3 s ciclos biogeo 21122012
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Carbono, hidrogênio, oxigênio e Carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênionitrogênio
Elementos químicos Elementos químicos quantitativamente mais abundantes quantitativamente mais abundantes
nos seres vivosnos seres vivos
NN22– 79% dos gases da atmosfera– 79% dos gases da atmosfera
N –células necessitamN –células necessitam
Para fabricar DNA, RNA e proteínasPara fabricar DNA, RNA e proteínas
Principais processos biológicos de transformação de matériaFotossíntese
6CO2+6H20 6 O2 + C6H12O6 Respiração= 6 O2 + C6H12O6 6CO2+6H20FermentaçãoDecomposiçãoSíntese protéica
CO2 Atmosférico
Hidrosfera
Rochas carbonatadas
Recifes de coral
Produtores Consumidores
Decompositores
MineralizaçãoAção bactreriana
Formação De CO2 e Petróleo
Combustão
Vulcanismo
Ciclo do Carbono
O Monóxido de CarbonoASFIXIANTE 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.
Ecosfera (atmosfera, hidrosfera e litosfera)Ecosfera (atmosfera, hidrosfera e litosfera)
0,04% do N está na forma combinada
43% inorgânico57% orgânico
4% nos seres vivos
94% nos vegetais 4% na biomassa microbiana
2% nos animais
AMONIFICAÇÃOAMONIFICAÇÃO
(MINERALIZAÇÃO DO NITROGÊNIO ORGÂNICO)(MINERALIZAÇÃO DO NITROGÊNIO ORGÂNICO)
Transformação do nitrogênio da forma orgânica (RCOOHNH2) para a forma de NH3
NH3 + H2O NH4+ + OH
ESQUEMA SIMPLIFICADO DA ESQUEMA SIMPLIFICADO DA AMONIFICAÇÃOAMONIFICAÇÃO
N-orgânico
Mineralização
N-mineral
Microrganismos Heterotróficos*
Absorção pelas plantas NH4+ e NO3
-
FATORES QUE AFETAM A FATORES QUE AFETAM A AMONIFICAÇÃOAMONIFICAÇÃO
•• Relação C/N Relação C/N imobilização do Nimobilização do N
•• Temperatura Temperatura
•• Umidade/aeração Umidade/aeração
•• pH da solução do solo pH da solução do solo
•• Atividade microbianaAtividade microbiana
EQUILÍBRIO ENTRE MINERALIZAÇÃO E EQUILÍBRIO ENTRE MINERALIZAÇÃO E IMOBILIZAÇÃOIMOBILIZAÇÃO
N-orgânico
Mineralização
N-mineral
Imobilização
Plantas e microorganismos
*Alterações do meio (manejo) alteram este equilíbrioEx: relação C/N – é necessário fontes de carbono para equilibrar a absorção do nitrogênio
MICROORGANISMOS QUE ATUAM NO MICROORGANISMOS QUE ATUAM NO PROCESSO DE AMONIFICAÇÃOPROCESSO DE AMONIFICAÇÃO
Grande diversidade microbiana
Bactérias, actinomicetos e fungos, aeróbicos e anaeróbicos (heterotróficos)
NITRIFICAÇÃONITRIFICAÇÃO
Processo biológico realizado por um grupo específicode microorganismos (bactérias quimioautotróficas)
NH4+ NO3
-
HÁ ALGUNS MICROORGANISMOS , PRINCIPALMENTE FUNGOS, QUE PODEM NITRIOFICAR NH4MAS EM TAXAS MUITO BAIXAS.
A NITRIFICAÇÃO É UM PROCESSO DE OBTENÇÃO DE ENERGIA PARA OS QUIMIOSSINTETIZANTES, PELAS ALTERAÇÕES NA VALÊNCIA DO NITROGÊNIO
Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto
As bactérias que participam do cilo do nitrogênio obtêm Carbono no CO2
Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto
FATORES QUE AFETAM A NITRIFICAÇÃOFATORES 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 SOLOCAMINHOS DO NITRATO NO SOLO
Absorção por plantas e microorganismos (processo assimilativo - imobilização)
Lixiviação
Permanência como NO3-
Desnitrificação (redução desassimilativa)
Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto
DESNITRIFICAÇÃODESNITRIFICAÇÃO
Processo de redução desassimilativa mediada por microorganismos anaeróbicos facultativos que utilizam o oxigênio do nitrato, na ausência do O2
livre no meio
NO3- NO2
- ; N2O; N2
Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto
BIOQUÍMICA DA DESNITRIFICAÇÃOBIOQUÍMICA DA DESNITRIFICAÇÃO
NO3- NO2
-
Nitrato redutase
HON2O2
Nitrito redutase
N2O redutase do óxido nítrico
NO redutase do óxido nitroso
N2
+5
0
Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto
MICRORGANISMOS QUE ATUAM NA MICRORGANISMOS QUE ATUAM NA DESNITRIFICAÇÃODESNITRIFICAÇÃO
Anaeróbicos facultativos
Pseudomonas (heterotrófico)
Micrococcus denitrificans (quimioautotrófico)
Thiobacillus denitrificans (quimioautotrófico)
Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto
CONDIÇÔES FAVORÁVEIS PARA QUE OCORRA ACONDIÇÔES FAVORÁVEIS PARA QUE OCORRA A
DESNITRIFICAÇÃODESNITRIFICAÇÃO
Ausência de O2 livre (solos encharcados arroz inundado, adubação nitrogenada?)
Matéria orgânica
Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto
PERDAS DE NITROGÊNIO NO SOLO:PERDAS DE NITROGÊNIO NO SOLO:
POR QUE OCORREM?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%)
Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto
LençolFreático
FissurasObstruída
s
RochaImpermeável
Aquífero
PorosObstruído
s
Camada deImpedimento
ImpactoGota de Chuva
e CelamentoSuperficial
NascenteAterrada
ErosãoLaminar
LençolFreático
FissurasObstruída
s
RochaImpermeável
Aquífero
PorosObstruído
s
Camada deImpedimento
ImpactoGota de Chuva
e CelamentoSuperficial
NascenteAterrada
ErosãoLaminar
Assoreamento
do Rio
ErosãoLaminar de
Topo de Morro
Topo de MorroSem Vegetação
Figura.... Particularidade dos principais eventos de comprometimento da capacidade de infiltração e percolação da água no solo.
Particularidade das principais causas da perda da capacidade de infiltração e percolação da água no solo.
Camada
de