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DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES PARA LAS PLANTAS - Coggle Diagram
DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES PARA LAS PLANTAS
1.- Introducción
La mayoría de los procesos microbianos involucrados en la disponibilidad de nutrientes están relacionados con la liberación de los elementos minerales durante el proceso de descomposición de los restos orgánicos que se depositan
en el suelo.
2.- Disponibilidad de Nutrientes
Los estados de oxidación más comunes del N son: -3 en el amoníaco (o su ion amonio) y en las aminas de las moléculas orgánicas; 0 en el gas biatómico en la atmósfera, +3 en el nitrito; y +5 en el nitrato En menor cantidad está como +1 y +4 en los óxidos de N.
La atmósfera constituye el mayor depósito de N en la naturaleza, el aire tiene un 78% de N gaseoso en forma de N2, NO y N2O.
El N atmosférico puede ingresar al
suelo por precipitación atmosférica y fijación biológica.
3.- Degradación de Compuestos Nitrogenados
Amonificación
Los microorganismos amonificadores no obtienen energía por la ruptura del enlace sino que la obtienen de la oxidación de las cadenas carbonadas (metabolismos quimio-órgano-heterótrofos).
El amonio liberado por los microorganismos en la solución del suelo puede ser:
asimilado por las plantas y otros microorganismos.
fijado a la superficie de las arcillas (las arcillas poseen cargas
negativas).
incorporado a los ácidos húmicos.
oxidado por algunos microorganismos para obtener. energía(metabolismo quimio-lito-autótrofos).
volatilizado como amoníaco en condiciones de sequía en el suelo.
Nitrificación
La nitrificación la realizan dos grupos de
microorganismos:
los nitritadores (gen. Nitrosomonas) que oxidan amonio a nitrito y los nitratadores (gen.Nitrobacter) que oxidan nitrito a nitrato.
El nitrato originado por nitrificación es altamente soluble en la solución del suelo y puede ser:
asimilado por las plantas y microorganismos.
utilizado como aceptor de protones por microorganismos de respiración anaeróbica y transformado a gases de N (denitrificación).
lixiviado hacia horizontes profundos del suelo y napas de agua.
lavado por escorrentía.
acumulado en el suelo cuando hay escasa humedad y falta de consumo por las plantas.
5.- Disponibilidad de Fósforo
A diferencia del N, el P disponible para las plantas proviene mayoritariamente de reacciones químicas inorgánicas y en menor medida de la actividad de los microorganismos (procesos biológicos) del suelo.
Degradación de compuestos orgánicos fosforados
Debido a que el P siempre tiene el mismo estado de oxidación, ningún microorganismo oxida P para obtener energía.
El PO4-3 liberado de las moléculas orgánicas puede ser:
*
asimilado por las plantas y microorganismos.
incorporado al humus del suelo como fitatos.
precipitado en los sedimentos como Ca3(PO4)2 (pH > 8).
ligado con Al o Fe (pH < 6.5).
Micorrizas
Los mecanismos por los cuales los hongos favorecen la nutrición fosfatada de las plantas hospedadoras son:
* exploración del suelo:
las hifas cubren una área mucho más extensa que los pelos radicales llegando a los lugares donde está el PO4.
solubilización:
los hongos micorríticos poseen metabolismo. deoxidación incompleta, debido a la alta disponibilidad de C.
mineralización:
los hongos micorríticos poseen enzimas fosfatasas.
concentración:
los hongos pueden polimerizar los PO4-3 dentro de citoplasma (ácidos pirofosfóricos).
Como toda interacción positiva, las micorrizas se mantienen mientras existe un costo beneficio equivalente para ambos integrantes de la simbiosis.
4.- Pérdidas de Nitrógeno del Suelo
Denitrificación
Se llama denitrificación al proceso biológico de reducción de nitrato con producción de N2 y óxidos de N gaseosos.
las bacterias denitrificantes estrictas que viven generalmente en ambientes acuáticos (Pseudomonas denitrificans, Microccocus denitrificans y Thiobacillus denitrificans) y de las que denitrifican de manera alternativa cuando falta oxígeno en el suelo (especies de los géneros Bacillus, Azospirillum yRhizobium).
Otros factores muy importantes para la denitrificación son: la presencia de restos orgánicos en descomposición (que proveen energía) y la abundancia de nitratos.
Las bacterias que poseen la enzima para reducir el nitrato a N2 u óxidos de N son muy variadas y pertenecen a diversas familias taxonómicas.
atmósfera: ingresa mucho N por la aplicación de fertilizantes y retorna muy pocodebido a que se han eliminado muchas áreas inundadas (humedales) donde naturalmente se produce la denitrificación.
6.- Disponibilidad de Azufre
El mayor depósito de S está en los minerales de la roca madre como sulfatos (yeso: CaSO4) y sulfuros (pirita: FeS2), pero también el S forma parte delos gases de la atmósfera como H2S y SO2, producto de las erupciones volcánicas y la quema de combustibles fósiles.
Degradación de compuestos orgánicos azufrados
Debido a los diferentes estados de oxidación del S, la mineralización a partir de los restos orgánicos en descomposición incluye varios pasos:
Sulfidrilación:
La sulfidrilación consiste en la ruptura del enlace sulfridilo y la consecuente liberación de H2S.
El H2S liberado de las moléculas orgánicas puede ser:
volatilizado a la atmósfera (es un gas).
precipitado en los sedimentos como FeS2 (pH < 7).
oxidado por algunos microorganismos para obtener energía (metabolismo quimio-lito-autótrofo).
Sulfoxidación:
La sulfoxidación consiste en la oxidación del H2S produciendo S elemental y sulfato.
Los microorganismos capaces de oxidar el H2S son muy diversos yabundantes e incluyen tres grupos muy diferentes:
Thiobacterias.
Sulfobacterias.
Thiorrodaceas y Chlorobiaceas.
Desulfatación:
Se llama desulfatación al proceso biológico de reducción de sulfato con producción de H2S gaseoso.
Las bacterias que poseen la enzima para reducir el sulfato a H2S son muy escasas y pertenecen a especies de los géneros Desulfovibrio y Desulfomaculum.
Como la liberación de sulfatos es el suelo puede realizarse con o sinoxígeno, la desulfatación en suelos anegados es un proceso continuo y no necesita pulsos de humedad y sequia como la denitrificación.
7.- Procesos Relacionados con la Disponibilidad de Nutrientes en el Suelo.
Los procesos involucrados en la disponibilidad de los principales nutrientes para las plantas son de carácter biológico (reacciones realizadas por organismos vivos) y de carácter abiótico (reacciones químicas y físicas).
Los procesos más importantes son:
Mineralización.
Asimilación.
Solubilización.
Volatilización.
Precipitación Atmosférica.
Fijación.
Sedimentación.
Lixiviación.
Escorrentía.
