Categoria: Chimica Pubblicato: February 21, 2014
Le piante non ricevono l’azoto direttamente dall’aria. Anche se l’azoto è l’elemento più abbondante nell’aria, ogni atomo di azoto nell’aria è legato in modo triplo a un altro atomo di azoto per formare azoto molecolare, N2. Questo triplo legame è molto forte e molto difficile da rompere (ci vuole energia per rompere i legami chimici, mentre l’energia viene rilasciata solo quando si formano i legami). Di conseguenza, anche se l’azoto nell’aria è molto comune, è energeticamente sfavorevole per una pianta dividere la molecola di azoto per ottenere gli atomi grezzi che può utilizzare. Il forte legame triplo di N2 rende anche difficile per l’azoto molecolare reagire con la maggior parte delle altre sostanze chimiche. Questo è, infatti, parte del motivo per cui c’è così tanto azoto nell’aria per cominciare. Inoltre, la stabilità e la simmetria della molecola di azoto rendono difficile per le diverse molecole di azoto legarsi tra loro. Questa proprietà significa che l’azoto molecolare può essere raffreddato a temperature molto basse prima di diventare liquido, portando l’azoto liquido ad essere un liquido criogenico molto efficace.
L’atto di rompere i due atomi in una molecola di azoto è chiamato “fissazione dell’azoto”. Le piante ottengono l’azoto di cui hanno bisogno dal suolo, dove è già stato fissato da batteri e archei. I batteri e gli archei presenti nel suolo e nelle radici di alcune piante hanno la capacità di convertire l’azoto molecolare dell’aria (N2) in ammoniaca (NH3), rompendo così il duro triplo legame dell’azoto molecolare. Tali organismi sono chiamati “diazotrofi”. Da qui, vari microrganismi convertono l’ammoniaca in altri composti dell’azoto che sono più facili da usare per le piante. In questo modo, le piante ottengono il loro azoto indirettamente dall’aria attraverso i microrganismi nel suolo e in certe radici delle piante. Si noti che i fulmini e le radiazioni solari ad alta energia possono anche scindere la molecola di azoto, e quindi anche fissare l’azoto nell’aria. Tuttavia, la quantità di azoto fissata dai fulmini e dalle radiazioni solari è insignificante rispetto alla quantità fissata dai diazotrofi nel suolo e nelle radici. Nel suo libro Nitrogen Fixation, John Postgate afferma,
La fissazione dell’azoto – la conversione dell’azoto atmosferico in una forma che le piante possono utilizzare – è un processo fondamentale per l’agricoltura mondiale. Avviene come conseguenza di attività spontanee, antropiche e biologiche. L’esistenza e l’importanza della componente biologica sono state riconosciute da più di un secolo, ma i progressi scientifici degli ultimi decenni hanno radicalmente modificato la nostra comprensione della sua natura e dei suoi meccanismi.
Topics: air, ammonia, atmosphere, diazotroph, nitrogen, nitrogen fixation, plants