Mineralizzazione (scienza del suolo)

Una visione concettuale del ciclo C e del ciclo N durante la decomposizione della materia organica. La popolazione microbica del suolo rilascia esoenzimi (1), che depolimerizzano la materia organica morta (2). I decompositori microbici assimilano i monomeri (3) e li mineralizzano in composti inorganici come l’anidride carbonica o l’ammonio (4) o utilizzano i monomeri per le loro esigenze biosintetiche. N la mineralizzazione porta ad una perdita di ammonio nell’ambiente (5), ma questo processo è rilevante solo se la materia organica ha un basso C:N rapporto. L’ammonio dall’ambiente può essere immobilizzato se la materia organica morta ha un alto rapporto C:N e quindi fornisce N insufficiente (6). L’elevata richiesta microbica di N porta ad una ritenzione di N all’interno della materia organica e quindi ad una diminuzione del rapporto C:N nel corso della decomposizione.

Se l’azoto mineralizza o immobilizza dipende dal rapporto carbonio-azoto (rapporto C:N) della materia organica in decomposizione. In generale, la materia organica che contatta il suolo ha troppo poco azoto per supportare le esigenze biosintetiche della popolazione microbica del suolo in decomposizione. Se il rapporto C:N della materia organica in decomposizione è superiore a circa 30: 1, i microbi in decomposizione possono assorbire azoto in forma minerale come, ad esempio, ammonio o nitrati. Si dice che questo azoto minerale sia immobilizzato. Ciò può ridurre la concentrazione di azoto inorganico nel suolo e quindi l’azoto non è disponibile per le piante.

Poiché l’anidride carbonica viene rilasciata durante la generazione di energia in decomposizione, un processo denominato “catabolismo”, il rapporto C:N della materia organica diminuisce. Quando il rapporto C:N è inferiore a circa 25:1, ulteriore decomposizione causa la mineralizzazione mediante il rilascio simultaneo di azoto inorganico come ammonio. Quando la decomposizione della materia organica è completa, l’azoto mineralizzato da esso si aggiunge a quello già presente nel terreno e quindi aumenta l’azoto minerale totale nel terreno.