La biodiversité en Poitou-Charentes

     

Le cycle de l’azote

1. Définition

L’atmosphère constitué de 78 % d’azote Azote Numéro atomique 7. L’azote est un constituant de l’atmosphère (75% de l’air que nous respirons est composé d’azote) et de la croûte terrestre. L’azote sous sa forme ammoniacale est un nutriment pour les végétaux. L’azote peut se trouver sous différentes formes (nitrate NO3-, nitrite NO2-, ammoniac NH4+). en volume et de 75% en masse, est le principal réservoir du cycle de l’azote.
Les organismes ont besoin d’azote pour fabriquer leurs tissus, leurs acides aminés Acide aminé Molécules organique constituant les protéines. Ces molécules portent un groupement carboxyle (-COOH) et un groupement amine (-NH2). , par exemple. Mais la plupart d’entre eux ne peuvent utiliser l’azote atmosphérique N2 (ou diazote).

2. Fonctionnement

La fixation de l’azote correspond à la conversion de l’azote atmosphérique en azote utilisable (ammoniac NH3 et ions nitrates NO3- par les plantes.

Le cycle de l’azote comprend trois étapes :

2.1. La fixation de l’azote atmosphérique

La fixation d’azote atmosphérique résulte essentiellement de l’action de certaines bactéries dans les sols.

Exemple : Certaines bactéries vivant en symbiose avec les légumineuses Légumineuse Plante contenant des protéines et des acides aminés essentiels et ayant une forte capacité à fixer l’azote atmosphérique. En agriculture elle est utilisée dans un but alimentaire pour les hommes et les animaux (ex : trèfle, luzerne, pois, haricot). , sont de puissants fixateurs d’azote.

La plante fournit les matières organiques dont les bactéries ont besoin.

Les bactéries lui apportent l’azote utilisable qu’elles synthétisent à partir de l’azote atmosphérique.

Certaines légumineuses telles la luzerne et le trèfle, sont utilisés en rotation avec d’autres cultures afin d’enrichir le sols en nitrate.

2.2 Récupération de l’azote contenu dans les matières organiques mortes

Le cycle de l’azote se poursuit au niveau des décomposeurs.
Les végétaux ne pouvant utiliser l’azote que sous la forme minérale (nitrique ou ammoniacale), l’azote organique de ces déchets doit être minéralisé.

Ce sont des micro-organismes décomposeurs (bactéries hétérotrophes, champignons (actinomycètes) qui transforment l’azote des protéines et autres formes d’azote organique en nitrites puis en nitrates.

Les trois principales étapes de cette minéralisation sont les suivantes :

Les nitrates, très solubles dans l’eau ne sont pas retenus dans le sol. Ils suivent l’eau dans ses déplacements. Ils s’infiltrent pour rejoindre les nappes phréatiques, et/ou ruisseler pour gagner un cours d’eau. Il en résulte une pollution Pollution Dégradation de la qualité d’un produit ou d’un milieu qui affecte son aptitude à certains usages ou à servir de support à la vie de certains organismes. des eaux par les nitrates et les nitrites. Cette pollution aboutit par exemple à l’eutrophisation Eutrophisation Phénomène qui affecte les milieux aquatiques (doux et hyalin), essentiellement les lacs, mais aussi les étangs, et les rivières. Il peut être soit naturel soit provoqué par des apports dus aux activités humaines. L’eutrophisation se traduit pour certaines espèces de la flore aquatique (algues) par une prolifération sous l’influence de la photosynthèse, due à un accroissement important de la teneur des eaux en matières nutritives. Les eaux passent de l’état oligotrophe à l’état eutrophe. Un déséquilibre se produit entre les eaux de surface qui s’oxygènent par aération et photosynthèse et les eaux profondes où les matières organiques sont décomposées ce qui consomme de l’oxygène. d’un plan d’eau, par exemple,ou provoque un dépassement du seuil de nitrates rendant l’eau non potable.

2.3 La dénitrification

La dénitrification est réalisée par des bactéries, dites dénitrifiantes, qui décomposent les ions nitrates (NO3-) en azote (N2). Ensuite, l’azote se volatilise et retourne dans l’atmosphère.
Ces bactéries emploient les nitrates comme source d’oxygène pour fabriquer l’énergie dont elles ont besoin.

Cette réaction dégage des produits secondaires comme du CO2 Dioxyde de carbone Gaz incolore produit par la combustion du carbone. Son émission dans l’atmosphère contribue à l’accroissement de l’effet de serre. L’augmentation de sa concentration atmosphérique, passée de 280 ppmv (parties par million en volume) à la fin du XIXème siècle à 355 ppmv de nos jours, est attribuée aux émissions anthropiques (industrie, transport). et de l’oxyde d’azote N2O.
Or, le N2O est un puissant gaz effet de serre Effet de serre À l’origine, l’effet de serre est un phénomène naturel. Environ la moitié de l’énergie émise par le soleil est absorbée par la Terre, le reste est émis sous la forme de rayonnements infrarouges. Or les gaz à effet de serre (GES) empêchent une grande partie de cette chaleur de s’échapper dans l’espace. Sans les GES, la température moyenne du globe terrestre serait de 35°C plus basse. Pour comparaison, sur la planète Mars, où les GES sont absents, la température au sol est de -38°C. A l’opposé, sur la planète Vénus, où les GES sont très abondants, elle dépasse les 300°C. qui contribue de façon significative à l’élévation des températures globales et à la destruction de la couche d’ozone Couche d’ozone Zone de la stratosphère, relativement riche en ozone, qui absorbe les rayonnements ultraviolets du Soleil. L’ozone se forme, à partir de l’oxygène, entre 15 et 60 km d’altitude, avec une concentration maximum située entre 20 et 30 km. Bien qu’à de faibles concentrations (de l’ordre de la partie par millions), l’ozone stratosphérique joue un rôle très important. L’absorption des rayonnements ultraviolets cancérigènes a des conséquences biologiques évidentes sur Terre et contribue par ailleurs à l’effet de serre. dans la stratosphère.
Même si sa concentration reste faible dans l’atmosphère, il faut savoir qu’une molécule de N2O est 200 fois plus efficiente qu’une molécule de CO2 pour créer un effet de serre.

3. Impact des activités humaines

La concentration en N2O atmosphérique augmente annuellement de manière assez conséquente par suite de l’accroissement de la dénitrification.

En 2004, le taux de protoxyde d’azote (N2O) dans l’atmosphère est de 318,6 ppb [1]. Une hausse de 18% par rapport à celle calculée à l’ère industrielle est observée.
Le N2O augmente très régulièrement à un rythme de 0,8 ppb/an .
Source : Premier bulletin annuel sur les concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre Gaz à effet de serre Les gaz à effet de serre sont le gaz carbonique (CO2), le méthane (CH4), les chlorofluorocarbones (CFC), l’ozone (O3) et le protoxyde d’azote (N2O). . (2004). Organisation Météorologique Mondiale (OMM).

En France, l’agriculture contribuerait 75 % des emissions de N2O provenant essentiellement de la transformation des produits azotés dans les sols agricoles (engrais, fumier, résidus de récolte, lisier) (Source : INRA 2003).

Pour en savoir plus :

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Bibliographie :

INRA (2003) : "Le climat change, la nature et l’agriculture aussi ! Quels impacts ? Quelles adaptations ?".

Notes

[1ppb : partie par billion : nombre de molécules de gaz à effet de serre pour un milliard de molécules d’air.

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