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Universidad Tecnológica de Panamá
Centro Regional de Coclé
Facultad de Ingeniería Civil
Ecosistemas
Los Ciclos Biogeoquímicos
“Ciclo del Potasio
&
Ciclo del Fósforo”
Presentado por
Adames, Miguel 9-737-1299
Aguilar, Kevin 2-727-1790
Arrocha, Isaac 2-728-629
Calderón, Alberto 2-726-1406
Esclopis, Fernando 9-734-221
Hon, Ricardo 8-854-1515
Ledezma, Mijaíl 2-722-213
A consideración de
Prof. Emilio Mariscal
Febrero 2014
INTRODUCCIÓN
El organismo es un sistema de tránsito de las sustancias inorgánicas, mientras en
el ecosistema esas sustancias circulan entre los organismos y el medio ambiente,
por lo que se les denomina ciclos. Estos ciclos reciben la denominación de
biogeoquímicos, por pasar por los seres vivos (bios = vida), el suelo (geo = tierra)
y estar sujetos a reacciones químicas con uso y liberación de energía.
En los ciclos biogeoquímicos se pueden reconocer dos partes o compartimientos:
la biótica y la abiótica.
· La parte biótica: Comprende la inclusión de sustancias inorgánicas en el
organismo y la subsiguiente descomposición y re-mineralización. El intercambio de
elementos es rápido, pero la cantidad de sustancias inorgánicas no es mayor. El
organismo vivo toma elementos inorgánicos y al morir y descomponerse éstos son
devueltos al ambiente para ser nuevamente aprovechados.
· La parte abiótica: El medio contiene gran cantidad de sustancias inorgánicas, que
se descomponen con lentitud y están a disposición del organismo en forma
abundante y fácil (agua, dióxido de carbono, oxigeno) o escasa y difícil (potasio,
fósforo, nitrógeno, entre otros). En el primer caso se trata de ciclos atmosféricos
con grandes reservas de materiales; en el segundo se trata de materiales
sedimentarios (fósforo, potasio, hierro, azufre, y elementos menores).
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Conocer el ciclo del potasio y el ciclo el fósforo, y la importancia que tiene
en el medio ambiente
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Comprender los proceso del ciclo del potasio y el ciclo del fósforo
Aprender sobre el potasio y el fósforo en el suelo y diversos sectores; el
grado de importancia que tienen en todos los seres bióticos (animales, plantas,
ser humano).
RESUMEN
CICLO DEL POTASIO
El potasio se encuentra en los suelos como componente de la roca madre en
forma de silicatos, ejemplo los suelos ricos en arcillas; que contienen hasta un 3%
de potasio.
Las plantas absorben el potasio en su forma iónica K+
, donde este proceso es
activo y rápido.Al absorber el potasio utilizan un porcentaje para funciones como
regulación de absorción de CO2, regulación de absorción y pérdida de agua y
estimulación de formación de frutos.
Los consumidores tanto primarios o secundarios adquieren potasio al alimentarse
de las plantas. Los consumidores integran las propiedades del potasio a sus
organismos y la utilizan para realizar diversas actividades y funciones esenciales.
Al morir las plantas y los animales; o por medio de desperdicios de los
consumidores, actúan los descomponedores y reintegran el potasio nuevamente al
suelo; dando con esto el reinicio del ciclo.
CICLO DEL FÓSFORO
Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas
fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos.
Éstos son recogidos por los vegetales por el suelo a través de sus raíces, estos
realizan el papel de productores; seguidamente, pasan a los animales, los cuales
consumen la planta y sus frutos; siendo estos los consumidores que pueden llegar
a ser consumidores primarios, secundarios y sucesivamente dependiendo del
largo de la cadena trófica. Cuando los productores o consumidores mueren, o por
medio de excretas, los descomponedores actúan volviendo a producir fosfatos y
devolviéndolos al suelo.
Ciclo Biogeoquímico del Potasio
El potasio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo químico es K
(del latín Kalium), cuyo número atómico es 19. Es un metal alcalino de color
blanco-plateado que abunda en la naturaleza en los elementos relacionados con el
agua salada y otros minerales. Se oxida rápidamente en el aire, es muy reactivo
especialmente en agua.
Es el quinto metal más ligero y liviano: es un sólido blando que se corta con
facilidad con un cuchillo, tiene un punto de fusión muy bajo, arde con llama violeta
y presenta un color plateado en las superficies no expuestas al aire, en cuyo
contacto se oxida con rapidez lo que obliga a almacenarlo recubierto de aceite al
igual que otros metales alcalinos reacciona violentamente con el agua
desprendiendo hidrógeno, incluso puede inflamarse espontáneamente en
presencia de agua.
¿CÓMO FUNCIONA EL CICLO DEL POTASIO EN EL ECOSISTEMA?
POTASIO (K)
El potasio (K) es un elemento esencial para las plantas, los animales y los humanos
porque interviene en procesos de la fotosíntesis, en procesos químicos dentro de las
células, y contribuye en mantener el agua en las células. Es por esto que el potasio, junto
con el nitrógeno y el fósforo, son elementos esenciales para los seres vivos.
El ciclo del potasio consiste en los siguientes pasos:
· El potasio se encuentra en forma natural en el suelo, especialmente en los suelos ricos
en arcillas, que contienen hasta un 3%. En los suelos pantanosos y los pobres en arcilla el
contenido de compuestos de potasio es menor y puede ser deficitario, originando
problemas en los cultivos.
· Los compuestos de potasio del suelo son lavados (lixiviados) con facilidad en las
zonas de altas precipitaciones y, en consecuencia, deben ser restituidos a los
campos por fertilización, añadiendo cloruro de potasio o sulfato de potasio. Ciertos
cultivos (alfalfa, zanahorias, pepinos y coles) son muy exigentes en potasio y no
prosperan en suelos pobres en dicho elemento.
· La deficiencia de potasio en las plantas se detecta porque éstas tienen
apariencia decaída o marchita, ya que la falta de potasio favorece la pérdida de
agua en las células.
DIFERENTES ETAPAS DEL POTASIO EN EL ECOSISTEMA
El potasio se encuentra en los suelos como componente de la roca madre en
forma de silicatos, únicamente el que está en la disolución de suelo (3%) es el
asimilable por las plantas.
Las principales fuentes potásicas entre los minerales están las micas (tipos de
silicatos compuestos por elementos como K, Ba, Ca, Na, Al, Cr, Fe, Li, Mg, Mn).
El grado de liberación de potasio no sólo depende del contenido de éste en los
minerales del suelo sino de la mayor o menor alteración que sufran los mismos.
Por ejemplo, en las micas el potasio es liberado a través de una meteorización que
comienza en los bordes de las partículas. Ante la pérdida del potasio, las láminas
de las micas se separan entre sí. Esta sería la vía de conversión de las micas en
minerales arcillosos; donde las micas tienen una concentración del 10% de
potasio; liberando más potasio al suelo.
Por medio de procesos como lixiviación o erosión, el potasio es liberado de rocas
y del suelo y por ello deben de ser sustituidos por medio artificiales.
El potasio es absorbido por las raíces en forma de K+
, y es el principal catión
presente en los jugos vegetales, pudiendo encontrarse bajo la forma de sales
orgánicas (oxalatos, tartratos), sales minerales (fosfatos, nitratos) y de
combinaciones complejas inestables. No hay evidencia de que forme parte de la
estructura molecular de las células. Se admite que se encuentra en estado
ionizado en todos los órganos de la planta, y ello justifica la facilidad de su paso de
una parte a otra. En las hojas de las plantas superiores, un 30 % se encuentra en
los coloides del citoplasma y un 70 % en sus vacuolas.
Los tejidos jóvenes y sanos lo retienen bastante enérgicamente, y en estas
condiciones se difunde lentamente en agua fría; pero en los tejidos viejos o
alterados, puede haber pérdidas por lavado de los órganos aéreos bajo la acción
de las lluvias. Esta característica ratifica que la mayor parte del potasio se
encuentra en la planta bajo la forma de combinaciones solubles en agua o
fácilmente disociables, asegurando así su movilidad.
Los consumidores obtienen el potasio en forma de ion potasio K+, esto lo obtienen
al consumir la planta o los frutos que ella produzca. Al momento de entrar el
elemento al consumidor este se distribuye a todo el organismo en general; donde
la mayor parte del potasio se encuentra en el líquido del interior de las células.
Solo alrededor de un dos por ciento (2%) se encuentra en los líquidos corporales
fuera de las células. Por lo tanto, la importancia del potasio es muy grande para el
funcionamiento de las células.
Los electrolitos de potasio se hallan disueltos en el cuerpo, en forma de partículas
con carga eléctrica (iones). Como iones son capaces, dentro de los líquidos
corporales, de conducir corriente eléctrica y con ello impulsos nerviosos. En la
conducción de excitación en las células musculares y nerviosas, el potasio
desempeña un papel significativo. Es además importante para la regulación de la
presión osmótica en las células, y con ello para su conservación y funcionamiento.
El potasio participa en la activación de diversos enzimas e influye en el equilibrio
ácido-base.
La excreción del potasio se efectúa esencialmente por los riñones que excretan
del 90 al 95% del potasio ingerido. La distribución de potasio en el organismo está
regulada por una serie de compuestos como la insulina, las catecolaminas y la
aldosterona.
Al momento de morir los productores y los consumidores, o por medio de los
desperdicios de los consumidores; actúan los descomponedores los cuales
restablecen el potasio como iones al suelo.
Cabe recalcar que todo el recorrido del potasio lo realiza en estado de ion K+,
desde el desprendimiento de las rocas y suelo, el proceso a través de los
productores y consumidores y el regreso por medio de los descomponedores.
EL POTASIO EN LA PLANTA
CONTENIDO Y FORMAS
El potasio es absorbido por las raíces bajo la forma de K+, y es un elemento
siempre importante cuantitativamente en las cenizas vegetales, bajo la forma de
óxido potásico. Su contenido en la planta puede fluctuar ampliamente,
dependiendo de la especie, del órgano que se considere y del contenido
asimilable del suelo.
FUNCIONES
El papel del potasio en la planta es variado, pero todavía no se conocen bien
ciertos aspectos del mismo. Sí se sabe que no desempeña una función específica,
y que a diferencia de otros elementos, como nitrógeno, fósforo o azufre, no entra
en la constitución de los principios esenciales (prótidos, lípidos y glúcidos). Debido
a su gran movilidad, actúa en la planta, básicamente, neutralizando los ácidos
orgánicos resultantes del metabolismo, y asegura así la constancia de la
concentración en H+
de los jugos celulares.
EL POTASIO EN EL SUELO
ORIGEN, CONTENIDO Y FORMAS
Con independencia del que se añade como componente de diversos fertilizantes,
el potasio presente en los suelos aparece por desintegración y descomposición de
las rocas que contienen minerales potásicos.
A diferencia del fósforo, el potasio se halla en la mayoría de los suelos en
cantidades relativamente grandes. Su contenido (como K2O) varía de 0'5 a 3 %, y
depende de su textura.
PÉRDIDAS DE POTASIO
Las pérdidas que el potasio puede presentar en el suelo son: lixiviación, extracción
por los cultivos y erosión.
LIXIVIACION
En determinadas situaciones del suelo, gran cantidad de potasio puede perderse
por lixiviación. Corrientemente, cuando se aplican altas cantidades de fertilizantes
a suelos de textura gruesa (arenosos), siempre se pone en evidencia en las aguas
de drenaje considerables cantidades de potasio; y en este caso, la magnitud de
esta pérdida puede llegar a igualar a la del potasio adsorbido por el cultivo. En los
suelos arcillosos, las pérdidas de potasio son en general pequeñas.
EXTRACCION POR EL CULTIVO
Una segunda pérdida de potasio en el suelo es su absorción por la planta. En
suelos con una reserva en potasio adecuada, la extracción por el cultivo suele ser
tres o cuatro veces la del fósforo y similar a la del nitrógeno.
EROSION
Altas cantidades de potasio pueden perderse de los suelos por efecto de la
erosión. En algunos suelos de EE.UU. se han alcanzado pérdidas anuales de
hasta 158 Kg/Ha. La separación selectiva de finas partículas durante la erosión
reduce selectivamente la porción de suelo superficial que es la más importante
para suministrar potasio a la planta.
¿CÓMO EL CICLO CONTRIBUYE AL MANTENIMIENTO DEL SISTEMA?
Los suelos tienen grandes cantidades de potasio (mucho mayor que lo que
absorben las plantas) pero solo un pequeño porcentaje está disponible para ellas.
La corteza terrestre contiene aproximadamente 2.6% de potasio. La cantidad
disponible en un suelo sin fertilizar depende de la cantidad y tipo de minerales
potásicos y condiciones ambientales durante la formación del suelo.
El potasio (K) es un nutriente esencial para los organismos: las plantas, animales y
los humanos, porque interviene en procesos de la fotosíntesis, en procesos
químicos dentro de las células, y contribuye en mantener el agua en las células,
también es importante en las aguas continentales ya que indican la fertilidad de
agua o si esta tiene un grado de contaminación.
Los vegetales necesitan cantidades elevadas de este nutriente siendo semejante
al requerimiento de nitrógeno. Se lo encuentra en todos sus órganos
movilizándose fácilmente de una parte a otra de la planta.
El potasio cumple un rol importante en la activación de un número de enzimas
(conociéndose más de 60 activadas por este catión), que actúan en diversos
procesos metabólicos tales como fotosíntesis, síntesis de proteínas y
carbohidratos; también tiene incidencia en el balance de agua y en el crecimiento.
Al participar de estos procesos metabólicos el potasio actúa favoreciendo el
crecimiento vegetativo, la fructificación, la maduración y la calidad de los frutos.
El potasio actúa nivel del proceso de la fotosíntesis, en la translocación de
fotosintatos, síntesis de proteínas, activación de enzimas claves para varias
funciones bioquímica. El potasio es indispensable para obtener buenas cosechas
y calidad en las frutas y verduras, y con respecto al agua está presente en
mínimas cantidades y de esto depende el grado de fertilidad de un cuerpo de
agua.
La falta de éste elemento, influye negativamente en el rendimiento y calidad del
cultivo. El cultivo se hace más a enfermedades y lo menos resistente a
condiciones climáticas.
El potasio es el nutriente mineral más abundante en el cuerpo humano. Vital para
el funcionamiento de los órganos mayores y tejidos incluyendo los músculos, la
piel y el tracto digestivo. Una reducción moderada en los niveles de potasio en el
cuerpo puede llevará una sensibilidad a la sal y la hipertensión arterial.
EI potasio en los animales:
• Interviene en el impulso nervioso.
• Es requerido para la integridad normal de corazón.
• Ayuda en la contracción y relajación del músculo cardiaco.
• Interviene en el trabajo de riñones y sistema nervioso.
CONSECUENCIAS DE QUE EL CICLO SE INTERRUMPA
Intervención del hombre en el ciclo
Los cultivos extraen grandes cantidades de potasio del suelo para su crecimiento y
desarrollo y como es de esperarse, la falta de éste elemento influye negativamente
en el rendimiento y calidad del cultivo.
Además, la deficiencia de potasio aumenta la vulnerabilidad del cultivo
a enfermedades y lo hace menos resistente a condiciones de "stress" tales como
sequías, heladas etc.
El exceso de potasio en un ambiente de aguas continentales, ya sea por excesiva
fertilización del suelo con potasio y luego arrastrado a los ríos, lagos, etc. indican
un grado de contaminación afectando al adecuado desarrollo de plancton.
Inicialmente, la falta de potasio origina un retraso general del crecimiento, que se
hace sentir especialmente sobre los órganos de reserva: semillas, frutos o
tubérculos, órganos que deben formarse con el concurso de los glúcidos. Estos
signos de deficiencia se observan netamente cuando su contenido en potasio es
de 3 a 5 veces inferior al normal. Los tallos son más delgados, ya que todo el
elemento es utilizado en el ápice vegetativo. Esta particularidad puede ocasionar
en los cereales un debilitamiento y rotura del tallo, con las consiguientes pérdidas
en grano.
En muchos casos, las hojas tienden a curvarse hacia arriba, en forma de teja,
enrollándose cada vez más a modo de cigarros, adquiriendo el árbol, o la planta
en su conjunto, un aspecto como si se hubiera quemado. Esta sintomatología
aparece en árboles frutales, y con mucha frecuencia en manzanos.
Bajo el punto de vista agrícola, en cuanto a desarrollo, conservación y producción
de cosecha, la deficiencia potásica origina, junto a una notable reducción de los
órganos de reserva, como ya se ha indicado antes, falta de resistencia a las
enfermedades criptogámicas; una prolongación del periodo vegetativo y retraso de
la maduración de semillas; frutos notablemente ácidos, sin aroma y con fuerte
coloración; menor resistencia al frío; tendencia al marchitamiento; retraso en el
crecimiento radicular; y descenso general de los rendimientos.
Ciclo Biogeoquímico del Fósforo
El fósforo (P) es uno de los 17 nutrientes esenciales para el crecimiento de las
plantas. Sus funciones no pueden ser ejecutadas por ningún otro nutriente y se
requiere un adecuado suplemento de fósforo para que la planta crezca y se
reproduzca en forma óptima. El fósforo se clasifica como un nutriente primario,
razón por la cual es comúnmente deficiente en la producción agrícola y los cultivos
lo requieren en cantidades relativamente grandes. La concentración total de
fósforo en los cultivos varía de 0.1 a 0.5 %.
¿CÓMO FUNCIONA EL CICLO DEL FÓSFORO?
Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de
las rocas fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los
fosfatos. Éstos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a
los animales. Cuando éstos excretan, los componedores actúan volviendo a
producir fosfatos.
Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo
toman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa
como abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos; los
restos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a rocas fosfatadas,
que afloran por movimientos orogénicos.
DIFERENTES ETAPAS DEL FÓSFORO EN EL ECOSISTEMA
Absorción y transporte de fósforo
El fósforo penetra en la planta a través de las capas externas de las células de los
pelos radiculares y de la punta de la raíz. La absorción también se produce a
través de las micorrizas, que son hongos que crecen en asociación con las raíces
de muchos cultivos. El fósforo es absorbido por la planta principalmente como ion
ortofosfato primario (H2PO4-), pero también se absorbe como ion fosfato
secundario (HPO4=), la absorción de esta última forma se incrementa a medida
que se sube el pH.
Una vez dentro de la raíz, el fósforo puede quedarse almacenado en esta área o
puede ser transportado a las partes superiores de la planta. A través de varias
reacciones químicas el fósforo se incorpora a compuestos orgánicos como ácidos
nucleicos (ADN y ARN), fosfoproteínas, fosfolípidos, enzimas y compuestos
fosfatados ricos en energía como la adenosina trifosfato (ATF). El fósforo se
mueve en la planta en forma de iones ortofosfato y como fósforo incorporado en
los compuestos orgánicos formados. De esta forma el fósforo se mueve a otras
partes de la planta donde estará disponible para más reacciones.
Reacciones de energía en la planta
El fósforo juega un papel vital virtualmente en todos los procesos que requieren
transferencia de energía en la planta. Los fosfatos de alta energía, que son parte
de la estructura química de la adenosina difosfato (ADF) y de la ATF, son la fuente
de energía que empuja una multitud de reacciones químicas dentro de la planta.
La transferencia de los fosfatos de alta energía delADF y ATF a otras moléculas
(proceso denominado fosforilación), desencadena una gran cantidad de procesos
esenciales para la planta.
Transferencia genética
El fósforo en un componente vital de las substancias que forman los genes y
cromosomas. De esta forma, esteelemento es parte esencial de los procesos que
transfieren el código genético de una generación a la siguiente, proveyendo el
mapa genético para todos los aspectos de crecimiento y reproducción de la planta.
El adecuado suplemento de fósforo es esencial para el desarrollo de nuevas
células y para la transferencia del código genético de una célula a otra, a medida
que se desarrollan nuevas células.
Abundante cantidad de fósforo se acumula en las semillas y en el fruto donde es
esencial para la formación y desarrollo de la semilla.
El fósforo es también parte de la fitina, que es la principal forma de
almacenamiento de fósforo en la semilla.
Alrededor del 50% del fósforo total en las semillas de las leguminosas y del 60%al
70% en los cereales se almacena como fitina o compuestos muy parecidos.
Los consumidores toman los compuestos de fósforo de las plantas y los absorben
mediante el proceso de la digestión, y los integran a su organismo, donde juegan
un rol decisivo en el metabolismo. Al morir las plantas o animales liberan fósforo
que se reintegra al suelo, esto se logra por la acción de descomposición
bacteriana de los cadáveres, en donde el fósforo se libera en forma de ortofosfatos
(PO4H2) que pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes,
formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este
fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos.
EL FOSFORO EN EL SUELO
ORIGEN, CONTENIDO Y FORMAS
El fósforo no tiene tal ayuda microbiana. Este elemento procede sólo de la
descomposición de la roca madre durante el proceso de la meteorización, y
representa alrededor del 0'1 % de la corteza terrestre. Su contenido, pequeño en
las rocas primitivas o sedimentarias (0'03-0'08 %), es notablemente más elevado
en las rocas volcánicas (0'1-0'3 %), las cuales constituyen la fuente original del
fósforo, y en donde se le encuentra sobre todo como inclusiones apatíticas. Estas
formas fosfatadas, a la demolición de las rocas, se han ido concentrando en
yacimientos más o menos importantes sobre toda la superficie del globo.
Los geólogos admiten, en general, que los mayores depósitos de fosfatos, los
sedimentarios, son de origen orgánico. Tales depósitos pueden haberse formado
en el fondo del mar. En efecto, el agua oceánica contiene indicios de fosfatos (0'1
ppm como término medio), que los organismos marinos se apropian y almacenan
en sus cuerpos. Al morir, sus restos se acumulan en el fondo del mar, y al
descomponerse la materia orgánica y perderse parte de los carbonatos solubles,
el fósforo se concentra bajo la forma de fosfatos.
Otros yacimientos de fosfatos pueden tener como origen las deyecciones de aves.
Así aparecen los depósitos de guano, en los que el ácido fosfórico constituyente
de dichos residuos, después de ser lixiviados, se ha combinado con el calcio de
las rocas presentes en las zonas donde se efectúan estas deyecciones. Tales
yacimientos se encuentran en numerosas islas del Océano Indico y sobre costas
de diversos países tropicales como Vietnam, Madagascar, etc.
La cantidad de fósforo total del suelo, expresada como P2 05, en raras ocasiones
sobrepasa el valor del 0'5 % (1500 ppm ó 3360 Kg/Ha), y puede clasificarse, en
general, como inorgánico y orgánico.
El fósforo inorgánico es casi siempre predominante, excepto en los suelos donde
la materia orgánica se halla en una gran proporción. El orgánico suele ser mayor
en las capas superficiales que en el subsuelo, debido a la acumulación de materia
orgánica en las mismas. Debe indicarse también, en cuanto al contenido total, que
generalmente suele ser más alto en los suelos jóvenes vírgenes y en las áreas
donde las lluvias no son excesivas. En los suelos cultivados, debido a que poco de
este elemento se pierde por lixiviación, y de que las eliminaciones por cosechas
son generalmente pequeñas, tiende a acumularse en las capas superficiales.
PERDIDAS DE FOSFORO EN LOS SUELOS
Las pérdidas que el fósforo puede experimentar en los suelos son: Extracción por
cultivos, lixiviación, erosión.
EXTRACCION POR CULTIVOS
La exportación de fósforo por los cultivos, según datos obtenidos a este respecto,
suele oscilar, por término medio, entre 4 y 6 Kg/Ha. La cantidad de 6 Kg/Ha es
aproximadamente el 0'4 % del contenido medio del fósforo en la capa arable de un
suelo cultivado. Estos valores son notablemente más bajos que los
correspondientes al nitrógeno (28 Kg/Ha, aproximadamente el O'9 % del contenido
en la capa arable). En aquellos suelos donde se practica un cultivo intensivo, la
eliminación de fósforo puede ser más elevada, y debe ser compensada con la
adición de fertilizantes.
PERDIDAS POR LIXIVIACION
La proporción de fósforo en la disolución del suelo está corrientemente
comprendida entre 0'1 y 1 mg/l. Por ello, las pérdidas de fósforo en los suelos por
efecto de la lixiviación son sumamente bajas. Se requerirían por tanto miles de
años para que estas pérdidas puedan tener significación. Sin embargo, cuando se
añaden al suelo fertilizantes fosfóricos solubles, estas pérdidas pueden ser ya
apreciables en un plazo corto, si se trata de suelos arenosos y turbosos, que
tienen poca tendencia a reaccionar con el fósforo. Sin embargo, los suelos tienen
gran capacidad para reaccionar rápidamente con los fosfatos solubles y reducir su
solubilidad, con lo que las pérdidas por lixiviación quedan minimizadas.
PERDIDAS POR EROSION
Aunque el fósforo sustraído por la erosión incluye una notable cantidad de
compuestos relativamente no utilizables por las plantas, la cantidad de fósforo
utilizable en el material erosionado suele ser notable. Esto se debe a que las
partículas finas del suelo donde se encuentra el fósforo son levantadas más
fácilmente que las partículas gruesas. Además, ordinariamente es más adecuado
para las plantas el fósforo situado en las capas superficiales del suelo que el de
las capas inferiores. Por esta razón, no es sorprendente que los suelos
erosionados resulten deficientes en fósforo y requieran cantidades mayores de
fertilizantes fosfatados que los suelos que han sufrido poca erosión.
¿CÓMO EL CICLO CONTRIBUYE AL MANTENIMIENTO DEL SISTEMA?
Al igual que el potasio, el fósforo se encuentra en cantidades limitadas para los
organismos vivos, principalmente para las plantasque son las bases de las
cadenas tróficas. El fósforo, principalmente en forma de ciertos tipos de iones
fosfato (PO4 y HPO4), es un nutriente esencial para vegetales y animales. Es una
parte de las moléculas de ADN y ARN, que llevan la información genética;
moléculas de ATP y ADP, que almacenan energía química para el uso de los
organismos en la respiración celular; ciertasgrasas de las membranas que
envuelven las células animales y vegetales, y los huesos y dientes de los
animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un
0.2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser
fósforo.
CONSECUENCIAS DE QUE EL CICLO SE INTERRUMPA
Los síntomas generales de la falta de fósforo están ligados a un desarrollo
anormalmente débil del vegetal, tanto en su parte aérea como en el sistema
radicular. Ello es consecuencia, tal como se ha visto, de que el elemento es un
participante básico en casi todos los procesos de crecimiento y síntesis de sus
compuestos constituyentes. Las características más específicas cuando existe
deficiencia aparecen en las hojas, que se hacen más delgadas, erectas, de menor
tamaño que las normales y con las nerviaciones poco pronunciadas. Debido a la
elevada movilidad del fósforo en la planta, y a causa de la tendencia que
presentan las hojas jóvenes a obtener de las más viejas los elementos móviles en
condiciones de deficiencia, las hojas antiguas son las primeras que muestran los
síntomas. En los árboles frutales, las hojas tienden a tomar tonos pardos rojizos,
se necrosan y se caen precozmente; la madurez del fruto se retrasa, con un
aumento de la acidez y una producción disminuida. En la patata, la deficiencia
provoca la aparición de manchas grises en la parte central y un sistema radicular
notablemente reducido.
También está comprobado que el fósforo es necesario especialmente para la
formación de semillas. En los cereales se observa una sensible disminución del
número de espigas, un debilitamiento de sus cañas y una menor resistencia a las
enfermedades y daños por heladas. Cuando hay falta de fósforo, la cosecha
puede reducirse en un 50 %. Presenta asimismo una relación estrecha con la
producción de vitaminas.
Las alteraciones por exceso de fósforo se observan experimentalmente sólo en
cultivos en medio líquidos. En ciertos suelos enriquecidos fuertemente por
aportaciones masivas y repetidas de fertilizantes fosforados solubles, son
frecuentes clorosis férricas por la insolubilización que sufre el hierro ante dichos
excesos.
Debido a la constante adición de fosfatos por los humanos y que exceden las
concentraciones naturales, el ciclo del fósforo es interrumpido fuertemente.
El incremento de la concentración de fósforo en las aguas superficiales aumenta el
crecimiento de organismos dependientes del fósforo, como son las algas. Estos
organismos usan grandes cantidades de oxígeno y previenen que los rayos de sol
entren en el agua. Esto hace que el agua sea poco adecuada para la vida de otros
organismos. El fenómeno es comúnmente conocido como eutrofización.
Hay una diferencia importante entre los ciclos del carbono y del fosfato. Donde
quiera que se libere el dióxido de carbono, se mezclará y mantendrá su
concentración en el aire, en tanto que el fósforo, que no tiene fase gaseosa, se
recicla sólo si los desechos que lo contienen se depositan en el suelo de donde
vino. Y lo mismo es cierto para otros minerales. Desde luego, en los sistemas
naturales los desechos (orina, detritos) se depositan en la misma área, de modo
que el reciclaje ocurre en forma eficiente; pero las acciones humanas a través de
tecnologías agropecuarias y el manejo de las excretas van interrumpiendo el ciclo.
Un caso muy grave de interrupción por parte del hombre del ciclo del fósforo es la
tala de bosques tropicales. Este ecosistema está sostenido por un reciclaje de
nutrientes casi ciento por ciento eficiente y hay pocas reservas de nutrientes en el
suelo. Cuando el bosque se corta y quema, los nutrientes almacenados en los
organismos y los detritos son arrastrados en seguida por las lluvias copiosas, y la
tierra se vuelve improductiva.
Otro efecto del hombre en el ciclo es que buena parte del fosfato de los cultivos se
abre paso a las corrientes de agua, ya sea directamente, por deslave, o en forma
indirecta en las aguas residuales. Como en esencia el fosfato no ingresa del agua
al suelo, este añadido da por resultado la fertilización excesiva de los cuerpos de
agua, que a su vez origina un grave problema de contaminación conocido como
eutrofización. Entre tanto, el fósforo que pierden los campos de labrantío se
remplaza con el que extrae la industria minera, lo que en última instancia hará que
se agote el del subsuelo.
Cuando el hombre utiliza estiércol, abono vegetal los cultivos, el ciclo natural se
duplica; pero en la mayor parte de los casos no ocurre así, y los fertilizantes
químicos que se aplican terminan lixiviados (pasados por agua) en las corrientes,
lo que produce eutrofización.
CONCLUSIONES
 La existencia de potasio en cantidades abundantes en el suelo y aguas
continentales junto a otros componentes como fósforo, nitrógeno no indica un
ambiente 100% fértil para el desarrollo de las plantas, plancton y otros, ya que
este no es asimilable en su totalidad.
 La adecuada concentración de potasio enel ecosistema hace que este sea
un medio eficaz para cultivos, la crianza de peces y otras actividades y por lo
consiguiente que sea un ambiente adecuado para el desarrollo de un ambiente
rico en elementos bióticos.
 El fósforo es esencial para la vida, constituye un nutriente esencial de la
dieta de todos de tanto plantas como animales; es esencial para los procesos de
la fotosíntesis de las plantas, como otros procesos químicos de los seres vivos, los
cuales no se pueden realizar sin ciertos compuestos en base a fósforo.
 En el ciclo del fósforo se producen grandes pérdidas de ese elemento. Hay
una tendencia en la naturaleza de que se pierda parte del fósforo que está enlos
seres vivos y se acumulan en los sedimentos en forma de dos compuestos:
Fosfato cálcico y Fosfato férrico.

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  • 1. Universidad Tecnológica de Panamá Centro Regional de Coclé Facultad de Ingeniería Civil Ecosistemas Los Ciclos Biogeoquímicos “Ciclo del Potasio & Ciclo del Fósforo” Presentado por Adames, Miguel 9-737-1299 Aguilar, Kevin 2-727-1790 Arrocha, Isaac 2-728-629 Calderón, Alberto 2-726-1406 Esclopis, Fernando 9-734-221 Hon, Ricardo 8-854-1515 Ledezma, Mijaíl 2-722-213 A consideración de Prof. Emilio Mariscal Febrero 2014
  • 2. INTRODUCCIÓN El organismo es un sistema de tránsito de las sustancias inorgánicas, mientras en el ecosistema esas sustancias circulan entre los organismos y el medio ambiente, por lo que se les denomina ciclos. Estos ciclos reciben la denominación de biogeoquímicos, por pasar por los seres vivos (bios = vida), el suelo (geo = tierra) y estar sujetos a reacciones químicas con uso y liberación de energía. En los ciclos biogeoquímicos se pueden reconocer dos partes o compartimientos: la biótica y la abiótica. · La parte biótica: Comprende la inclusión de sustancias inorgánicas en el organismo y la subsiguiente descomposición y re-mineralización. El intercambio de elementos es rápido, pero la cantidad de sustancias inorgánicas no es mayor. El organismo vivo toma elementos inorgánicos y al morir y descomponerse éstos son devueltos al ambiente para ser nuevamente aprovechados. · La parte abiótica: El medio contiene gran cantidad de sustancias inorgánicas, que se descomponen con lentitud y están a disposición del organismo en forma abundante y fácil (agua, dióxido de carbono, oxigeno) o escasa y difícil (potasio, fósforo, nitrógeno, entre otros). En el primer caso se trata de ciclos atmosféricos con grandes reservas de materiales; en el segundo se trata de materiales sedimentarios (fósforo, potasio, hierro, azufre, y elementos menores).
  • 3. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Conocer el ciclo del potasio y el ciclo el fósforo, y la importancia que tiene en el medio ambiente OBJETIVOS ESPECIFICOS Comprender los proceso del ciclo del potasio y el ciclo del fósforo Aprender sobre el potasio y el fósforo en el suelo y diversos sectores; el grado de importancia que tienen en todos los seres bióticos (animales, plantas, ser humano).
  • 4. RESUMEN CICLO DEL POTASIO El potasio se encuentra en los suelos como componente de la roca madre en forma de silicatos, ejemplo los suelos ricos en arcillas; que contienen hasta un 3% de potasio. Las plantas absorben el potasio en su forma iónica K+ , donde este proceso es activo y rápido.Al absorber el potasio utilizan un porcentaje para funciones como regulación de absorción de CO2, regulación de absorción y pérdida de agua y estimulación de formación de frutos. Los consumidores tanto primarios o secundarios adquieren potasio al alimentarse de las plantas. Los consumidores integran las propiedades del potasio a sus organismos y la utilizan para realizar diversas actividades y funciones esenciales. Al morir las plantas y los animales; o por medio de desperdicios de los consumidores, actúan los descomponedores y reintegran el potasio nuevamente al suelo; dando con esto el reinicio del ciclo. CICLO DEL FÓSFORO Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Éstos son recogidos por los vegetales por el suelo a través de sus raíces, estos realizan el papel de productores; seguidamente, pasan a los animales, los cuales consumen la planta y sus frutos; siendo estos los consumidores que pueden llegar a ser consumidores primarios, secundarios y sucesivamente dependiendo del largo de la cadena trófica. Cuando los productores o consumidores mueren, o por medio de excretas, los descomponedores actúan volviendo a producir fosfatos y devolviéndolos al suelo.
  • 5. Ciclo Biogeoquímico del Potasio El potasio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo químico es K (del latín Kalium), cuyo número atómico es 19. Es un metal alcalino de color blanco-plateado que abunda en la naturaleza en los elementos relacionados con el agua salada y otros minerales. Se oxida rápidamente en el aire, es muy reactivo especialmente en agua. Es el quinto metal más ligero y liviano: es un sólido blando que se corta con facilidad con un cuchillo, tiene un punto de fusión muy bajo, arde con llama violeta y presenta un color plateado en las superficies no expuestas al aire, en cuyo contacto se oxida con rapidez lo que obliga a almacenarlo recubierto de aceite al igual que otros metales alcalinos reacciona violentamente con el agua desprendiendo hidrógeno, incluso puede inflamarse espontáneamente en presencia de agua. ¿CÓMO FUNCIONA EL CICLO DEL POTASIO EN EL ECOSISTEMA? POTASIO (K) El potasio (K) es un elemento esencial para las plantas, los animales y los humanos porque interviene en procesos de la fotosíntesis, en procesos químicos dentro de las células, y contribuye en mantener el agua en las células. Es por esto que el potasio, junto con el nitrógeno y el fósforo, son elementos esenciales para los seres vivos.
  • 6. El ciclo del potasio consiste en los siguientes pasos: · El potasio se encuentra en forma natural en el suelo, especialmente en los suelos ricos en arcillas, que contienen hasta un 3%. En los suelos pantanosos y los pobres en arcilla el contenido de compuestos de potasio es menor y puede ser deficitario, originando problemas en los cultivos. · Los compuestos de potasio del suelo son lavados (lixiviados) con facilidad en las zonas de altas precipitaciones y, en consecuencia, deben ser restituidos a los campos por fertilización, añadiendo cloruro de potasio o sulfato de potasio. Ciertos cultivos (alfalfa, zanahorias, pepinos y coles) son muy exigentes en potasio y no prosperan en suelos pobres en dicho elemento. · La deficiencia de potasio en las plantas se detecta porque éstas tienen apariencia decaída o marchita, ya que la falta de potasio favorece la pérdida de agua en las células. DIFERENTES ETAPAS DEL POTASIO EN EL ECOSISTEMA El potasio se encuentra en los suelos como componente de la roca madre en forma de silicatos, únicamente el que está en la disolución de suelo (3%) es el asimilable por las plantas. Las principales fuentes potásicas entre los minerales están las micas (tipos de silicatos compuestos por elementos como K, Ba, Ca, Na, Al, Cr, Fe, Li, Mg, Mn). El grado de liberación de potasio no sólo depende del contenido de éste en los
  • 7. minerales del suelo sino de la mayor o menor alteración que sufran los mismos. Por ejemplo, en las micas el potasio es liberado a través de una meteorización que comienza en los bordes de las partículas. Ante la pérdida del potasio, las láminas de las micas se separan entre sí. Esta sería la vía de conversión de las micas en minerales arcillosos; donde las micas tienen una concentración del 10% de potasio; liberando más potasio al suelo. Por medio de procesos como lixiviación o erosión, el potasio es liberado de rocas y del suelo y por ello deben de ser sustituidos por medio artificiales. El potasio es absorbido por las raíces en forma de K+ , y es el principal catión presente en los jugos vegetales, pudiendo encontrarse bajo la forma de sales orgánicas (oxalatos, tartratos), sales minerales (fosfatos, nitratos) y de combinaciones complejas inestables. No hay evidencia de que forme parte de la estructura molecular de las células. Se admite que se encuentra en estado ionizado en todos los órganos de la planta, y ello justifica la facilidad de su paso de una parte a otra. En las hojas de las plantas superiores, un 30 % se encuentra en los coloides del citoplasma y un 70 % en sus vacuolas. Los tejidos jóvenes y sanos lo retienen bastante enérgicamente, y en estas condiciones se difunde lentamente en agua fría; pero en los tejidos viejos o alterados, puede haber pérdidas por lavado de los órganos aéreos bajo la acción de las lluvias. Esta característica ratifica que la mayor parte del potasio se encuentra en la planta bajo la forma de combinaciones solubles en agua o fácilmente disociables, asegurando así su movilidad. Los consumidores obtienen el potasio en forma de ion potasio K+, esto lo obtienen al consumir la planta o los frutos que ella produzca. Al momento de entrar el elemento al consumidor este se distribuye a todo el organismo en general; donde la mayor parte del potasio se encuentra en el líquido del interior de las células. Solo alrededor de un dos por ciento (2%) se encuentra en los líquidos corporales fuera de las células. Por lo tanto, la importancia del potasio es muy grande para el funcionamiento de las células. Los electrolitos de potasio se hallan disueltos en el cuerpo, en forma de partículas con carga eléctrica (iones). Como iones son capaces, dentro de los líquidos corporales, de conducir corriente eléctrica y con ello impulsos nerviosos. En la conducción de excitación en las células musculares y nerviosas, el potasio desempeña un papel significativo. Es además importante para la regulación de la presión osmótica en las células, y con ello para su conservación y funcionamiento.
  • 8. El potasio participa en la activación de diversos enzimas e influye en el equilibrio ácido-base. La excreción del potasio se efectúa esencialmente por los riñones que excretan del 90 al 95% del potasio ingerido. La distribución de potasio en el organismo está regulada por una serie de compuestos como la insulina, las catecolaminas y la aldosterona. Al momento de morir los productores y los consumidores, o por medio de los desperdicios de los consumidores; actúan los descomponedores los cuales restablecen el potasio como iones al suelo. Cabe recalcar que todo el recorrido del potasio lo realiza en estado de ion K+, desde el desprendimiento de las rocas y suelo, el proceso a través de los productores y consumidores y el regreso por medio de los descomponedores.
  • 9. EL POTASIO EN LA PLANTA CONTENIDO Y FORMAS El potasio es absorbido por las raíces bajo la forma de K+, y es un elemento siempre importante cuantitativamente en las cenizas vegetales, bajo la forma de óxido potásico. Su contenido en la planta puede fluctuar ampliamente, dependiendo de la especie, del órgano que se considere y del contenido asimilable del suelo. FUNCIONES El papel del potasio en la planta es variado, pero todavía no se conocen bien ciertos aspectos del mismo. Sí se sabe que no desempeña una función específica, y que a diferencia de otros elementos, como nitrógeno, fósforo o azufre, no entra en la constitución de los principios esenciales (prótidos, lípidos y glúcidos). Debido a su gran movilidad, actúa en la planta, básicamente, neutralizando los ácidos orgánicos resultantes del metabolismo, y asegura así la constancia de la concentración en H+ de los jugos celulares. EL POTASIO EN EL SUELO ORIGEN, CONTENIDO Y FORMAS Con independencia del que se añade como componente de diversos fertilizantes, el potasio presente en los suelos aparece por desintegración y descomposición de las rocas que contienen minerales potásicos. A diferencia del fósforo, el potasio se halla en la mayoría de los suelos en cantidades relativamente grandes. Su contenido (como K2O) varía de 0'5 a 3 %, y depende de su textura. PÉRDIDAS DE POTASIO Las pérdidas que el potasio puede presentar en el suelo son: lixiviación, extracción por los cultivos y erosión. LIXIVIACION
  • 10. En determinadas situaciones del suelo, gran cantidad de potasio puede perderse por lixiviación. Corrientemente, cuando se aplican altas cantidades de fertilizantes a suelos de textura gruesa (arenosos), siempre se pone en evidencia en las aguas de drenaje considerables cantidades de potasio; y en este caso, la magnitud de esta pérdida puede llegar a igualar a la del potasio adsorbido por el cultivo. En los suelos arcillosos, las pérdidas de potasio son en general pequeñas. EXTRACCION POR EL CULTIVO Una segunda pérdida de potasio en el suelo es su absorción por la planta. En suelos con una reserva en potasio adecuada, la extracción por el cultivo suele ser tres o cuatro veces la del fósforo y similar a la del nitrógeno. EROSION Altas cantidades de potasio pueden perderse de los suelos por efecto de la erosión. En algunos suelos de EE.UU. se han alcanzado pérdidas anuales de hasta 158 Kg/Ha. La separación selectiva de finas partículas durante la erosión reduce selectivamente la porción de suelo superficial que es la más importante para suministrar potasio a la planta. ¿CÓMO EL CICLO CONTRIBUYE AL MANTENIMIENTO DEL SISTEMA? Los suelos tienen grandes cantidades de potasio (mucho mayor que lo que absorben las plantas) pero solo un pequeño porcentaje está disponible para ellas. La corteza terrestre contiene aproximadamente 2.6% de potasio. La cantidad disponible en un suelo sin fertilizar depende de la cantidad y tipo de minerales potásicos y condiciones ambientales durante la formación del suelo. El potasio (K) es un nutriente esencial para los organismos: las plantas, animales y los humanos, porque interviene en procesos de la fotosíntesis, en procesos químicos dentro de las células, y contribuye en mantener el agua en las células, también es importante en las aguas continentales ya que indican la fertilidad de agua o si esta tiene un grado de contaminación. Los vegetales necesitan cantidades elevadas de este nutriente siendo semejante al requerimiento de nitrógeno. Se lo encuentra en todos sus órganos movilizándose fácilmente de una parte a otra de la planta. El potasio cumple un rol importante en la activación de un número de enzimas (conociéndose más de 60 activadas por este catión), que actúan en diversos
  • 11. procesos metabólicos tales como fotosíntesis, síntesis de proteínas y carbohidratos; también tiene incidencia en el balance de agua y en el crecimiento. Al participar de estos procesos metabólicos el potasio actúa favoreciendo el crecimiento vegetativo, la fructificación, la maduración y la calidad de los frutos. El potasio actúa nivel del proceso de la fotosíntesis, en la translocación de fotosintatos, síntesis de proteínas, activación de enzimas claves para varias funciones bioquímica. El potasio es indispensable para obtener buenas cosechas y calidad en las frutas y verduras, y con respecto al agua está presente en mínimas cantidades y de esto depende el grado de fertilidad de un cuerpo de agua. La falta de éste elemento, influye negativamente en el rendimiento y calidad del cultivo. El cultivo se hace más a enfermedades y lo menos resistente a condiciones climáticas. El potasio es el nutriente mineral más abundante en el cuerpo humano. Vital para el funcionamiento de los órganos mayores y tejidos incluyendo los músculos, la piel y el tracto digestivo. Una reducción moderada en los niveles de potasio en el cuerpo puede llevará una sensibilidad a la sal y la hipertensión arterial. EI potasio en los animales: • Interviene en el impulso nervioso. • Es requerido para la integridad normal de corazón. • Ayuda en la contracción y relajación del músculo cardiaco. • Interviene en el trabajo de riñones y sistema nervioso.
  • 12. CONSECUENCIAS DE QUE EL CICLO SE INTERRUMPA Intervención del hombre en el ciclo Los cultivos extraen grandes cantidades de potasio del suelo para su crecimiento y desarrollo y como es de esperarse, la falta de éste elemento influye negativamente en el rendimiento y calidad del cultivo. Además, la deficiencia de potasio aumenta la vulnerabilidad del cultivo a enfermedades y lo hace menos resistente a condiciones de "stress" tales como sequías, heladas etc. El exceso de potasio en un ambiente de aguas continentales, ya sea por excesiva fertilización del suelo con potasio y luego arrastrado a los ríos, lagos, etc. indican un grado de contaminación afectando al adecuado desarrollo de plancton. Inicialmente, la falta de potasio origina un retraso general del crecimiento, que se hace sentir especialmente sobre los órganos de reserva: semillas, frutos o tubérculos, órganos que deben formarse con el concurso de los glúcidos. Estos signos de deficiencia se observan netamente cuando su contenido en potasio es de 3 a 5 veces inferior al normal. Los tallos son más delgados, ya que todo el elemento es utilizado en el ápice vegetativo. Esta particularidad puede ocasionar en los cereales un debilitamiento y rotura del tallo, con las consiguientes pérdidas en grano. En muchos casos, las hojas tienden a curvarse hacia arriba, en forma de teja, enrollándose cada vez más a modo de cigarros, adquiriendo el árbol, o la planta en su conjunto, un aspecto como si se hubiera quemado. Esta sintomatología aparece en árboles frutales, y con mucha frecuencia en manzanos. Bajo el punto de vista agrícola, en cuanto a desarrollo, conservación y producción de cosecha, la deficiencia potásica origina, junto a una notable reducción de los órganos de reserva, como ya se ha indicado antes, falta de resistencia a las enfermedades criptogámicas; una prolongación del periodo vegetativo y retraso de la maduración de semillas; frutos notablemente ácidos, sin aroma y con fuerte coloración; menor resistencia al frío; tendencia al marchitamiento; retraso en el crecimiento radicular; y descenso general de los rendimientos.
  • 13. Ciclo Biogeoquímico del Fósforo El fósforo (P) es uno de los 17 nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas. Sus funciones no pueden ser ejecutadas por ningún otro nutriente y se requiere un adecuado suplemento de fósforo para que la planta crezca y se reproduzca en forma óptima. El fósforo se clasifica como un nutriente primario, razón por la cual es comúnmente deficiente en la producción agrícola y los cultivos lo requieren en cantidades relativamente grandes. La concentración total de fósforo en los cultivos varía de 0.1 a 0.5 %. ¿CÓMO FUNCIONA EL CICLO DEL FÓSFORO? Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Éstos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales. Cuando éstos excretan, los componedores actúan volviendo a producir fosfatos. Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo toman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa como abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos; los restos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orogénicos.
  • 14. DIFERENTES ETAPAS DEL FÓSFORO EN EL ECOSISTEMA Absorción y transporte de fósforo El fósforo penetra en la planta a través de las capas externas de las células de los pelos radiculares y de la punta de la raíz. La absorción también se produce a través de las micorrizas, que son hongos que crecen en asociación con las raíces de muchos cultivos. El fósforo es absorbido por la planta principalmente como ion ortofosfato primario (H2PO4-), pero también se absorbe como ion fosfato secundario (HPO4=), la absorción de esta última forma se incrementa a medida que se sube el pH. Una vez dentro de la raíz, el fósforo puede quedarse almacenado en esta área o puede ser transportado a las partes superiores de la planta. A través de varias reacciones químicas el fósforo se incorpora a compuestos orgánicos como ácidos nucleicos (ADN y ARN), fosfoproteínas, fosfolípidos, enzimas y compuestos fosfatados ricos en energía como la adenosina trifosfato (ATF). El fósforo se mueve en la planta en forma de iones ortofosfato y como fósforo incorporado en los compuestos orgánicos formados. De esta forma el fósforo se mueve a otras partes de la planta donde estará disponible para más reacciones.
  • 15. Reacciones de energía en la planta El fósforo juega un papel vital virtualmente en todos los procesos que requieren transferencia de energía en la planta. Los fosfatos de alta energía, que son parte de la estructura química de la adenosina difosfato (ADF) y de la ATF, son la fuente de energía que empuja una multitud de reacciones químicas dentro de la planta. La transferencia de los fosfatos de alta energía delADF y ATF a otras moléculas (proceso denominado fosforilación), desencadena una gran cantidad de procesos esenciales para la planta. Transferencia genética El fósforo en un componente vital de las substancias que forman los genes y cromosomas. De esta forma, esteelemento es parte esencial de los procesos que transfieren el código genético de una generación a la siguiente, proveyendo el mapa genético para todos los aspectos de crecimiento y reproducción de la planta. El adecuado suplemento de fósforo es esencial para el desarrollo de nuevas células y para la transferencia del código genético de una célula a otra, a medida que se desarrollan nuevas células. Abundante cantidad de fósforo se acumula en las semillas y en el fruto donde es esencial para la formación y desarrollo de la semilla. El fósforo es también parte de la fitina, que es la principal forma de almacenamiento de fósforo en la semilla. Alrededor del 50% del fósforo total en las semillas de las leguminosas y del 60%al 70% en los cereales se almacena como fitina o compuestos muy parecidos. Los consumidores toman los compuestos de fósforo de las plantas y los absorben mediante el proceso de la digestión, y los integran a su organismo, donde juegan un rol decisivo en el metabolismo. Al morir las plantas o animales liberan fósforo que se reintegra al suelo, esto se logra por la acción de descomposición bacteriana de los cadáveres, en donde el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (PO4H2) que pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos.
  • 16. EL FOSFORO EN EL SUELO ORIGEN, CONTENIDO Y FORMAS El fósforo no tiene tal ayuda microbiana. Este elemento procede sólo de la descomposición de la roca madre durante el proceso de la meteorización, y representa alrededor del 0'1 % de la corteza terrestre. Su contenido, pequeño en las rocas primitivas o sedimentarias (0'03-0'08 %), es notablemente más elevado en las rocas volcánicas (0'1-0'3 %), las cuales constituyen la fuente original del fósforo, y en donde se le encuentra sobre todo como inclusiones apatíticas. Estas formas fosfatadas, a la demolición de las rocas, se han ido concentrando en yacimientos más o menos importantes sobre toda la superficie del globo. Los geólogos admiten, en general, que los mayores depósitos de fosfatos, los sedimentarios, son de origen orgánico. Tales depósitos pueden haberse formado en el fondo del mar. En efecto, el agua oceánica contiene indicios de fosfatos (0'1 ppm como término medio), que los organismos marinos se apropian y almacenan en sus cuerpos. Al morir, sus restos se acumulan en el fondo del mar, y al descomponerse la materia orgánica y perderse parte de los carbonatos solubles, el fósforo se concentra bajo la forma de fosfatos.
  • 17. Otros yacimientos de fosfatos pueden tener como origen las deyecciones de aves. Así aparecen los depósitos de guano, en los que el ácido fosfórico constituyente de dichos residuos, después de ser lixiviados, se ha combinado con el calcio de las rocas presentes en las zonas donde se efectúan estas deyecciones. Tales yacimientos se encuentran en numerosas islas del Océano Indico y sobre costas de diversos países tropicales como Vietnam, Madagascar, etc. La cantidad de fósforo total del suelo, expresada como P2 05, en raras ocasiones sobrepasa el valor del 0'5 % (1500 ppm ó 3360 Kg/Ha), y puede clasificarse, en general, como inorgánico y orgánico. El fósforo inorgánico es casi siempre predominante, excepto en los suelos donde la materia orgánica se halla en una gran proporción. El orgánico suele ser mayor en las capas superficiales que en el subsuelo, debido a la acumulación de materia orgánica en las mismas. Debe indicarse también, en cuanto al contenido total, que generalmente suele ser más alto en los suelos jóvenes vírgenes y en las áreas donde las lluvias no son excesivas. En los suelos cultivados, debido a que poco de este elemento se pierde por lixiviación, y de que las eliminaciones por cosechas son generalmente pequeñas, tiende a acumularse en las capas superficiales. PERDIDAS DE FOSFORO EN LOS SUELOS Las pérdidas que el fósforo puede experimentar en los suelos son: Extracción por cultivos, lixiviación, erosión. EXTRACCION POR CULTIVOS La exportación de fósforo por los cultivos, según datos obtenidos a este respecto, suele oscilar, por término medio, entre 4 y 6 Kg/Ha. La cantidad de 6 Kg/Ha es aproximadamente el 0'4 % del contenido medio del fósforo en la capa arable de un suelo cultivado. Estos valores son notablemente más bajos que los correspondientes al nitrógeno (28 Kg/Ha, aproximadamente el O'9 % del contenido en la capa arable). En aquellos suelos donde se practica un cultivo intensivo, la eliminación de fósforo puede ser más elevada, y debe ser compensada con la adición de fertilizantes. PERDIDAS POR LIXIVIACION La proporción de fósforo en la disolución del suelo está corrientemente comprendida entre 0'1 y 1 mg/l. Por ello, las pérdidas de fósforo en los suelos por efecto de la lixiviación son sumamente bajas. Se requerirían por tanto miles de años para que estas pérdidas puedan tener significación. Sin embargo, cuando se añaden al suelo fertilizantes fosfóricos solubles, estas pérdidas pueden ser ya apreciables en un plazo corto, si se trata de suelos arenosos y turbosos, que tienen poca tendencia a reaccionar con el fósforo. Sin embargo, los suelos tienen
  • 18. gran capacidad para reaccionar rápidamente con los fosfatos solubles y reducir su solubilidad, con lo que las pérdidas por lixiviación quedan minimizadas. PERDIDAS POR EROSION Aunque el fósforo sustraído por la erosión incluye una notable cantidad de compuestos relativamente no utilizables por las plantas, la cantidad de fósforo utilizable en el material erosionado suele ser notable. Esto se debe a que las partículas finas del suelo donde se encuentra el fósforo son levantadas más fácilmente que las partículas gruesas. Además, ordinariamente es más adecuado para las plantas el fósforo situado en las capas superficiales del suelo que el de las capas inferiores. Por esta razón, no es sorprendente que los suelos erosionados resulten deficientes en fósforo y requieran cantidades mayores de fertilizantes fosfatados que los suelos que han sufrido poca erosión. ¿CÓMO EL CICLO CONTRIBUYE AL MANTENIMIENTO DEL SISTEMA? Al igual que el potasio, el fósforo se encuentra en cantidades limitadas para los organismos vivos, principalmente para las plantasque son las bases de las cadenas tróficas. El fósforo, principalmente en forma de ciertos tipos de iones fosfato (PO4 y HPO4), es un nutriente esencial para vegetales y animales. Es una parte de las moléculas de ADN y ARN, que llevan la información genética; moléculas de ATP y ADP, que almacenan energía química para el uso de los organismos en la respiración celular; ciertasgrasas de las membranas que envuelven las células animales y vegetales, y los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0.2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo.
  • 19. CONSECUENCIAS DE QUE EL CICLO SE INTERRUMPA Los síntomas generales de la falta de fósforo están ligados a un desarrollo anormalmente débil del vegetal, tanto en su parte aérea como en el sistema radicular. Ello es consecuencia, tal como se ha visto, de que el elemento es un participante básico en casi todos los procesos de crecimiento y síntesis de sus compuestos constituyentes. Las características más específicas cuando existe deficiencia aparecen en las hojas, que se hacen más delgadas, erectas, de menor tamaño que las normales y con las nerviaciones poco pronunciadas. Debido a la elevada movilidad del fósforo en la planta, y a causa de la tendencia que presentan las hojas jóvenes a obtener de las más viejas los elementos móviles en condiciones de deficiencia, las hojas antiguas son las primeras que muestran los síntomas. En los árboles frutales, las hojas tienden a tomar tonos pardos rojizos, se necrosan y se caen precozmente; la madurez del fruto se retrasa, con un aumento de la acidez y una producción disminuida. En la patata, la deficiencia provoca la aparición de manchas grises en la parte central y un sistema radicular notablemente reducido. También está comprobado que el fósforo es necesario especialmente para la formación de semillas. En los cereales se observa una sensible disminución del número de espigas, un debilitamiento de sus cañas y una menor resistencia a las enfermedades y daños por heladas. Cuando hay falta de fósforo, la cosecha puede reducirse en un 50 %. Presenta asimismo una relación estrecha con la producción de vitaminas. Las alteraciones por exceso de fósforo se observan experimentalmente sólo en cultivos en medio líquidos. En ciertos suelos enriquecidos fuertemente por aportaciones masivas y repetidas de fertilizantes fosforados solubles, son frecuentes clorosis férricas por la insolubilización que sufre el hierro ante dichos excesos. Debido a la constante adición de fosfatos por los humanos y que exceden las concentraciones naturales, el ciclo del fósforo es interrumpido fuertemente. El incremento de la concentración de fósforo en las aguas superficiales aumenta el crecimiento de organismos dependientes del fósforo, como son las algas. Estos organismos usan grandes cantidades de oxígeno y previenen que los rayos de sol entren en el agua. Esto hace que el agua sea poco adecuada para la vida de otros organismos. El fenómeno es comúnmente conocido como eutrofización. Hay una diferencia importante entre los ciclos del carbono y del fosfato. Donde quiera que se libere el dióxido de carbono, se mezclará y mantendrá su concentración en el aire, en tanto que el fósforo, que no tiene fase gaseosa, se
  • 20. recicla sólo si los desechos que lo contienen se depositan en el suelo de donde vino. Y lo mismo es cierto para otros minerales. Desde luego, en los sistemas naturales los desechos (orina, detritos) se depositan en la misma área, de modo que el reciclaje ocurre en forma eficiente; pero las acciones humanas a través de tecnologías agropecuarias y el manejo de las excretas van interrumpiendo el ciclo. Un caso muy grave de interrupción por parte del hombre del ciclo del fósforo es la tala de bosques tropicales. Este ecosistema está sostenido por un reciclaje de nutrientes casi ciento por ciento eficiente y hay pocas reservas de nutrientes en el suelo. Cuando el bosque se corta y quema, los nutrientes almacenados en los organismos y los detritos son arrastrados en seguida por las lluvias copiosas, y la tierra se vuelve improductiva. Otro efecto del hombre en el ciclo es que buena parte del fosfato de los cultivos se abre paso a las corrientes de agua, ya sea directamente, por deslave, o en forma indirecta en las aguas residuales. Como en esencia el fosfato no ingresa del agua al suelo, este añadido da por resultado la fertilización excesiva de los cuerpos de agua, que a su vez origina un grave problema de contaminación conocido como eutrofización. Entre tanto, el fósforo que pierden los campos de labrantío se remplaza con el que extrae la industria minera, lo que en última instancia hará que se agote el del subsuelo. Cuando el hombre utiliza estiércol, abono vegetal los cultivos, el ciclo natural se duplica; pero en la mayor parte de los casos no ocurre así, y los fertilizantes químicos que se aplican terminan lixiviados (pasados por agua) en las corrientes, lo que produce eutrofización.
  • 21. CONCLUSIONES  La existencia de potasio en cantidades abundantes en el suelo y aguas continentales junto a otros componentes como fósforo, nitrógeno no indica un ambiente 100% fértil para el desarrollo de las plantas, plancton y otros, ya que este no es asimilable en su totalidad.  La adecuada concentración de potasio enel ecosistema hace que este sea un medio eficaz para cultivos, la crianza de peces y otras actividades y por lo consiguiente que sea un ambiente adecuado para el desarrollo de un ambiente rico en elementos bióticos.  El fósforo es esencial para la vida, constituye un nutriente esencial de la dieta de todos de tanto plantas como animales; es esencial para los procesos de la fotosíntesis de las plantas, como otros procesos químicos de los seres vivos, los cuales no se pueden realizar sin ciertos compuestos en base a fósforo.  En el ciclo del fósforo se producen grandes pérdidas de ese elemento. Hay una tendencia en la naturaleza de que se pierda parte del fósforo que está enlos seres vivos y se acumulan en los sedimentos en forma de dos compuestos: Fosfato cálcico y Fosfato férrico.