización.

5.- INMOVILIZACIÓN. Es el proceso contrario a la mineralización, por medio del cual las formas inorgánicas (NH4+, NO3-) son convertidas a nitrógeno orgánico y por tanto, no asimilables.

6.- DESNITRIFICACIÓN. La reducción de los nitratos (NO3-) a nitrógeno gaseoso (N2) y amonio (NH4+) a amoniaco (NH3), se llama desnitrificacion, y es llevado a cabo por las bacterias desnitrificadoras que revierten la acción de las fijadoras de nitrógeno, regresando el nitrógeno a la atmosfera en forma gaseosa. Este proceso ocasiona una perdida de nitrógeno para el ecosistema. El fenómeno de la desnitrificación se debe a que la falta de oxigeno obliga a ciertos microorganismos a emplear nitrato en vez de oxigeno en su respiración.   La lluvia contiene cantidades variables de nitrógeno en forma de amonio, nitrato y óxidos de nitrógeno, y constituye una fuerte importante de nitrógeno en los sistemas naturales.