Eléments d’approfondissement du cycle biogéochimique de l’azote

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1 Eléments d’approfondissement du cycle biogéochimique de l’azote

2 Organismes humus hétérotrophes
N2 atmosphérique Organismes humus hétérotrophes Plantes NH3 engrais industriels NO3- nappes phréatiques, rivières, océans Ammonification Dénitrification anaérobie Bactéries diazotrophes Nitrification aérobie Le cycle biogéochimique de l’azote Lessivage

3 Ammonification aérobie :
Humus NH4+ acides aminés Pas de changement du degré d’oxydation de l’azote. Les bactéries aérobies de l’ammonification hydrolysent les grosses molécules complexes de l’humus. L’ammonium produit leur sert à synthétiser leurs acides aminés. Elles enrichissent le sol en azote minéral, très peu stocké (car volatile sous forme d’ammoniac NH3). L’aération du sol favorise la dégradation de la matière organique par les bactéries aérobies.

4 Nitrification aérobie : ATP, NADH
électron H20 NH4+ NO3- Utilisation de l’azote réduit du sol (NH4+) comme « aliment » énergétique (chimiolithotrophie) par certaines bactéries aérobies du sol. L’ammonium est oxydé en nitrates. Les électrons libérés sont transférés sur le dioxygène, avec production d’eau. Au cours de cette respiration cellulaire, de l’ATP et du NADH sont fabriqués. Les bactéries de la nitrification enrichissent le sol en nitrates (encore un intérêt à l’aération du sol). Ceux-ci sont très peu stockés car pas retenus dans le sol.

5 Dénitrification anaérobie : ATP, NADH
électron + N03- N2 Substrat réduit Substrat oxydé Utilisation de l’azote oxydé du sol (NO3-) lors de la respiration cellulaire comme «accepteur d’électron » à la place de l’oxygène absent, par certaines bactéries anaérobies du sol. Les nitrates sont ainsi réduits en diazote. Les électrons proviennent de l’oxydation de divers substrats pris dans le sol (chimiotrophie). On parle de « respiration aux nitrates » (au lieu de la respiration classique aérobie, à l’oxygène). Les bactéries de la dénitrification appauvrissent le sol en nitrates et en azote (problème en sol noyé par l’eau).

6 Diazotrophie : ATP, NADH N2 NH4+ Les bactéries diazotrophes savent réduire le diazote atmosphérique en ammonium puis l’assimiler en acides aminés. La réduction du diazote est très coûteuse en énergie. Les diazotrophes, parfois libres, sont souvent associés dans des symbioses avec des partenaires qui les aident dans la fourniture énergétique (symbiose bactéries du sol [Rhizobium]-Fabacées; symbiose cyanobactéries diazotrophes-champignons = lichens) Les bactéries diazotrophes jouent un rôle essentiel dans le cycle biogéochimique de l’azote.