Ciclos biogeoquímicos do carbono, nitrogênio, oxigênio e fósforo

Processos biológicos envolvidos
Matéria cicla
Principais ciclos

Ciclos BIOGEOQUÍMICOS

Carbono, hidrogênio, oxigênio e
nitrogênio

Elementos químicos
quantitativamente mais abundantes
nos seres vivos

N2– 79% dos gases da atmosfera

N –células necessitam
Para fabricar DNA, RNA e proteínas

Principais processos biológicos de
transformação de matéria
Fotossíntese
6CO2+6H20 6 O2 + C6H O6
12

Respiração=
6 O2 + C H12O6
6 6CO2+6H20
Fermentação
Decomposição
Síntese protéica

Ciclo do Carbono

CO2 Atmosférico

Hidrosfera

Rochas Recifes de
carbonatadas coral

Produtores Consumidores

Decompositores

Combustão
Mineralização Formação
Ação bactreriana De CO2 e
Petróleo

Vulcanismo

O Monóxido de Carbono
ASFIXIANTE SISTÊMICO
 Hemoglobina carrega
oxigênio.
 Nos pulmões troca CO2 por
O2,
 Nos tecidos troca O2 por
CO2
 CO + hemoglobina =
carboxihemoglobina

 A hemoglobina não
consegue “se livrar” do CO,
não pode trocá-lo por O2 e
conseqüentemente
oxigenar o organismo.

O ciclo do
nitrogênio

Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto

Ecosfera (atmosfera, hidrosfera e litosfera)

0,04% do N está na forma combinada

57% orgânico 43% inorgânico

4% nos seres vivos

94% nos vegetais 4% na biomassa 2% nos animais
microbiana

AMONIFICAÇÃO
(MINERALIZAÇÃO DO NITROGÊNIO ORGÂNICO)

Transformação do nitrogênio da forma orgânica
(RCOOHNH2) para a forma de
NH3

NH3 + H2O NH4+ + OH

ESQUEMA SIMPLIFICADO DA
AMONIFICAÇÃO

Mineralização

N-orgânico N-mineral
Microrganismos
Heterotróficos*

Absorção pelas plantas NH4+ e NO3-

FATORES QUE AFETAM A
AMONIFICAÇÃO

• Relação C/N imobilização do N

• Temperatura

• Umidade/aeração • Atividade microbiana
• pH da solução do solo

EQUILÍBRIO ENTRE MINERALIZAÇÃO E
IMOBILIZAÇÃO

Mineralização

N-orgânico N-mineral

Imobilização

Plantas e microorganismos

Alterações do meio (manejo) alteram este equilíbrio
*

Ex: relação C/N – é necessário fontes de carbono para
equilibrar a absorção do nitrogênio

DINÂMICA DO NITROGÊNIO NO
ECOSSISTEMA

MICROORGANISMOS QUE ATUAM NO
PROCESSO DE AMONIFICAÇÃO

Grande diversidade microbiana

Bactérias, actinomicetos e fungos, aeróbicos
e anaeróbicos (heterotróficos)

NITRIFICAÇÃO

Processo biológico realizado por um grupo específico
de microorganismos (bactérias quimioautotróficas)

NH4+ NO 3-

HÁ ALGUNS MICROORGANISMOS ,
PRINCIPALMENTE FUNGOS, QUE PODEM NITRIOFICAR NH4
MAS EM TAXAS MUITO BAIXAS.

A NITRIFICAÇÃO É UM PROCESSO DE OBTENÇÃO DE ENERGIA
PARA OS QUIMIOSSINTETIZANTES, PELAS ALTERAÇÕES NA VALÊNCIA
DO NITROGÊNIO


As bactérias que participam do cilo do nitrogênio obtêm
Carbono no CO2


FATORES QUE AFETAM A NITRIFICAÇÃO

Temperatura do solo (25 a 350C) Atividade microbiana

pH do solo ( próximo a neutralidade)

estimula bactérias
nitrificantes

Umidade do solo (capacidade de campo)
bactérias nitrificantes são mais sensíveis
do que fungos e actinomicetos

CAMINHOS DO NITRATO NO SOLO

Absorção por plantas e microorganismos
(processo assimilativo - imobilização)

Lixiviação

Permanência como NO3-

Desnitrificação (redução desassimilativa)


DESNITRIFICAÇÃO

Processo de redução desassimilativa mediada por
microorganismos anaeróbicos facultativos que
utilizam o oxigênio do nitrato, na ausência do O 2
livre no meio

NO3- NO2- ; N2O; N2


BIOQUÍMICA DA DESNITRIFICAÇÃO

+5
NO3- NO2- HON2O2
Nitrato redutase Nitrito redutase

0
N2O NO N2
redutase do redutase do
óxido nítrico óxido nitroso


MICRORGANISMOS QUE ATUAM NA
DESNITRIFICAÇÃO

Anaeróbicos facultativos

Pseudomonas (heterotrófico)

Micrococcus denitrificans (quimioautotrófico)

Thiobacillus denitrificans (quimioautotrófico)


CONDIÇÔES FAVORÁVEIS PARA QUE OCORRA A
DESNITRIFICAÇÃO

Ausência de O2 livre (solos encharcados
arroz inundado, adubação nitrogenada?)

Matéria orgânica


PERDAS DE NITROGÊNIO NO SOLO:
POR QUE OCORREM?

Erosão (solo sem vegetação ou vegetação esparsa)

Ação da água do solo (lixiviação – NO3-)

Mecanismos que convertem o N para a
forma gasosa

Desnitrificação

Resíduos de origem animal (urina/uréia)
Volatilização (pH levemente alcalino/
superfície do solo – perdas de até 50%)

Condensação
Evaporação
Liquefação ÁGUA
Solidificação

Particularidade das principais causas da perda da capacidade de infiltração e
percolação da água no solo.

Topo de Morro Erosão
Sem Vegetação Laminar de Impacto
Topo de Gota de Chuva
Morro e Celamento
Superficial
Nascente
Poros Aterrada
Obstruído
s
Lençol
Freático
Fissuras
Obstruída Erosão
s Laminar

Camada de
de
Impedimento

Assoreamen
Aquífero to
Rocha
Camada do Rio
Impermeável

Figura.... Particularidade dos principais eventos de comprometimento da capacidade de infiltração e percolação da água no solo.

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