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Cycle de l'azote

Le cycle de l'azote est un cycle biogéochimique qui décrit la succession des modifications subies par les différentes formes de l'azote (diazote, nitrate, nitrite, ammoniac, azote organique (protéines)).

L'atmosphère est la principale source d'azote, sous forme de diazote, puisqu'elle en contient 78 % en volume. L'azote, composé essentiel à de nombreux processus biologiques, se retrouve entre autres dans les acides aminés constituant les protéines, et dans les bases azotées présentes dans l'ADN. Des processus sont nécessaires pour transformer l'azote atmosphérique en une forme assimilable par les organismes.

L'azote atmosphérique est fixé par des bactéries présentes dans le sol, telles que Azobacter vinelandii, grâce à une enzyme, la nitrogénase. Celle-ci qui produit de l'ammoniac NH₃ à partir de l'azote et de l'hydrogène atmosphériques. Certaines de ces bactéries, comme Rhizobium, vivent en symbiose avec des plantes, produisant de l'ammoniac et puisant des glucides. L'ammoniac peut aussi provenir de la décomposition d'organismes morts par des batéries saprophytes sous forme d'ions ammonium NH₄⁺.

Dans les sols bien oxygénés, des bactéries transforment l'ammoniac en nitrite NO₂^-, puis en nitrates NO₃^-, au cours du processus de nitrification.

Les végétaux absorbent grâce à leurs racines les ions nitrate NO₃^- et, dans une moindre mesure, l'ammoniac présent dans le sol, et les incorporent dans les acides aminés et les protéines. Les végétaux constituent ainsi la seule source d'azote assimilable par les animaux.

Dans un aquarium, les déjections des poissons sont une source importante d'ammoniac, qui est extrêmement toxique pour eux. Le cycle de l'azote en aquariophilie représente les transformations que cet ammoniac va subir pour être transformé finalement en nitrates nettement moins toxique. En effet une première population de bactéries va le dégrader en nitrites, eux-mêmes encore très toxiques. Une deuxième population de bactéries va ensuite apparaître, qui elle va transformer les nitrites en nitrates, dont le taux est généralement acceptable en aquariophilie d'eau douce jusqu'à 50 mg/l.

Ces populations de bactéries vont appraître progressivement à partir du moment où l'aquarium est mis en route : il faut compter environ 3 semaines avant de pouvoir introduire les premiers poissons. En effet au bout de quelques jours on va voir apparaître un pic de nitrites, dû à la première population de bactéries; il faut attendre que les nitrites soient totalement indétectables pour pouvoir mettre les poissons dans l'aquarium, car ce sont des produits très toxiques.

Les bactéries dégradant l'ammoniac et les nitrites sont présentes dans l'eau, le sol de l'aquarium, et le filtre quand on a un. Si un poisson rouge peut apparemment vivre sans la présence d'une pompe, pour l'aquariophilie d'eau douce tropicale ou d'eau de mer, une pompe à eau pourvue d'un filtre s'impose : en effet les bactéries utiles sont aérobies, c'est-à-dire qu'elles ont besoin d'oxygène pour vivre. La circulation de l'eau permet donc d'une part simplement que l'eau chargée en nitrites et ammoniac soit mise en contact avec les bactéries, et d'autre part que celles-ci soient reçoivent l'oxygène nécessaire.

À partir du moment où le cycle de l'azote s'est installé, on dit que l'aquarium est équilibré : cela signifie donc qu'il n'y a plus de présence d'ammoniac ou de nitrites. Cet équilibre dépend de la présence des bactéries dans l'aquarium : il ne faut donc jamais changer la totalité de l'eau de l'aquarium d'un seul coup sous peine de risquer de le déséquilibrer complètement; dans ce cas il faudrait de nouveau attendre que les bactéries se reforment... De même il ne faut jamais nettoyer les masses filtrantes avec des détergents, seulement à l'eau froide; il ne faut pas non plus les nettoyer en même temps qu'on change l'eau, pour les mêmes raisons.

Voir aussi : Fixation biologique de l'azote