Le cycle de l'azote - document à compléter

Le cycle de l'azote - Document d'aide à la reconstitution de la planche non légendée :

L'azote est un élément indispensable à la vie. Il entre dans la composition des protéines, des acides nucléiques (ADN et ARN) et de nombreuses autres molécules des êtres vivants. Pourtant, l'azote gazeux (N₂), qui représente environ 78 % de l'atmosphère, ne peut être utilisé directement par la majorité des organismes. Il doit d'abord être transformé en différentes formes minérales grâce à l'action de phénomènes physiques, biologiques ou industriels.

Azote atmosphérique (N₂)
L'atmosphère constitue le principal réservoir d'azote de la planète. Sous cette forme gazeuse très stable, cet élément est peu réactif et ne peut être assimilé directement par les végétaux.

Fixation atmosphérique (éclairs)
Lors des orages, les températures très élevées produites par les éclairs permettent à une faible partie de l'azote atmosphérique de réagir avec l'oxygène. Les composés formés sont ensuite entraînés par les pluies vers le sol, où ils deviennent disponibles pour les êtres vivants.

Fixation biologique (bactéries libres du sol)
Certaines bactéries possèdent la capacité exceptionnelle de transformer directement l'azote atmosphérique en composés azotés assimilables. Elles constituent une voie naturelle essentielle d'entrée de l'azote dans les écosystèmes.

Fixation industrielle (engrais minéraux)
L'industrie fabrique des engrais azotés en transformant l'azote atmosphérique en composés minéraux. Ces engrais sont apportés aux cultures afin d'améliorer leur croissance et leur rendement.

Absorption par les racines
Les racines des plantes absorbent les ions minéraux présents dans le sol, principalement les nitrates (NO₃⁻) et, dans une moindre mesure, les ions ammonium (NH₄⁺).

Assimilation par les plantes
Les végétaux utilisent l'azote absorbé pour fabriquer leurs protéines, leurs enzymes, leur chlorophylle et leurs acides nucléiques. L'azote minéral devient ainsi de la matière organique végétale.

Consommateurs (animaux)
Les animaux obtiennent leur azote uniquement en consommant des végétaux ou d'autres animaux. L'azote passe ainsi d'un organisme à l'autre au sein des chaînes alimentaires.

Déchets organiques
Les excréments, les feuilles mortes, les cadavres et l'ensemble de la matière organique morte retournent dans le sol où ils seront progressivement décomposés.

Ammonification (bactéries, champignons) - NH₃ / NH₄⁺ (ammoniac / ammonium)
Les décomposeurs transforment la matière organique en ammoniac (NH₃) ou en ions ammonium (NH₄⁺). Cette étape remet l'azote organique sous une forme minérale. L'ammoniac et l'ammonium constituent une forme minérale intermédiaire de l'azote dans le sol. Ils peuvent être directement utilisés par certains végétaux ou transformés par des bactéries.

Nitrification (bactéries)
Des bactéries spécialisées oxydent progressivement l'ammonium. Cette transformation s'effectue en plusieurs étapes et conduit finalement à la formation des nitrates.

NO₂⁻ (nitrites)
Les nitrites constituent un composé intermédiaire de la nitrification. Ils sont généralement rapidement transformés en nitrates par d'autres bactéries.

NO₃⁻ (nitrates)
Les nitrates représentent la principale forme d'azote absorbée par les végétaux. Très solubles, ils circulent facilement dans le sol mais peuvent aussi être entraînés par les eaux.

Lessivage et ruissellement
Une partie des nitrates est entraînée par les eaux de pluie vers les rivières, les lacs ou les océans. Ce phénomène peut contribuer à l'enrichissement excessif des milieux aquatiques en éléments nutritifs.

Assimilation par les organismes aquatiques
Les végétaux aquatiques, les algues et le phytoplancton utilisent les nitrates dissous pour produire leur propre matière organique, qui alimente ensuite les réseaux alimentaires aquatiques.

Sédimentation
Une partie de la matière organique produite dans les milieux aquatiques se dépose au fond des eaux sous forme de sédiments.

Dénitrification (bactéries)
Dans les sols ou les sédiments pauvres en oxygène, certaines bactéries transforment les nitrates en azote gazeux (N₂), qui est renvoyé dans l'atmosphère. Cette étape boucle le cycle de l'azote.