Cycle De L'azote

Question 1

Formes de N réduites

Answer 1

• NH3/NH4+: NO=3, NH3= forme gazeuse( volatilisation possible), NH4+= forme dissoute assimilable par prod primaire (complexation possible)
• Norg= R-NH2: NO=3, a.a. (protéines) et bases azotées (ADN/ARN)

Question 2

Formes de N oxydées

Answer 2

• N2O (oxyde nitreux= gaz): NO=+1
• NO (oxyde nitrique= gaz): NO=+2
• NO2- (nitrites): NO=+3
• NO3- (nitrates): NO=+5: forme très soluble (lessivage), assimilable par prod primaire

Question 3

Forme de N neutre

Answer 3

N2= azote gazeux (utilisable uniquement par bactéries fixatrices d’N)

Question 4

Réservoirs de N actifs

Answer 4

Organismes vivants

M.O.

Question 5

Réservoirs de N inactifs

Answer 5

Atm: qté très élevé mais fixation limitée
Roches ignées et sédimentaires: très peu utilisables
Sels inorg: [] faible, solubles donc pas accumulation

Question 6

Volatilisation de l’ammoniac

Answer 6

NH3(sol) vers NH3(air)
NH3= gaz à pH de 10
Qd pH augmente(sinon sous forme NH4+)
Qd bcp de vent

Question 7

Complexation avec le sol

Answer 7

NH4+ vers NH4+ lié
Charge + permet liaison avec éléments -:
argile, m.o., uorgs
Rend NH4+ - dispo

Question 8

Lessivage des nitrates

Answer 8

NO3- vers NO3- (vers autre habitat)
Forme d’N la + soluble= perte par lessivage + important si déforestation (pcq sinon végétaux l’assimile)
Effets négatifs:
-pertes $
-risque d’eutrophisation
-danger pour santé humaine (si ds eau de consommation)

Question 9

Fixation d’azote (chimique)

Answer 9

Peu
Procédés industriels
Action volcanique
Radiations ionisantes
Éclairs

Question 10

Fixation d’azote (biologique)

Answer 10

Seulement par procaryotes
Symbiotiques (+) ou non
Ac enzyme nitrogénase (sensible à O2)
Rx demande bcp d'É
Org aérobies ou anaérobies (adaptations nécessaires pour org aérobie)

Question 11

Fixation d’azote (Symbiotique)

Answer 11

1.Bactéries ds nodules des légumineuses :
ex: Rhizobium, fournissent NH4+ à plante, Nodules fournissent Corg, protection, O2 par leghémoglobine(lg)
2.Actinobactéries ds nodules de non légumineuse:
Ex: Frankia (ac aulne) = Actinorhizes
3.Cyanobactéries en association:
ex: lichens

Question 12

Fixation d’azote (non symbiotique)

Answer 12

1. Bactéries libres en anaérobie: Clostridium
2. Cyanobactéries libres ( pas en association, hétérocystes: fixation N2 seulement ds hétérocystes, paroi épaisse, échange Corg et NH4+ ac c voisines
3. Bactéries libres ( ou faiblement associées aux racines = rhizocoenoses): Azotobacter

Question 13

Nitrogénase

Answer 13

N2+6é+É vers 2NH4+
Enzyme très sensible à O2 donc rx doit se faire en anaérobiose
1.Adaptations nécessaires pour org aérobie:
Respiration rapide (limiter la [O2] intra c) ex: Azotobacter
Capsule (limiter la [O2] intra c)
Hétérocystes( paroi c épaisse pour confiner processus)
Agrégation c , moins [O2] ds centre agrégat
Relation symbiotique ac c végétales (aucune adaptation nécessaire pour org anaérobie) Ex: Clostridium
2.Rx influencée par:
-[Corg], plupart sont hétérotrophes donc si Corg diminue alors diminue fixation N2
-[O2], adaptations pour diminuer [O2] pcq nitrogénase sensible O2, bcp sont aérobies donc besoin limiter la [O2] intra O2 pour resp
-[N assimilable], rx demande É donc pas faire si pas nécessaire si [Nass] augmente fixation N2 diminue
- pH, si diminue fixation N2 pcq métaux lourds +dispo

Question 14

Nitrification

Answer 14

NH3 vers NO2- vers NO3-
Processus aérobie (oxydation), par chimiotrophes(croissance lente), en 2 étapes: nitritation et nitratation
Rx complète affectée par:
[O2] donc texture et aération du sol
PH si bas - nitrification (rétro-inhibition, libération de H= et ralentit rx)
T opt=30-35 C
Compétition pour NH4+: immobilisation vs nitrification
Tanins végétaux: contrôle nat des pertes d’N pour végétaux si tanins élevé diminue nitrification

Question 15

Nitritation

Answer 15

2NH3+ 3O2 vers NO2- +H+ +É
Sol doit être bien aéré
Rx acidifiante (rétroinhibition)
É sert à assimiler le CO2 car chimiolithotrophes sont autotrophes 
NO2- : phytotoxine et s'accumule pas
Nitrosomas

Question 16

Nitratation

Answer 16

2NO2- + 1/2 O2 vers NO3- +É
NO2-: phytotoxine et s’accumule pas
Sol doit être bien aéré
Nitrobacter

Question 17

Effet négatif et positif de nitrification complète

Answer 17

Effets +:
+ N assimilable pour plantes pcq NO3- + soluble et NH4+ adsorbé ac sol et m.o. = - dispo que NO3-
Diminue qté NH4+ ds eau, - toxique pour poissons en qté élevé
Effets -:
Diminue qté N ds sol car NO3- facilement lessivé
Perte de $ ( diminue prod pcq - fertilisant)
Pollution = risque d’eutrophisation
Danger pour santé humaine: diminue transport O2 par Hg, prod chloramine en présence m.o. et Cl

Question 18

Assimilation

Answer 18

NO3- ou NH4+ (ext c) vers NO3- ou NH4+(int c)
Végétaux préfère NH4+ mais assimilent + NO3-, pcq NH4+ souvent complexé au sol donc - dispo
Type d’ions qui entre ds c influence pH environnant: NH4+= diminue pH car H+ sort c pour faire entrer ion+, NO3-= augmente pH car OH- ou HCO3- sort de c
Assimilation de Norg (sous forme a.a.) via mycorhize seulement

Question 19

Immobilisation

Answer 19

NH4+ ou NO3- vers Norg
Seulement fait par prod primaire
Transfo de Ninorg en Norg (ex: a.a., protéines, sucres aminés, acides nucléiques) ds les organismes

Question 20

Prédation et consommation

Answer 20

Norg vers Norg
Hétérotrophes
N transféré d’un échelon à l’autre du réseau alimentaire

Question 21

Réduction assimilative des nitrates

Answer 21

NO3- vers Norg
Aérobie ou anaérobie selon org
(NO3- vers NH4+ vers glutamine vers a.a.)

Question 22

Excrétion de Norg et mortalité

Answer 22

Norg vers Norg

ex: Urée (NH2-CO-NH2)

Question 23

Ammonification (décomposition/minéralisation et excrétion de NH4+)

Answer 23

Norg vers NH4+
Aérobie favorisée mais peut être fait en anaérobie
Sécrétion ou m.o. morte
Dégradation des protéines, sucres aminés (chitine, peptidoglycane) et acides nucléiques (dégradation rapide donc pas accumulation) en NH4+
Par uorgs (bactéries et mycètes surtout) et animaux
Rôle des animaux:
Bris physiques
Minéralisation ds intestins
Libération de NH4+ par poissons

Question 24

Dénitrification (resp nitrates)

Answer 24

NO3_ vers N2 (réduction)
Resp aérobie (NO3- = accepteur final d’é)
Par bactéries hétérotrophes: Pseudomonas
Rx influencée par:
[NO3-] élevé= dénitrification + (substrat rx)
Corg élevé= dénitrification + ( bcp sont hétérotrophes)
[O2] faible= dénitrification + (car rx en anaérobie)
Humidité élevé= dénitrification + (car bcp d’eau= anaérobie)
PH (optimal = 6-8, + lent si pH acide) et T
Rx complète comporte pls étapes, mais pas tjrs complète car dépend uorgs présents et cond enviro
En général rx pas très bonne
NO2= toxiques , prod nitrosamines
NO et N2O = catalysent destruction couche d’ozone
N2= perte de N ds atm ( environ 15% engrais azotés perdus)

Question 25

Effets négatifs de dénitrification complète et sol’n pour l’éviter

Answer 25

Effets -:
- N assimilables pour plantes donc - perte N du sol vers atm
Pertes $, - prod pcq - fertilisants
Prod de substances toxiques pour santé humaine
Effet néfaste pour couche ozone
Sol’n:
Inhibiteur nitrification , diminue [NO3]
Augmenter fixation bio de N2 (pour compenser)
Optimiser temps et taux application des engrais ( pas avant pluie pcq lessivage)
Maximiser engrais sous forme Norg ( libération graduelle d’Nass)
Améliorer drainage du sol
Oxygéner eau d’un aquarium