Cycle de l'azote

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Schéma du cycle de l'azote Le cycle de l'azote est, un cycle biogéochimique qui décrit la succession des modifications subies par les différentes formes de l'azote (diazote, nitrate, nitrite, ammoniac, azote organique (protéines)).
Cycle de l'azote

Schéma du cycle de l'azote Le cycle de l'azote est, un cycle biogéochimique qui décrit la succession des modifications subies par les différentes formes de l'azote (diazote, nitrate, nitrite, ammoniac, azote organique (protéines)).

Généralités

L'atmosphère est la principale source d'azote, sous forme de diazote, puisqu'elle en contient 78 % en volume. L'azote, composé essentiel à de nombreux processus biologiques, se retrouve entre autres dans les acides aminés constituant les protéines, et dans les bases azotées présentes dans l'ADN. Des processus sont nécessaires pour transformer l'azote atmosphérique en une forme assimilable par les organismes. L'azote atmosphérique est fixé par des bactéries présentes dans le sol, telles que Azobacter vinelandii, grâce à une enzyme, la nitrogénase. Celle-ci qui produit de l'ammoniac à partir de l'azote atmosphérique et de l'hydrogène de l'eau. Certaines de ces bactéries, comme Rhizobium, vivent en symbiose avec des plantes, produisant de l'ammoniac et puisant des glucides de la plante dans la rhizosphère. L'ammoniac peut aussi provenir de la décomposition d'organismes morts par des bactéries saprophytes sous forme d'ions ammonium . Dans les sols bien oxygénés, mais aussi en milieu aquatique oxygéné, des bactéries transforment l'ammoniac en nitrite , puis en nitrates , au cours du processus de nitrification. On peut décomposer cette transformation en nitritation et nitratation. Les végétaux absorbent grâce à leurs racines les ions nitrate et, dans une moindre mesure, l'ammonium présent dans le sol, et les incorporent dans les acides aminés et les protéines. Les végétaux constituent ainsi la source primaire d'azote assimilable par les animaux. En milieu Anoxique, (sol ou milieu aquatique non oxygéné) des bactéries dites dénitrifiantes transforment les nitrates en gaz diazote, c'est la dénitrification.

Ammonification

C'est la production d'ammonium ou d'ammoniac du fait d'une activité biologique, à partir soit de matière organique en décomposition, soit par la réduction de nitrate.

À partir de la matière organique

L'ammonification à partir de la matière organique a pour but de produire une source d'azote directement utilisable par les organismes pour leur propre synthèse. Réalisée uniquement par une biomasse bactérienne :
- Bactéries gram- (Entérobactérie, Pseudomonacea...)
- Bactéries gram+ (Bacillus...)
- Bactéries gram+ (Entérocoques...)
- Champignons

À partir des nitrates

Elle a pour buts :
- de produire de l'énergie par réduction des nitrates en ammonium.
- de produire une forme d'azote assimilable. C'est la dénitrification assimilatrice ou l'ammonification assimilatrice.

Application en traitement des eaux usées

Les stations d'épuration ont notamment comme fonction de dégrader les formes d'azote moléculaire et ammoniacal en nitrates, puis éventuellement de provoquer une détnitrification (ou dénitratation) afin de réduire la concentration de cet élément dans les eaux rejetées.

Application en aquariophilie

Aquarium - Cycle de l'azote Dans un aquarium, les déjections des poissons et la nourriture non consommée sont les sources principales de l'ammoniac, qui est extrêmement toxique. Le cycle de l'azote en aquariophilie représente les transformations que cet ammoniac va subir pour être transformé finalement en nitrates nettement moins toxiques. En effet une première population de bactéries ( appelées nitrosomonas ) va le dégrader en nitrites, eux-mêmes encore très toxiques. Une deuxième population de bactéries ( appelées nitrobacter ) va ensuite apparaître, qui elle va transformer les nitrites en nitrates, dont le taux est généralement acceptable en aquariophilie d'eau douce jusqu'à 50 mg/l. Par contre, les coraux “durs“ ne supportent pas des taux supérieurs à 1-2 mg/l. Ces populations de bactéries vont apparaître progressivement à partir du moment où l'aquarium est mis en route : il faut compter environ 3 semaines avant de pouvoir introduire les premiers poissons. En effet au bout de quelques jours on va voir apparaître un pic de nitrites, dû à la première population de bactéries ; il faut attendre que les nitrites soient totalement indétectables pour pouvoir mettre les poissons dans l'aquarium, car ce sont des produits très toxiques. Les bactéries dégradant l'ammoniac et les nitrites sont présentes dans l'eau, le sol de l'aquarium, et le filtre quand on a un. Si un poisson rouge peut apparemment vivre sans la présence d'une pompe, pour l'aquariophilie d'eau douce tropicale ou d'eau de mer, une pompe à eau pourvue d'un filtre s'impose : en effet les bactéries utiles sont aérobies, c'est-à-dire qu'elles ont besoin d'oxygène pour vivre. La circulation de l'eau permet donc d'une part simplement que l'eau chargée en nitrites et ammoniac soit mise en contact avec les bactéries, et d'autre part que celles-ci reçoivent l'oxygène nécessaire. À partir du moment où le cycle de l'azote s'est installé, on dit que l'aquarium est équilibré : cela signifie donc qu'il n'y a plus de présence d'ammoniac ou de nitrites. Cet équilibre dépend de la présence des bactéries dans l'aquarium : il ne faut donc jamais changer la totalité de l'eau de l'aquarium d'un seul coup sous peine de risquer de le déséquilibrer complètement ; dans ce cas il faudrait de nouveau attendre que les bactéries se reforment... De même il ne faut jamais nettoyer les masses filtrantes avec des détergents, seulement à l'eau de la même température que la cuve (directement avec l'eau vidangée par ex) ; il ne faut pas non plus les nettoyer en même temps qu'on change l'eau, pour les mêmes raisons. Dans un aquarium destiné au maintien et à la reproduction des coraux, il est essentiel de maintenir le taux de nitrates en dessous de 1-2 mg/l. Pour cela, la seule technique est : (1) de maintenir une très faible densité de peuplement en poissons (“1 cm de poisson“ pour 10 litres soit 5 poissons de 10 cm pour un aquarium de 500 litres) et (2) d'éliminer grâce à un écumeur les déchets organiques avant que ceux-ci ne rentrent dans le cycle de l'azote. On s'aidera enfin de pierres vivantes, structures particulièrement bien adaptées à l'hébergement de populations de bactéries anaérobies, qui vont convertir les nitrates (NO3) en azote gazeux (N2) qui va alors s'échapper du système. On dit alors qu'on a bouclé le cycle de l'azote. Ceci est particulierement vrai dans les bacs récifaux.

Voir aussi

- Fixation biologique de l'azote

Liens externe

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Sujets connexes
Acide aminé   Ammoniac   Ammonium   Animal   Anoxie   Aquarium   Aquarium récifal   Azote   Base azotée   Cycle biogéochimique   Diazote   Dénitrification   Fixation biologique de l'azote   Glucide   Hydrogène   Ion   Nitrate   Nitrification   Nitrite   Pierre vivante   Plante   Protéine   Racine (botanique)   Rhizobium   Saprophyte   Symbiose  
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