o ciclo terrestre do nitrogênio entrada de nutrientes para o ecossistema ciclagem interna entre...

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.