Presentacin de PowerPoint

CICLOS BIOGEOQUIMICOSCiclos inorgnico-orgnicosBiogeoqumicaCual es la dinmica de los nutrientes en el ambiente?

Los organismos vivos estn formados por tejidos compuestos principalmente por un grupo de elementos qumicos:CarbonoHidrgenoOxgenoNitrgenoFsforo

El movimiento de estos se realiza por una serie de procesos biolgicos y fisicoqumicos (fotosntesis, consumo, excrecin, evaporacin).

Los movimientos tienden a ser unidireccionales formando los llamados CICLOS BIOGEOQUMICOS.CICLO BIOGEOQUIMICODefinicinSon las vas mas o menos cclicas que realizan los elementos qumicos esenciales del protoplasma, que desde el ambiente inerte va hacia los organismos y de estos hacia el ambiente.

Elementos necesariosDe los 116 elementos Tabla Periodica: 30 40 son muy necesariosAtmosferaProductores PrimariosConsumidoresMateria Organica MuertaSueloCICLOS BIOGEOQUIMICOSTipos de CiclosCICLOS GASEOSOS o CICLOS GLOBALESLos reservorios del nutriente esta en la atmosfera y disuelto en el agua. N (78%), O2(21%), CO2(0.03%).

CICLO HIBRIDO: S (Gaseoso y Sedimentario)

CICLOS SEDIMENTARIOSEl principal reservorio del nutriente esta en el suelo, rocas y los minerales.Tienen fase salina y fase roca principalmente. Ciclo del P.OTRA CLASIFICACIONCICLOS MAS PERFECTOS (N, C): El material es devuelto al medio tan rpidamente como sale.CICLOS MENOS PERFECTOS (P): Una porcin de la reserva se puede perderse por largos periodos de tiempo en lugares o en formas qumicas inaccesibles para los organismos.CICLOS ACICLICOS Por accin humana causa trastorno y desequilibrio.9Pero tambin hay ciclos Biogeoquimicos de los otros elementos de la tabla peridica:

CICLO DEL AZUFRE

DMS = Sulfuro de dimetilo.121= Beggiatoa Thiothrix2= Thiobacillus33= Sulfato ReductorasSO4 H2SH2S + Fe++ Fe2SSO4=Desulfovibrio desulfuricansoDimetil sulfuro (DMS)12El fitoplacton ocenico produce compuestos conocidos como dimetilsulfuros, que en la atmsfera se oxidan para formar sulfatos aerosoles, los que sirven: Reflejar la luz del Sol hacia el exteriorFormar ncleos de condensacin para el vapor de agua, ayudando as a la formacin de nubes.PERO El descenso del pH del agua de mar est reduciendo de forma paralela la creacin de dimetil sulfuro por el fitoplancton y su expulsin a la atmsfera.CICLO DEL CARBONOAtmosferaDetritos / Materia Organica del SueloRESERVORIOSFlujosBiomasa Vegetal y Animal

CICLO TERRESTREDEL CARBONO

CICLO ACUATICO DEL CARBONOGreenhouse-gas emissions from soils increased by earthwormsNature: Febrero 201317

Greenhouse-gas emissions from soils increased by earthwormsNature: Febrero 201318La lombris de tierra podra ser responsable de casi un tercio de las emisiones de dixido de carbono (CO2) provenientes del suelo, y del 42% de las emisiones de xido nitroso.19

CICLO DEL NITROGENOI.- FIJACION DEL NITROGENOFijacin BiolgicaFijacin por accin qumica de alta energa

CICLO DEL NITROGENO: Desde la Fijacin Biolgica1- Fijacin biolgicaBacterias simbiticas: Rhizobium que colonizan y forman ndulos en las races de las leguminosas.

Bacterias de vida libre (no simbiticas):Anaerobias: Klebsiella, Bacillus y Clostridium.Aerobias: Azotobacter

Algas verde azuladas: Anabaena, Nostoc y Calotrix.

Liquenes: Collena tunaeforme y Peltigera rufescens.Bacterias simbiticasSolas no pueden fijar nitrgenoLa planta proporcionan a las bacterias secreciones que contienen hidratos de carbono.La planta husped recibe nitrgeno.

2.- Fijacin por accin qumica de alta energa

La energa aportada por los rayos solares, la radiacin csmica y relmpagos proporcionan energa para combinar el N con el O y el H2O.El Amoniaco y Nitratos resultantes son arrastrados a la superficie terrestre por las precipitaciones.II.- AMONIFICACINPutrefaccin o transformacin de las protenas y aminocidos en Amoniaco (NH3) por accin bacteriana. NH3 (Amoniaco) -NO3 (nitrato)Condicin: Alto O2 (Aerobiosis) y bajo DBO5En la superficie oxigenada del suelo y en capas de agua adyacentes.

NH3 Nitrosomonas, Nitrospira NITRITO Nitrobacter NITRATONitrosacinNitratacinIII.- NITRIFICACIN -NO2-NO3N2OOxido NitrosoNO3 NO2- NO N2O N2Condicines: Nulo O2: Anaerobiosis y se requiere materia orgnica (Donadores de H)pH bajo cido: la desnitrificacin es lenta (Optimo:entre 7,0 y 8,5.)IV.- DESNITRIFICACINBacterias anaerobias facultativas (Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus y Micrococus) usan el NO3 en lugar del Oxigeno como aceptor de electrones.29

Ciclo del N en el Agua: Humedales30INHIBICION BIOLOGICA DE NITRIFICACION (BNI)El N2O producto de la Nitrificacion va a la atomosfera y constituye un potente GEI (310 PCG).En raices de Brachiaria humidicola (pasto) se desarrolla el BNI por accion de la Brachialactona que liberado en el suelo inhibe la nitrificacion y la formacin de N2O

El 70% de los 150000,000 tn de fertilizantes se pierden por lixiviacion de los nitratos y las emsiones de N2OOTRA NOVEDAD31327 8 | N AT U R E | VO L 4 7 7 | 1 S E P T E M B E R 2 0 1 12011 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved

33Hasta ahora se pensaba que el nitrgeno slo poda ingresar a un ecosistema desde la atmsfera, ya sea disuelto en gotas de lluvia o bien a travs de plantas con la capacidad de fijarlo o asimilarloEn los bosques de conferas (pinos) en el norte de California, Bear Wallow Diorite Complex y montaa South Fork se estudiaron la absorcin del nitrgeno que se extrae desde las rocas.Por primera vez se demostr que los rboles pueden acceder directamente al nitrgeno contenido en las rocas

34Para confirmar el vnculo entre el nitrgeno en los rboles y el nitrgeno en las rocas, los investigadores identificaron que los istopos (15N/ 14N) en el nitrgeno de las rocas corresponda a los del nitrgeno en el suelo y en los rboles, indicando claramente el vnculo (Para trazar el movimiento de nitrgeno desde rocas hasta las plantas).Los datos de los bosques estudiados en el norte de California indican que en los suelos sobre capas de roca ricas en nitrgeno, la cantidad de carbono capturado y depositado por los rboles es el doble que en suelos sobre rocas pobres en nitrgeno.

CICLO DEL FOSFOROEl deposito se localiza en las rocas fosfatadas o sedimentos que se formaron en epocas geologicas pasadas.Entra en circulacin por procesos de erosin.

Pp = Fsforo particuladoPo = Fosfatos orgnicosPi = Fosfatos inorgnicos

Alta Productividad del PlanctonAFLORAMIENTOSEL CICLO DEL AGUA38AguaEl agua precipita como lluvia, nieve o niebla.Un porcentaje retorna por transpiracin y evaporacin y otro porcentaje es retenido en el suelo, ros y ocano. El 97% esta contenido en los ocanos y un 0.001% en el aire.Del agua evaporada un 83% viene de los ocanos pero solo un 75% precipita en ellos (el resto pasa por la tierra y los organismos).40

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AguaMucha del agua precipitada es interceptada por la vegetacin y por transpiracin, sin llegar al suelo, se incorpora a las nubes.

El agua que llega al suelo se desva hacia cuerpos de agua (ros, lagunas), se va a las napas freticas, es capturada por el suelo o permanece disponible para las plantas (agua capilar)

Del agua capilar un 99% es transpirada a la atmsfera y un 1% es utilizada en la fotosntesis.

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DEGENERACION DE LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS Y SUS EFECTOS

LLUVIA ACIDAEutrofizacion

EutrofizacionCambios fsicos, qumicos y biolgicos que ocurren en un lago u otro cuerpo de agua superficial debido al enriquecimiento excesivo de materia orgnica y nutrientes como los fosfatos y nitratos; a un ritmo tal que no puede ser compensado por eliminacin o mineralizacin. EutrofizacionEl efecto es el crecimiento excesivo de algas y plantas acuticas.Posteriormente crecen abundante bacterias en el cuerpo de agua, con el posterior agotamiento del oxgeno disuelto y la muerte de muchos organismos aerbicos. EutrofizacionOligotrficos (sistemas acuticos de bajo contenido de nutrientes y produccin vegetal mnima)Mesotrficos (sistemas acuticos con caractersticas entre oligotrfico y eutrfico)Eutrfico (sistemas acuticos de alto contenido de nutrientes y produccin vegetal excesiva). Grados de eutrofia de los cuerpos de agua:Efecto Invernadero