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Capítulo 19
Reciclaje de nutrientes
Ruta de nutrientes
• Somos un material distinto al que fuimos hace años.
• Hoy no tenemos los mismos átomos que tuvimos al nacer.
• Ruta de un átomo de fósforo en un charco• La energía fluye por un ecosistema sin
regresar a él; los materiales fluyen y pueden regresar, son reciclados.
Ciclos de nutrientes: almacenes y procesos
• Almacén principal: por ej., atmósfera, océanos, rocas
• Procesos– Bióticos: por ej., fotosíntesis, mineralización– Abióticos: por ej., evaporación, sedimentación
Ciclo de fósforo
• Almacenes– Sedimentos marinos (principal)– Suelos: gran parte no está disponible a las plantas;
las micorrizas (hongos) ayudan a obtenerlo
• Procesos– Erosión, sedimentación– Absorción: por plantas y micorrizas– Descomposición: rompimiento de moléculas
orgánicas en bióxido de carbono y compuestos inorgánicos (mineralización )
Ciclo del nitrógeno
• Almacenes– Atmósfera: el principal, en forma de N
molecular (no disponible a plantas)– Océanos
• Procesos:– Fijación de N : conversión de N molecular
(N2) a formas absorbibles por plantas (ej., nitratos)
• Abiótica: rayos • Biótica: bacterias fijadoras
Ciclo del nitrógeno
• Procesos:– Desnitrificación : de formas orgánicas a N
inorgánico (N molecular u óxido nitroso)– Amonificación: de N orgánico a amonio por
descomposición por bacterias amonificantes
– Nitrificación : de amonio a nitritos y nitratos por bacterias nitrificantes
Ciclo del carbono
• Almacenes– Sustancias fósiles (rocas calizas, petróleo): el
principal– Suelos– Atmósfera
• Procesos– Fotosíntesis : de CO2 a carbono orgánico– Respiración celular : de carbono orgánico a CO2
– Sedimentación : acumulación de partículas y formación de rocas
– Combustión : de carbono orgánico a CO2
Descomposición
• Los nutrientes son absorbidos o fijados por las plantas
• Para que esos nutrientes puedan ser absorbidos por otras plantas tienen que pasar de formas orgánicas a formas inorgánicas
• La velocidad de descomposición depende de la temperatura, humedad, y composición química de la hojarasca.
Descomposición en tierra
• Relacion entre descomposición y precipitación– A mayor precipitación mayor la velocidad de
descomposición de hojarasca
• Relacion entre descomposición y composición química de hojarasca– A mayor contenido de N y menor dureza mayor
velocidad de descomposición
• Relacion entre descomposición y evapotranspiración– A mayor evapotranspiración mayor velocidad de
descomposición
Descomposición en ecosistemas acuáticos
• Contenido de lignina en hojarasca– A mayor contenido de lignina menor
velocidad de descomposición– Explicación: la lignina limita la colonización de
la hojarasca por hongos (grupo descomponedor acuático principal)
• Nutrientes en el agua– A mayor concentración de N o P mayor
velocidad de descomposición
Defina
• Descomposición• Mineralización• Micorriza• Fijación de N• Desnitrificación• Amonificación• nitrificación
¿Almacenes de los ciclos?
• Ciclo del fósforo– Rocas sedimentarias, suelo
• Ciclo del nitrógeno– Atmósfera, océanos
• Ciclo del carbono– Materiales fósiles, océanos, suelos,
atmósfera
Procesos de los ciclos
• Ciclo de fósforo:– Sedimentación, absorción, descomposición
• Ciclo de nitrógeno– Fijación, absorción, amonificación,
nitrificación, desnitrificación
• Ciclo de carbono– Fotosíntesis, respiración, combustión,
sedimentación
Relación entre descomposición y:
• Precipitación• Evapotranspiración• Composición química de hojarasca• Contenido de N y P• Contenido de lignina
Organismos y reciclaje
• Los organismos pueden modificar la distribución y el reciclaje de nutrientes.
• Reciclaje en ecosistemas ribereños– El flujo de agua no permite un reciclaje local– El reciclaje es mas bien en espiral
– El largo del espiral de reciclaje es inversamente proporcional a la retención de nutrientes
Organismos y retención de nutrientes
• Riqueza de especies y reciclaje– La velocidad de descomposición fue mayor
con 3 o mas especies de detritívoros que con 1 especie de detritívoro
Organismos y retención de nutrientes
• Gophers en praderas– Los gophers mueven suelo bajo en N a la
superficie– Eso provoca que los tejidos de plantas que
quedan tengan mas N (son mas jóvenes)
– Los búfalos prefieren esas plantas– Los búfalos promueven el reciclaje de N
Organismos y retención de nutrientes
• Reciclaje y plantas– Aumenta el N en suelos por fijación biótica
• Acacias en fimbos• Myrica en Hawaii
Disturbios y reciclaje
• Los disturbios aumentan la pérdida de nutrientes de los ecosistemas.– En un ecosistema natural no perturbado los
nutrientes se reciclan estrechamente
– Luego de un disturbio mayor, los componentes recicladores restantes (organismos) no pueden sostener el reciclaje
– Por lo tanto, se pierden muchos de los nutrientes.
Ciclo del fósforo
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Rhizobium
Frankia
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Doñana
La Sauceda
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Experimento en cuencasen Hubbard Brook