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Le cycle de l'azote

Le cycle de l’azote est un cycle biogéochimique qui correspond à l’ensemble des échanges d’azote sur la planète.

Le diazote est le plus abondant des gaz atmosphériques (l'air contient 78% de ce gaz). L'azote est essentiel au fonctionnement des êtres vivants. Il sert notamment à fabriquer des protéines et à produire les bases azotées présentes dans l'ADN. Il ne peut toutefois pas être assimilé directement sous cette forme par la majorité des vivants. Ce sont des bactéries qui transforment l'azote de l'atmosphère en une forme assimilable par les autres organismes vivants. C'est grâce à son cycle biogéochimique que l'azote peut passer d'une forme à une autre.

Il est à noter que les processus du cycle de l'azote se déroulent autant dans la lithosphère que dans l'hydrosphère.

Les principaux processus qui se déroulent lors du cycle de l'azote sont les suivants:

  1. La fixation de l'azote
  2. La nitrification
  3. L'absorption d'azote par les végétaux et les animaux
  4. La décomposition des déchets
  5. La dénitrification


Source

1. La fixation de l’azote

Certaines bactéries, vivant dans le sol ou dans l’eau, captent l’azote atmosphérique et le transforment en azote utilisable par les plantes et les animaux, soit en ammoniac (NH3). Une portion de l'ammoniac est utilisée par les végétaux et les animaux, alors qu'une autre portion réagit avec de l'hydrogène pour former de l'ammonium (NH4+). Parmi les bactéries capables de réaliser la fixation de l’azote, on retrouve des cyanobactéries et certaines bactéries, comme celles du genre Rhizobium, vivant en symbiose avec des plantes (entre autres des légumineuses).

2. La nitrification

Des bactéries oxydent l’ammonium (NH4+) pour former des nitrites (NO2-) et d’autres bactéries oxydent les nitrites (NO2-) pour former des nitrates (NO3-). Ce sont deux réactions d’oxydation.

3. L’absorption d’azote par les végétaux et les animaux

Les végétaux sont capables, grâce à leurs racines, d’absorber le nitrate et l'ammonium présent dans le sol ou dans l’eau. Les végétaux représentent la seule source primaire d’azote disponible pour les animaux herbivores. C’est en mangeant les végétaux que les animaux herbivores ingèrent leur azote. L’azote suit ensuite la chaîne alimentaire. Les carnivores ingèrent leur azote en se nourrissant des animaux herbivores ou d’autres animaux.

4. La décomposition des déchets

On retrouve de l’azote dans les déchets végétaux et animaux (urine, selles, organismes morts, etc.). Certains champignons et bactéries décomposent ces substances et produisent alors de l’ammoniac. Cet ammoniac va pouvoir se dissoudre pour former de l’ammonium.

5. La dénitrification

Les bactéries dites dénitrifiantes transforment les nitrates en diazote. Le diazote retourne alors dans l’atmosphère. Cette réaction chimique produit aussi du dioxyde de carbone (CO2) et de l’oxyde d’azote (N2O).

Les facteurs qui peuvent modifier le cycle de l'azote

Parmi les facteurs naturels qui peuvent modifier le cycle de l’azote, on retrouve, entre autres, la température, le taux d’humidité et le pH. Cependant, avec les explications données ci-dessus, on comprendra que l’activité humaine est malheureusement le facteur qui a le plus d’impact sur la modification du cycle de l’azote. Les engrais que l’on étend sont riches en ammoniac (NH3), en ammonium (NH4+) et en nitrates (NO3-). Par le lessivage, ce surplus de composés azotés se retrouve dans les cours d’eau. L’utilisation des combustibles fossiles dans les moteurs et les centrales thermiques transforment l’azote en oxyde d’azote. La dénitrification est alors augmentée. Or, la dénitrification émet aussi dans l’atmosphère une faible quantité d’oxyde d’azote (N2O). L’oxyde d’azote est un gaz à effet de serre qui contribue à détruire la couche d’ozone dans la stratosphère. Il faut savoir qu’une molécule de N2O est 200 fois plus efficace qu’une molécule de CO2 pour créer un effet de serre.

Les exercices

Les références

Une vidéo explicative sur cycle de l’azote et du phosphore

Le cycle de l’azote – Conseils pour partir un aquarium

Le cycle azoté – principe de base de l’aquariophilie

Cours Planète Terre, Pierre-André Bourque, - Le cycle de l’azote

Animation sur le cycle de l’azote