Il ciclo globale dell’azoto
Rappresentazione semplificata
del ciclo globale dell’azoto
L’azoto è presente nei diversi comparti dell’ecosistema
terrestre in forme e composti diversi
Nei trasferimenti tra i comparti dell’ecosistema
l’azoto si presenta in forme chimiche
a diversi stati di ossidazione e contenuto energetico
Pool di N
3 900 000 Pg
(Atmosfera)
0.2 Pg (Animali)
14 Pg (Piante)
460 Pg (Suolo)
23 000 Pg
(Acqua)
190 000 000 Pg
(Rocce ignee)
Riserve e flussi di azoto tra i comparti dell’ecosfera (1 Pg = 1015 g)
(Biavati e Sorlini, 2008).
Il ciclo globale dell’azoto
(3.900.000 Pg)
(0,2 Pg)
(14 Pg)
(460 Pg)
Nitrogen in hydrosphere (23.000 Pg)
Nitrogen in the lithosphere (190.000.000 Pg)
Azotofissazione
Fissazione
Le leguminose agiscono sulla fertilità del suolo
tramite la fissazione biologica dell’N2
biologica
139 milioni di tonnellate di N/anno
industriale
77 milioni di tonnellate di N/anno
atmosferica
8 milioni di tonnellate di N/anno
(Brady and Weil, 2002)
I noduli radicali
ospitano i batteri simbionti
responsabili della fissazione
dell’N2 atmosferico
Questo consente il rilascio nel suolo di forme di
azoto ridotto disponibili per le piante
Mineralizzazione-immobilizzazione dell’N nel suolo
Sono rappresentati:
in verde i comparti, in blu gli apporti, in rosso le perdite
CICLO DI MINERALIZZAZIONE-IMMOBILIZZAZIONE DELL’ AZOTO
Asportazione con i raccolti
PIANTE
assimilazione
N2 atmosferico
PERDITE
volatilizzazione
erosione
PERDITE
denitrificazione
lisciviazione
erosione
immobilizzazione
immobilizzazione
microbica
NO3-
fissazione biologica
nitrificazione
NH4+
N organico
molto
stabile
N organico
stabile
N organico
labile
NH4+
rilascio
mineralizzazione
microbica
humus
fissazione
fissato
sulle
argille
mineralizzazione rapida
mineralizzazione lenta
mineralizzazione molto lenta
Apporti con i concimi
Processi fondamentali attuati dai microrganismi
nel ciclo dell’azoto
La trasformazione biologica dell’ N organico in NH4+ è definita
ammonizzazione o mineralizzazione lorda dell’N.
La mineralizzazione netta indica la variazione dell’N inorganico
nel suolo. Può essere rappresentata dalla relazione
Nmn = Ni-(Na+Np+Nv+Nl+Nd)
20
T: F2,54 = 6,625 ** C: F8,54 = 2,469 * TxC: F16,54 = 2,474 *
15
10
NO3-
a
abab
5
ab ab
ab
ab ab
b
0
-1
gNO3 -N g
Feb 2011
Apr 2011
20
Jun 2011
T: F3,72 = 236,711 *** C: F8,72 = 10,255 *** TxC: F24,72 = 4,918 ***
a
a
15
10
abc
5
c
bcabc c bc
c
cc
abc abc
bc
bc
Il nitrato è una
specie
chimica
estremamente
dinamica
nel
suolo,
le
cui
variazioni
sono
controllate
da
fattori biotici ed
abiotici
ab
a
bc
b
b b bbbb
b
ab babababababab
a
0
Nov 2011
20
May 2012
Jun 2012
Sep 2012
T: F3,72 = 32,255 *** C: F8,72 = 7,188 *** TxC: F24,72 = 3,756 ***
15
a
10
ab
a a a ab
ab ab
5
a
ab
abab
ab
b
b
ab
ab
ab
ab
ab b ab b
b
b
bab
0
Nov 2012
P100
P100B50
Mar 2013
P50B50
B100
Apr 2013
F100
F100B50
Jun 2013
F50B50
B100f
Bare soil
IL BILANCIO ENERGETICO GLOBALE
I GHG E IL RISCALDAMENTO GLOBALE
Il potenziale di riscaldamento globale (GWP, Global Warming Potential) di
un gas serra indica il valore (espresso in W . m-2) di forzante radiativo
prodotto dal GHG in un determinato periodo (normalmente 100 anni).
Il potenziale di riscaldamento globale dei gas serra comprende anche i
contributi indiretti dei GHG all’aumento dell’effetto serra.
Il potenziale di riscaldamento globale dei gas serra viene espresso in
relazione al valore di GWP della CO , identificata come gas serra di
2
riferimento.
I GHG E IL RISCALDAMENTO GLOBALE
gwp
(w . m-2)
Gas serra
CO2
280 ppm
380 ppm
125 anni
0,45
1
CH4
0,848 ppm
1,750 ppm
12 anni
0,60
23
N2O
0,285 ppm
0,312 ppm
120 anni
0,25
296
O3
0,022 ppm
0,026 ppm
poche
settimane
non
rilevabile
358
0 ppm
0,533 . 10-3
ppm
102 anni
1
10.600
troposferico
CFC
Concentraz. Vita media
(2005)
Atmosferica
Crescita
Annuale
(%)
Concentraz.
(1860)
CONTRIBUTO RELATIVO DEI PRINCIPALI GAS SERRA
AL SURRISCALDAMENTO GLOBALE
CH4
15%
CO2
60%
O3
12%
N2O
5%
CFC
8%
