1. Fissazione dell'azoto:alcuni batteri, noti come batteri che fissano l'azoto, hanno la capacità di convertire l'azoto atmosferico (N2) in ammoniaca (NH3). Questo processo è essenziale perché il gas azoto è relativamente inerte e non può essere utilizzato direttamente dalle piante o dalla maggior parte degli altri organismi. I batteri che fissano l’azoto vivono liberamente nel terreno o formano rapporti simbiotici con le piante, come i legumi. Gli esempi includono i batteri Rhizobium che formano noduli radicali nelle piante leguminose.
2. Nitrificazione:i batteri nitrificanti convertono l'ammoniaca in nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-) attraverso una serie di reazioni di ossidazione. Il nitrito è un prodotto intermedio formato da alcuni batteri, mentre altri lo convertono in nitrato. I batteri nitrificanti sono fondamentali per rendere l’azoto disponibile alle piante in una forma che possano facilmente assorbire e utilizzare.
3. Denitrificazione:i batteri denitrificanti eseguono il processo di denitrificazione, in cui nitrato e nitrito vengono riconvertiti in azoto atmosferico. Questo processo completa il ciclo dell'azoto rilasciando azoto gassoso nell'atmosfera. La denitrificazione avviene in ambienti con ossigeno limitato, come terreni impregnati d'acqua o sedimenti profondi.
4. Ammonificazione:i batteri ammonificanti decompongono la materia organica e convertono i composti organici dell'azoto, come proteine e urea, in ammoniaca. Questo processo è spesso il passo iniziale nella decomposizione della materia organica azotata, rilasciando ammoniaca nel terreno.
5. Processo Anammox:alcuni batteri, come alcuni planctomiceti, eseguono il processo Anammox. Una scorciatoia nel ciclo dell'azoto, il processo anammox combina l'ammonio con il nitrito per formare azoto gassoso e acqua, bypassando le fasi intermedie di nitrificazione e denitrificazione.
Questi processi batterici sono vitali per il ciclo e la disponibilità dell’azoto, un nutriente vitale richiesto per la crescita delle piante, la sintesi proteica e vari altri processi biologici. Senza il coinvolgimento dei batteri, il ciclo dell’azoto sarebbe incompleto e gli ecosistemi si troverebbero ad affrontare gravi limitazioni di azoto.