El nitrógeno es el elemento más abundante en la atmósfera de nuestro planeta. Aproximadamente el 78% de la atmósfera está compuesta de gas nitrógeno (N2).

El nitrógeno es un componente de vital importancia para toda la vida. Es una parte importante de muchas células y procesos como aminoácidos, proteínas e incluso nuestro ADN. También se necesita para producir clorofila en las plantas, que se utiliza en la fotosíntesis para producir su alimento.

Como parte de estos procesos de vida, el nitrógeno se transforma de una forma química a otra. Las transformaciones que sufre el nitrógeno a medida que se mueve entre la atmósfera, la tierra y los seres vivos conforman el ciclo del nitrógeno.

Fijación

El nitrógeno en su forma gaseosa (N2) no puede ser utilizado por la mayoría de los seres vivos. Tiene que ser convertido o «fijo» a una forma más utilizable a través de un proceso llamado fijación. Hay tres maneras de fijar el nitrógeno para ser útil para los seres vivos:

• Biológicamente: El gas nitrógeno (N2) se difunde en el suelo desde la atmósfera, y las especies de bacterias convierten este nitrógeno en iones de amonio (NH4+), que pueden ser utilizados por las plantas. Las legumbres (como el trébol y los altramuces) a menudo son cultivadas por los agricultores porque tienen nódulos en sus raíces que contienen bacterias fijadoras de nitrógeno. (Obtenga más información sobre este proceso en el artículo El papel del trébol.)
• A través de rayos: Los rayos convierten el nitrógeno atmosférico en amoníaco y nitrato (NO3) que entran en el suelo con la lluvia.
• Industrialmente: La gente ha aprendido a convertir el gas nitrógeno en amoníaco (NH3-) y fertilizantes ricos en nitrógeno para complementar la cantidad de nitrógeno fijada naturalmente.

Descomposición

Las plantas absorben compuestos de nitrógeno a través de sus raíces. Los animales obtienen estos compuestos cuando comen las plantas. Cuando las plantas y los animales mueren o cuando los animales excretan desechos, los compuestos nitrogenados de la materia orgánica vuelven a entrar en el suelo, donde son degradados por microorganismos, conocidos como descomponedores. Esta descomposición produce amoníaco, que luego puede pasar por el proceso de nitrificación.

Nitrificación

Las bacterias nitrificantes del suelo convierten el amoníaco en nitrito (NO2-) y luego en nitrato (NO3-). Este proceso se llama nitrificación. Compuestos como nitrato, nitrito, amoníaco y amonio pueden ser absorbidos de los suelos por las plantas y luego utilizados en la formación de proteínas vegetales y animales.

Desnitrificación

La desnitrificación completa el ciclo de nitrógeno convirtiendo el nitrato (NO3-) de nuevo en nitrógeno gaseoso (N2). Las bacterias desnitrificantes son los agentes de este proceso. Estas bacterias utilizan nitrato en lugar de oxígeno al obtener energía, liberando gas nitrógeno a la atmósfera.

Los compuestos nitrogenados y los posibles impactos ambientales

La agricultura puede ser responsable de aproximadamente la mitad de la fijación de nitrógeno en la Tierra a través de fertilizantes y el cultivo de cultivos fijadores de nitrógeno. El aumento de los aportes de nitrógeno (en el suelo) ha llevado a que se produzcan muchos más alimentos para alimentar a más personas, lo que se conoce como «la revolución verde».

Sin embargo, el nitrógeno en exceso de la demanda de las plantas puede filtrarse de los suelos a las vías fluviales. El enriquecimiento de nitrógeno contribuye a la eutrofización.

Otro problema puede ocurrir durante la nitrificación y desnitrificación. Cuando el proceso químico no se completa, se puede formar óxido nitroso (N2O). Esto es preocupante, ya que el N2O es un potente gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global.

Un equilibrio de compuestos nitrogenados en el medio ambiente apoya la vida vegetal y no es una amenaza para los animales. Es solo cuando el ciclo no está equilibrado que ocurren los problemas.

Some common forms of nitrogen