L’ammonification est une étape importante du cycle de l’azote, cycle naturel qui met à disposition du vivant l’approvisionnement de la Terre en cet élément essentiel. Elle est réalisée par une variété de micro-organismes présents dans le sol et l’eau, qui décomposent les protéines et les acides aminés dans les matières végétales et animales mortes, et les matières fécales, libérant de l’ammoniac, qui est généralement retenu dans le sol ou l’eau sous forme d’ion ammonium. . D’autres groupes de micro-organismes le transforment ensuite en nitrate, qui peut être absorbé par les plantes, maintenant le cycle. L’ammonification est donc essentielle à toute la vie végétale et animale de la planète. Dans l’agriculture et l’horticulture, l’ajout de compost et de fumier au sol fournit une source supplémentaire d’azote pour l’ammonification.
Le cycle de l’azote
L’azote est essentiel pour toutes les formes de vie car il est nécessaire pour les acides aminés, les protéines et l’ADN ; cependant, bien qu’il soit abondant dans l’atmosphère, il ne peut pas être absorbé directement sous sa forme élémentaire par la plupart des organismes. Certains types de bactéries du sol sont capables de piéger l’azote atmosphérique – un processus connu sous le nom de fixation de l’azote – et de le combiner avec de l’hydrogène pour produire de l’ammoniac, qui est ensuite oxydé par les bactéries nitrifiantes en nitrites puis en nitrates. Cette forme de l’élément peut être absorbée par les plantes et convertie en acides aminés, qui sont liés entre eux pour former des protéines. Ces composés retournent au sol lorsque les plantes, ou les animaux qui les mangent, meurent, et par les déchets animaux, mais la plupart des organismes ne peuvent pas les absorber et les traiter : ils doivent d’abord être décomposés sous une forme adaptée.
L’ammonification est le processus – effectué par une variété de micro-organismes – qui décompose les protéines, les acides aminés et d’autres composés azotés dans les matières organiques mortes et usées pour former de l’ammoniac. Les protéines sont d’abord divisées en acides aminés, qui sont des composés contenant un groupe amine (NH2) par des bactéries à l’aide d’enzymes appelées protéases. Les acides aminés et d’autres composés avec des groupes amine, tels que les acides nucléiques et l’urée, sont ensuite décomposés par des micro-organismes appelés bactéries ammonifiantes, libérant de l’ammoniac (NH3). Celui-ci se dissout dans l’eau et forme généralement des ions ammonium (NH4+) en se combinant avec des ions hydrogène (H+), qui sont abondants dans la plupart des sols. Cet ammonium est oxydé en nitrites et nitrates par les bactéries nitrifiantes, au même titre que l’azote qui a été fixé depuis l’atmosphère.
Perte d’azote du sol
Bien que, dans des circonstances idéales, l’azote soit recyclé dans le sol, il peut parfois être perdu. L’ammoniac libéré par le processus d’ammonification est généralement converti en NH4+, qui a tendance à rester dans le sol, où il est recirculé comme décrit ci-dessus. Dans les sols alcalins, cependant, les ions H+ ne sont pas disponibles et l’ammoniac, qui est un gaz, peut s’échapper, entraînant une perte d’azote. Une raison plus courante de la perte d’azote est le lessivage des nitrates, qui sont très solubles, par l’eau. Si l’un ou l’autre de ces processus se produit à un taux plus élevé que la fixation, il peut y avoir une perte globale de l’élément, entraînant une mauvaise croissance des plantes.
Remplacement de l’azote perdu
Il existe deux manières principales de remplacer l’azote perdu sur les terres agricoles et dans les jardins. Les engrais à base de nitrate fournissent l’élément sous une forme soluble, directement utilisable, et sont couramment utilisés dans les fermes. La matière organique en décomposition, comme le compost et le fumier, fournit l’élément par ammonification des composés azotés par les micro-organismes. Les engrais peuvent produire des résultats plus rapides, mais les nitrates peuvent parfois être éliminés avant d’être absorbés par les plantes. Le compost et le fumier ont l’avantage que l’azote utilisable est libéré plus lentement, mais l’épandage de fumier sur les terres agricoles peut causer des problèmes d’odeur pour les riverains.
Problèmes résultant d’un excès d’azote
Les pratiques agricoles peuvent entraîner la pénétration de quantités excessives d’azote disponible dans l’environnement. Par exemple, les nitrates lessivés des terres agricoles vers les cours d’eau et les lacs peuvent entraîner une croissance excessive d’algues et d’autres micro-organismes, un phénomène connu sous le nom d’eutrophisation. Si ces composés se retrouvent dans l’eau potable, ils peuvent causer des problèmes de santé. Ces problèmes sont généralement dus à la surutilisation d’engrais azotés, mais ils peuvent également résulter de l’ammonification et de la nitrification subséquente du fumier. L’utilisation de quantités excessives de déchets organiques, tels que le fumier, peut également entraîner une accumulation d’ammoniac à des niveaux toxiques pour les plantes, lorsque l’ammonification produit plus de ce composé que les bactéries nitrifiantes ne peuvent en supporter.