Il ciclo dell'azoto

La prima tappa del ciclo dell’azoto è la fissazione (riduzione) dell’azoto atmosferico da parte dei batteri che fissano l’azoto per dare l’ammoniaca (NH3 o NH4+).
La riduzione dell’azoto ad ammoniaca è una reazione esoergonica:

Ad opera dei batteri del suolo, tutta l’ammoniaca viene ossidata in ioni nitrito, che sono tossici alle piante, e poi in ioni nitrato, che sono assunti facilmente dalle piante come nutrienti; questo processo prende il nome di nitrificazione.

Le piante e molti batteri possono facilmente ridurre il nitrato ad ammoniaca ad opera delle nitrato-reduttasi, nel processo detto ammonificazione.
L’ammoniaca così formata può essere inserita nella molecola degli aminoacidi delle piante che sono poi utilizzate dagli animali come fonte di aminoacidi essenziali e non essenziali per costruire le loro proteine.
Quando un organismo muore, la degradazione microbica delle sue proteine permette all’ammoniaca di tornare al suolo dove viene convertita in nitriti e nitrati dai batteri del suolo. Il bilancio tra azoto fissato e azoto atmosferico viene mantenuto dai batteri che convertono il nitrato a N2 in condizioni di anaerobiosi. In questo processo detto denitrificazione i batteri del suolo, per lo più di suoli impregnati di acqua o nei sedimenti dei laghi, oceani, paludi e stagni, convertono NH3 e NH4+ in ioni nitrito e nitrato e dopo ad azoto molecolare gassoso (N2) e ad ossido nitroso (N2O). Questi gas sono rilasciati in atmosfera per ricominciare il ciclo.