Ciclo dell'azoto

L'azoto è largamente diffuso in natura, in particolare questo elemento costituisce il 78% dell'aria; ciò nonostante pochissimi organismi hanno la capacità di utilizzarlo prelevandolo direttamente. L'azoto molecolare (N2), così come si trova nell'atmosfera, è un gas inerte che può essere prelevato o meglio 'fissato', cioè legato in un composto chimico, solo da alcuni Batteri e Alghe microscopiche. Gli altri vegetali devono invece nutrirsi di sali dell'azoto, quindi di composti inorganici di questo elemento.L’azoto è un elemento chiave della produzione,  è un elemento fondamentale per la composizione amminoacidica, e per la crescita colturale. La carenza di azoto provoca lo sviluppo stentato, clorosi, minore produzione, mentre un eccesso di azoto porta allo sviluppo del collenchima a scapito  dello sclerenchima (allettamento, rotture, attacchi parassitari, allungamento ciclo vegetativo (minore precocità di produzione). Sebbene l’N costituisca circa il 78% (in volume) dell’atmosfera e sia presente un componente significativo del suolo, è uno degli elementi limitanti la produzione, questo perché l’azoto è per l’80% di tipo organico e quindi non disponibile e quello dell’atmosfera è molto stabile, quindi ne ho molto ma non disponibile; mi servono i mo che lo trasformano
Esercizio
Quanto N è presente nei primi 30 cm di profilo in un campo di 1 ha, sapendo che la densità apparente del suolo è 1.2 t/m3  e la concentrazione di N è dello 0.1%?
Volume = 10000x0,3=3000m3-------x 1,2t/m3= 3600t---x concentrazione = 3,6t=3600kg

L'importanza biologica dell'azoto è dovuta alla sua partecipazione alla costituzione delle molecole delle sostanze proteiche.
Le piante possono assorbire sia NO3- che NH4+ e può avvenire per diffusione e flusso di massa. L’assorbimento dell’NO3 è normalmente più elevato e favorito da pH acido; associato all’assorbimento di cationi (Ca, Mg, K), l’elevato assorbimento dell’NO3 aumenta l’alcalinità della rizosfera.
Dal punto di vista energetico è preferito l’assorbimento dell’NH4; favorito da pH neutro e depresso da pH acido, l’assorbimento diminuisce il pH della rizosfera perchè vengono estrusi H+; da ricordare che la tolleranza limitata nei confronti dell’NH4. La preferenza delle piante per l’NH4 o l’NO3 dipende dalla specie, età, ambiente e altri fattori: in generale cereali, mais, barbabietola e riso usano entrambe le forme; cavolo, fagioli, solanacee (es. pomodoro, tabacco patata ): preferiscono l’NO3 mentre certe varietà di riso non possono tollerare l’NO3.
Quando queste sostanze finiscono sul terreno, unitamente ad altri composti organici azotati, quali l'urea o gli acidi nucleici, le loro molecole vengono disgregate a opera di microrganismi che agiscono in fasi successive fino alla liberazione di ammoniaca (NH3) e anidride carbonica; si realizza così quel processo che viene indicato con il nome di 'ammonificazione'.
L’azoto può entrare nell’atmosfera e quindi nel comparto suolo attraverso le piogge sotto diverse forme : NH4+, NO3-(deriva da un 20% dai fulmini (N fix non biologica) e la restante percentuale dalle industrie), NO2-, N20 (ossido nitroso), N organico(dalla crosta terrestre) e NH3 (da siti industriali, allevamenti, e dalla volatilizzazione del suolo) .

L'ammoniaca non può essere utilizzata come tale dalle piante per cui va incontro a un primo processo di ossidazione che si indica con il nome di 'nitrificazione' e che riguarda la formazione di nitriti, al quale ne segue un secondo, la 'nitratazione', che porta alla produzione di nitrati, che possono essere assorbiti dalle piante attraverso l'apparato radicale o essere attaccati mediante processi di denitrificazione che portano a una restituzione dell'azoto molecolare all'atmosfera.