Fijación industrial del nitrógeno

4.- Ciclo del nitrógeno

Fijación del nitrógeno

Proceso de reducción del N₂ atmosférico, no asimilable, a NH₄⁺ asimilable por las plantas y, a través de ellas, por toda la cadena trófica.

La fijación de nitrógeno se produce únicamente por bacterias en condiciones anaerobias y requiere el consumo de una gran cantidad de energía.

La fijación de nitrógeno supone unos 2x10⁸Tm al año (unas 8 veces la producción anual de abonos nitrogenados).

Amonificación

Consiste en la liberación del NH₄⁺ de las moléculas orgánicas. Es un proceso microbiano producido por microorganismos ureolíticos y por especies que posean desaminasas.

Nitrificación

Proceso en el que ciertos quimiolitotrofos utilizan la energía liberada en la oxidación del NH₄⁺ para sus reacciones metabólicas. Este proceso es muy poco eficiente, por lo que es necesaria la oxidación de una gran cantidad de substrato para que pueda producirse un crecimiento apreciable de este tipo de microorganismos. Por otra parte, el proceso es obligadamente aerobio.

La nitrificación produce un cambio notable en el estado de oxidación del nitrógeno fijado al pasar de forma catiónica (NH₄⁺) a aniónica (NO₃^-). En suelos arcillosos de gran carga negativa, el NH₄⁺ queda retenido con más facilidad, mientras que el NO₃^- no se retiene y pasa a aguas subterráneas con lo que sale del sistema. Un efecto colateral negativo de la nitrificación es que los nitratos son tóxicos para animales ya que pueden dar lugar, entre otros efectos indeseables, a la producción de nitrosaminas y de otros agentes cáncerígenos. En ciertas ocasiones, se han utilizado inhibidores de la nitrificación para reducir estos efectos en el suelo.

Desnitrificación

Se produce por la actividad de microorganismos que, en condiciones de anaerobiosis, son capaces de utilizar NO₃^- y NO₂^- como aceptores finales de electrones en procesos de respiración anaerobia. Los productos finales son diferentes estados de oxidación del nitrógeno (NO, N₂O, N₂) dependiendo de la disponibilidad de materia orgánica, de la concentración de nitratos y del pH del suelo.

Este proceso cierra el ciclo del nitrógeno:
Es una reducción desasimiladora.