3 s ciclos biogeo 21122012

Ciclos BIOGEOQUÍMICOS

Processos biológicos envolvidos Matéria cicla Principais ciclos

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.

Ciclo do Oxigênio

O2

Ciclo do Fósforo

Fonte: aula da professora Prof. Maria de Fátima Peixoto

O ciclo do nitrogênio

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

DINÂMICA DO NITROGÊNIO NO DINÂMICA DO NITROGÊNIO NO ECOSSISTEMAECOSSISTEMA

MICROORGANISMOS QUE ATUAM NO MICROORGANISMOS QUE ATUAM NO PROCESSO DE AMONIFICAÇÃOPROCESSO DE AMONIFICAÇÃO

Grande diversidade microbiana

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

BIOQUÍMICA DA AMONIFICAÇÃOBIOQUÍMICA DA AMONIFICAÇÃO

NITRIFICAÇÃONITRIFICAÇÃO

Processo biológico realizado por um grupo específicode microorganismos (bactérias quimioautotróficas)

NH4+ NO3

-

BIOQUÍMICA DA NITRIFICAÇÃOBIOQUÍMICA DA NITRIFICAÇÃO

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


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


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)


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


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


MICRORGANISMOS QUE ATUAM NA MICRORGANISMOS QUE ATUAM NA DESNITRIFICAÇÃODESNITRIFICAÇÃO

Anaeróbicos facultativos

Pseudomonas (heterotrófico)

Micrococcus denitrificans (quimioautotrófico)

Thiobacillus denitrificans (quimioautotrófico)


CONDIÇÔES FAVORÁVEIS PARA QUE OCORRA ACONDIÇÔES FAVORÁVEIS PARA QUE OCORRA A

DESNITRIFICAÇÃODESNITRIFICAÇÃO

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

Matéria orgânica


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%)


ÁGUACondensaçãoEvaporaçãoLiquefação

Solidificação

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

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