A aplicação excessiva de fertilizantes nitrogenados na agricultura pode acarretar alterações no solo e na água pelo acúmulo de compostos nitrogenados, principalmente a forma mais oxidada, favorecendo a proliferação de algas e plantas aquáticas e alterando o ciclo do nitrogênio, representado no esquema. A espécie nitrogenada mais oxidada tem sua quantidade controlada por ação de microrganismos que promovem a reação de redução dessa espécie, no processo denominado desnitrificação.
O processo citado está representado na etapa
A questão avalia o conhecimento sobre o ciclo do nitrogênio, especialmente o processo de desnitrificação. O enunciado pede a etapa em que microrganismos reduzem a espécie nitrogenada mais oxidada de volta ao nitrogênio molecular.
Entre os compostos nitrogenados do ciclo, o nitrato \text{NO}_3^- é a forma mais oxidada, pois o nitrogênio apresenta número de oxidação +5. Na desnitrificação, bactérias anaeróbias reduzem o nitrato a gás nitrogênio \text{N}_2, devolvendo-o à atmosfera:
\text{NO}_3^- \rightarrow \text{N}_2
Analisando o esquema, essa conversão corresponde à etapa V, representada pela seta de \text{NO}_3^- para \text{N}_2.
As demais etapas representam outros processos do ciclo: a etapa I é a fixação biológica do nitrogênio (\text{N}_2 \rightarrow \text{NH}_3); a etapa II é a amonificação/ionização (\text{NH}_3 \rightarrow \text{NH}_4^+); as etapas III e IV correspondem à nitrificação (\text{NH}_4^+ \rightarrow \text{NO}_2^- \rightarrow \text{NO}_3^-), que é justamente o processo oposto à desnitrificação.
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