Este documento resume un reporte sobre ciclos biogeoquímicos realizado en la Universidad de San Carlos de Guatemala. Describe los objetivos del estudio, revisa conceptos clave sobre ciclos biogeoquímicos como los ciclos del carbono, nitrógeno y oxígeno. También detalla los materiales y métodos utilizados en un experimento para analizar el efecto de la sal en el crecimiento de plantas de frijol. Finalmente, presenta resultados que muestran mayores tasas de mortalidad en tratamientos con más sal, mientras que

1. Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Agronomía
Área de Ciencias
Sub Área de Ciencias Biológicas
Laboratorio Ecología General
AGRC 2017
Reporte No.2 Ciclos Biogeoquímicos
1. Introducción
Se le denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de
carbono, Nitrogeno, oxigeno, hidrogeno, calcio, sodio, azufre, fosforo, potasio y
otros elementos entre los seres vivos y el ambiente, mediante una serie de
procesos de producción y descomposición. En la biosfera la materia es limitada de
manera que su reciclaje es un punto clave en el mantenimiento de la vida en la
tierra.
La tierra es un sistema cerrado donde no entra ni sale materia. Las sustancias
utilizadas por los organismos no se "pierden" aunque pueden llegar a sitios donde
resultan inaccesibles para los organismos por un largo período. Sin embargo, casi
siempre la materia se reutiliza y a menudo circula varias veces, tanto dentro de los
ecosistemas como fuera de ellos.
Existen varios tipos de ciclos biogeoquímicos como el del fósforo y del azufre que
son de tipo sedimentario (los nutrientes circulan principalmente en la corteza
terrestre) y del carbono, nitrógeno y oxígeno que son de tipo gaseoso (los
nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos).
2. Objetivos
2.1 General
 Realizar una simulación de los ciclos biogeoquímicos y entender el
comportamiento que se presenta en él.
2.2 Específicos
 Conocer el efecto de la sal sobre los ecosistemas terrestres
 Analizar la aplicación agronómica que posee el uso de ciclos
biogeoquímicos
 Comparar en qué tipo de ecosistema se da una mayor alteración por las
sales
3. Revisión bibliográfica

2. Ciclos biogeoquímicos
El término acuñado del griego “bios”, vida, “geos”, tierra y química. Hace
referencia a la vinculación de la composición de la tierra (y sus elementos
químicos orgánicos e inorgánicos) con la vida.
El término Ciclo Biogeoquímico deriva del movimiento cíclico de los elementos que
forman los organismos biológicos (bio) y el ambiente geológico (geo) e interviene
un cambio químico.
Pero mientras que el flujo de energía en el ecosistema es abierto, puesto que al
ser utilizada en el seno de los niveles tróficos para el mantenimiento de las
funciones vitales de los seres vivos se degrada y disipa en forma de calor, no
sigue un ciclo y fluye en una sola dirección. El flujo de materia es cerrado ya que
los nutrientes se reciclan. La energía solar que permanentemente incide sobre la
corteza terrestre, permite mantener el ciclo de dichos nutrientes y el
mantenimiento del ecosistema. Por tanto estos ciclos biogeoquímicos son
activados directa o indirectamente por la energía que proviene del sol.
Se refiere en resumen al estudio del intercambio de sustancias químicas entre
formas bióticas y abióticas. (lenntech.es)
En todo ecosistema, ya sea en mayor o menor cantidad, encontramos diversos
elementos químicos. Esto ocurre porque todo organismo vivo está constituido en
diferentes grados por sustancias como el carbono, el oxígeno o el nitrógeno, entre
muchos otros más. También en la naturaleza no viva es posible encontrar
verdaderos depósitos químicos, como en el caso de la atmósfera, importante
reservorio de dióxido de carbono y de oxígeno, o también, en el suelo y las rocas,
donde es común encontrar minerales, nitratos y fosfatos.
La principal característica común de todos estos elementos es que se encuentran
en permanente transformación e intercambio entre todos los organismos que
componen un ecosistema.(CIIFEN - Centro Internacional para la Investigación
del Fenómeno de El Niño)
Tipos de Ciclos Biogeoquímicos
Sedimentarios: los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre
(suelo, rocas, sedimentos, etc) la hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos
en estos ciclos son generalmente reciclados mucho más lentamente que en el
ciclo gaseoso, además el elemento se transforma de modo químico y con
aportación biológica en un mismo lugar geográfico.
Gaseoso: los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los
organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos los elementos son reciclados
rápidamente, con frecuencia de horas o días. Este tipo de ciclo se refiere a que la

3. transformación de la sustancia involucrada cambia de ubicación geográfica y que
se fija a partir de una materia prima gaseosa. Ejemplos de ciclos gaseosos son el
CARBONO, el NITRÓGENO y OXÍGENO. (CIIFEN - Centro Internacional para la
Investigación del Fenómeno de El Niño)
Los ciclos biogeoquímicos son determinantes en la continuidad de la vida, los
elementos: carbono, nitrógeno y oxígeno son esenciales para la síntesis de
proteínas. (Universidad de Navarra, Curso de Microbiologia)
Ciclo del Carbono
Los cuerpos de todos los seres vivos se basan en el elemento carbono. Es uno de
los principales constituyentes de macromoléculas como lípidos, proteínas e
hidratos de carbono. El carbono tiene su origen en el dióxido de carbono de la
atmósfera. Las plantas verdes y algunas bacterias lo ingieren y con el fabrican
alimento.
Cuando los animales comen plantas, toman parte del carbono. El dióxido de
carbono vuelve a la atmósfera por la respiración de los seres vivos o por sus
desperdicios o por su descomposición.
Ciclo del Nitrógeno
Todos los seres vivos necesitan nitrógeno para fabricar proteínas. Intervienen
fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del
nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será
absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.
Ciclo del Oxígeno
Los seres vivos toman el oxígeno del aire. Junto con el carbono, hidrógeno y
nitrógeno lo utilizan para construir nuevas moléculas en su cuerpo. El oxígeno
vuelve a la atmósfera gracias a las plantas verdes durante la fotosíntesis, y en
forma de dióxido de carbono, durante la respiración de plantas y
animales.(Universidad de Navarra, Curso de Microbiología)
4. Materiales y Métodos
4.1 Materiales

4. 8 envases de doble litro de agua gaseosa (preferiblemente lisos, trasparentes y
limpios)
50 gramos de sal.
5 gramos de fertilizante (20-20-20)
Algas (preferiblemente que sean pequeñas)
Semillas (20 semillas), dependerá el cultivo a evaluar.
Regla, tijeras y navaja.
4.2 Metodología
El primer doble litro se cortó en 3 partes y esto se repitió cuatro veces para realizar
el ensayo
En la parte superior se colocó una mezcla de suelo y arena y semillas de frijol con
orificios para la infiltración, y en la parte inferior se colocaron algas (Elodea sp) y
agua con sedimento, este procedimiento se realizó en las 4 réplicas.
Tratamientos: en las 4 réplicas se sembró semillas de frijol (Phaseolusvulgaris)
Tratamiento Agua destilada Sal (g) Fertilizante (g)
1 150 7 1
2 150 14 1.25
3 150 21 1.5
Testigo Solamente se le aplicara riego
Fuente: Manual de laboratorio
Las aplicaciones para los 4 tratamientos se realizaron los días cuatro, siete y
catorce, la solución se agregara en la parte superior del sistema.
Toma de datos: se colocó el experimento en un lugar seguro en este caso se
ubicó en un invernadero, con iluminación uniforme y de forma directa:
 Antes de iniciar se midió el pH del agua y el suelo, y también se midió la
conductividad eléctrica del agua y de la solución de suelo.
 Se tomó la siguiente información durante las 3 semanas:
1. pH y EC: al inicio y al final del experimento
2. % de germinación: semillas germinadas vrs. Semillas sembradas.
3. % Mortalidad: plantas muertas vrs. Plantas germinadas
4. Crecimiento y desarrollo: se monitoreo el crecimiento en altura de las
plantas germinadas y el número de hojas promedio por planta.

5. 5. Algas: se verifico el peso fresco al inicio y al final del experimento, de
igual manera se tomó una muestra de 5 gramos y se contó el
número de hojas al inicio y el final del experimento.
5. Resultados y Discusión
Resultados y discusión
Datos iniciales de suelo y agua
Medición inicial
pH CE (ms)
Suelo 6.23 50
Agua 6.05 52.6
Fuente: Elaboración propia
Datos finales de suelo y agua
Medición Final
pH
Solución Agua Suelo
Testigo 7.79 6.67
T1 8.97 6.29
T2 8.21 6.37
T3 8.1 6.32
Fuente: Elaboración propia
Datos de la semana 1 de alturas de planas por tratamientos
Semana 1
planta Testigo T1 T2 T3
1 7 3.3 7.2 2
2 4.2 6.9
3 5.4 8.3
4 7
Fuente: Elaboración propia
Datos de la semana 2 de alturas de plantas
Semana 2

6. planta Testigo T1 T2 T3
1 10 x 7.8 2.4
2 0.8 5 7.2
3 1.1 6.5 8.7
4 7.5
5 0.5
Fuente: Elaboración propia
Datos dela semana 3 de alturas de plantas
Semana 3
planta Testigo T1 T2 T3
1 11 x 8 x
2 1.2 6.1 7.9
3 1.5 x 9.1
4 8.3
5 1.3
Fuente: Elaboración propia
Germinación y mortalidad por tratamiento
Tratamiento Germinación Mortalidad
Testigo 30% 0%
T1 50% 20%
T2 30% 0%
T3 10% 100%
Fuente: Elaboración propia
Al observar el comportamiento de cada uno de los ciclos hay una diferencia
marcada en cuanto a resultados debido que en cuanto a germinación se observa
si se dio germinación en cada tratamiento solo que hay una variabilidad en esta
eso se pudo deber a las condiciones de las semillas y el riego que se le
proporciono a cada tratamiento en cuanto a mortalidad se observa que en el
tratamiento 3 existe un 100% de mortalidad esto se puede deber a que existe un
alto contenido de sal y de pH lo cual pudo afectar a las condiciones adecuadas de
vida de las plantas por esto se presentó la mortalidad de la misma, en cambio el
testigo a cual no se le agrego ningún tipo de sustancia se observa que existe una
mortalidad de 0% ya que sus condiciones no fueron alteradas y con esto no se
afectó el desarrollo de las plantas.
Las condiciones de salinidad no se ve muy marcada en el suelo ya que se puede
observar que la alteración del pH es mínima por ello este factor no afecta en el

7. crecimiento de la planta en altura ya que todo el contenido de sales se lixivia y se
va en el agua y al observar las mediciones de pH hay una gran diferencia en
comparación con el pH inicial estando en un incremento aproximando 2.16 por lo
que en el ecosistema acuático se presenta alteraciones marcadas lo que afecta el
desarrollo de la vida acuática y con esto una grave perturbación a los ecosistemas
que en él se encuentran
Este experimento en cuanto a una comparación con lo que ocurre al momento de
realizar fertilizaciones en agricultura se muestra el tipo de perturbaciones que se
pueden presentar tanto en el suelo como en el agua ya que esto propicia una
alteración del equilibrio que existe en el suelo, el agua es el principal factor que
altera los ecosistemas, ya que se puede dar una eutrofización de aguas el cual es
el incremento de sales en los ríos y lagos lo que altera el bienestar y equilibrio de
los ecosistemas que ahí se encuentran por ejemplo un incremento en la cantidad
de algas tal es el caso del lago de Amatitlán
Al presentarse una alteración de los ecosistemas que se poseen en el agua o uno
solo de los componentes del mismo se afectan toda la cadena que en el
intervienen y que tenga cierto grado de relación con él.
6. Conclusiones
 Las sales poseen una alteración en los ecosistemas terrestres debido a que
la cual depende de condiciones de los suelo ya que al poseer unas buenas
condiciones físicas el suelo y químicas además de un contenido adecuado
de materia orgánica los suelos posee una mayor capacidad buffer o de
resistencia a alteraciones y con esto una baja variación de pH y otros
factores
 Los ciclos biogeoquímicos es la manera en la que se puede entender las
implicaciones que posee en este caso la fertilización de cultivos tanto en los
ecosistemas acuáticos y terrestres
 Por la capacidad buffer que poseen los suelos los ecosistemas terrestres
poseen una menor perturbación en cambio los ecosistemas acuáticos son
más sensibles a alteraciones debido a que los componentes son mínimos y
el agua posee una alteración fácil de sus propiedades, y esto afecta a las
especies que él se encuentre

8. 7. Bibliografía
7.1 Ciclos biogeoquímicos (en línea). Consultado. Disponible en:
http://www.lenntech.es/ciclos-biogeoquimicos.htm#ixzz4CvvSmlHp
7.2 Ciclos biogeoquímicos (en línea). Consultado Disponible en:
http://www.ciifen.org/index.php%3Foption%3Dcom_content%26view%3Darticle%2
6id%3D580%253Aciclosbiogeoquimicos%26catid%3D98%253Acontenido1%26Ite
mid%3D131%26lang%3Des
7.3 Curso de Microbiología, Ciclos biogeoquímicos (en línea). Consultado en:
http://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/50-
ciclos%20biogeoquimicos.htm
8. Cuestionario
8.1 Investigue y describa los ciclos biogeoquímicos de nitrógeno, fósforo,
potasio, cloro y sodio. Explicar ¿Cómo influyen estos en la producción
agrícola?
Ciclo del Nitrógeno
La atmósfera es el principal reservorio de nitrógeno, donde constituye hasta un
78% de los gases. Sin embargo, como la mayoría de los seres vivos no pueden
utilizar el nitrógeno atmosférico para elaborar aminoácidos y otros compuestos
nitrogenados, dependen del nitrógeno presente en los minerales del suelo. Por lo
tanto, a pesar de la gran cantidad de nitrógeno en la atmósfera, la escasez de
nitrógeno en el suelo constituye un factor limitante para el crecimiento de los
vegetales.
El proceso a través del cual circula nitrógeno a través del mundo orgánico y el
mundo físico se denomina ciclo del nitrógeno.
Ciclo del Fósforo:
El fósforo es un elemento esencial para los seres vivos, ya que forma parte de la
estructura de los ácidos nucleicos, y de las moléculas productoras de energía
(ATP).
Es un ejemplo de nutriente sólido que forma parte del suelo; se le encuentra en
forma de fosfatos disueltos en agua, cuyo origen es la corteza terrestre.
Las plantas absorben el fósforo del suelo y lo integran al ADN, ARN y ATP de
todas sus células.
Los animales lo obtienen al ingerir vegetales u otros animales.

9. Los restos de animales y vegetarles muertos, así como los materiales de desecho,
sufren la acción de bacterias fosfatizantes, las cuales liberan los fosfatos
incorporándolos al suelo.
El agua arrastra a la mayoría de los fosfatos del suelo y los conduce a través de
ríos, lagos y mantos freáticos hasta depositarlos en el mar. El fósforo también es
consumido por la flora y la fauna acuáticas.
Las aves marinas recuperan un poco del fosfato depositado en el mar al consumir
productos acuáticos, pero la mayor parte de este elemento no vuelve al ciclo, por
lo que prácticamente todo el fósforo que circula es el producto de nuevas
aportaciones del sustrato geológico.
Ciclo del potasio
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.
Ciclo del cloro
El Cloro se encuentra en la naturaleza principalmente como cloruro. La principal
fuente de cloro son los océanos donde se encuentra como Cloruro de Sodio con
una concentración aproximada del 3 al 3,5%. La fotolisis de cloruros de la sal
marina en la atmósfera produce de 2 a 50 kg de ácido clorhídrico por hectárea. Se
estima que las erupciones volcánicas emiten a la atmósfera de 0,5 a 11 millones
de toneladas de cloro al año, principalmente en forma de ácido clorhídrico.
La presencia del ion cloruro en las plantas, madera, suelo y minerales hace que su
combustión produzca inevitablemente compuestos organoclorados (incluyendo
dioxinas y furanos). Por consiguiente los incendios forestales, la quema de

10. matorrales y vegetación, así como los volcanes (por ej.: Sta. Helena y Kilauea)
producen cantidades significativas y, en algunos casos, masivas de cloro metano.
Las biomasas marina y terrestre emiten, en total, unas 5 millones de toneladas
anuales de dicho compuesto, sobrepasando las emisiones debidas a la actividad
humana, que son solamente del orden de 30.000 t/año. Los compuestos
organohalogenados más simples abundan en nuestro planeta. Así, por ejemplo,
algas marinas, bacterias, hongos de la putrefacción, setas, cedros, cipreses,
fitoplancton e incluso las patatas producen cloro metano.
El cloro, como componente de la sal, se encuentra presente en la sangre y tejidos
de los mamíferos. Los leucocitos de nuestro sistema inmunológico usan cloro para
destruir a los microorganismos invasores, mediante un mecanismo enzimático
(mieloperoxidasa) en el que tiene lugar la liberación de hipoclorito, conocido
desinfectante. También forma parte de la molécula del ácido clorhídrico, el cual
tiene un papel vital en el proceso digestivo de los mismos (destruye los gérmenes
de la comida y asegura que la pepsina rompa las proteínas).
Ciclo del sodio
El sodio es un elemento químico de símbolo Na con número atómico 11, fue
descubierto por sirhumphyrdavy. Es un metal alcalino blanco, untuoso, de color
plateando, muy abundante en la naturaleza, encontrándose en la sal marina y el
mineral habita Es muy reactivo, arde con llama amarilla, se oxida en presencia de
oxígeno y reacciona violentamente con el agua.
El sodio está presente en grandes cantidades en el océano en forma iónica.
También es un componente de muchos minerales y un elemento esencial para la
vida.
8.2
¿Cuál es el efecto de una alta cantidad de fertilizante químico u orgánico en el
medio acuático?
La contaminación por fertilizantes se produce cuando éstos se utilizan en mayor
cantidad de la que pueden absorber los cultivos, o cuando se eliminan por acción
del agua o del viento de la superficie del suelo antes de que puedan ser
absorbidos. Los excesos de nitrógeno y fosfatos pueden infiltrarse en las aguas
subterráneas o ser arrastrados a cursos de agua. Esta sobrecarga de nutrientes
provoca la eutrofización de lagos, embalses y estanques y da lugar a una
explosión de algas que suprimen otras plantas y animales acuáticos. Los métodos
agrícolas, forestales y pesqueros y su alcance son las principales causas de la
pérdida de biodiversidad del mundo. Los costos externos globales de los tres
sectores pueden ser considerables.

11. 8.3
¿Por qué existen los ciclos biogeoquímicos?
El ciclo biogeoquímico es el proceso mediante el cual existe una circulación de elementos
entre los seres vivos y el medio ambiente. En efecto, lo seres vivos se componen de
materia y requieren de la misma para mantenerse con vida; por otro lado, cuando mueren,
existe un proceso que hace que las estructuras químicas formadas se descompongan y la
materia vuelva a formar parte del medio ambiente. El ciclo biogeoquímico puede llegar a
ser muy complejo de analizar por la gran cantidad de elementos que intervienen en el
mismo, pero en términos generales puede decirse que se sostiene fundamentalmente
sobre el trabajo que realizan los vegetales.
El ciclo biogeoquímico es de extraordinaria importancia porque gracias al mismo es
posible la vida en el planeta. El mismo da pie al comienzo de la vida y cuando esta se
hace más compleja y floreciente en organismos, podemos hacer referencia a un
incremento en la complejidad del ciclo. De esta manera, la importancia del fenómeno
estriba en el hecho de dar cuenta de la manera en que los organismos se vinculan con el
medio ambiente a un nivel elemental.
8.4
¿Qué es el proceso de Eutrofización, donde ocurre y porque?
La eutrofización es un tipo de contaminación química de las aguas. Se da cuando hay un
aporte excesivo de nutrientes a un ecosistema acuático, el cual queda severamente
afectado por ello. Puede producirse de forma natural (mareas rojas) pero es la
antropogénica la que más debe de preocuparnos. El fósforo y el nitrógeno son los
principales causantes de la eutrofización aunque también es relevantes cualquier otra
sustancia que pueda ser limitante para el desarrollo de las diferentes especies como el
potasio, el magnesio y diferentes productos orgánicos.
La eutrofización altera las características del medio ambiente de los ecosistemas
acuáticos alterando la cadena trófica y aumentando la entropía (el desorden) del
ecosistema. El resultado son ecosistemas con una biodiversidad reducida, con las
especies oportunistas ocupando nichos previamente ocupados por otras especies. Las
consecuencias ecológicas son evidentes pero como suele suceder van de la mano de
pérdidas económicas por distintos motivos. La eutrofización se produce en varias etapas,
que describiremos a continuación a grandes rasgos.
El más importante a nivel global es la agricultura debido al uso de fertilizantes,
fundamentalmente nitratos, que a menudo se usan sin el cuidado y la mesura adecuados
y acaban en las aguas superficiales o subterráneas por lixiviación y arrastre desde de
esos fertilizantes desde las tierras en las que se emplearon. La agricultura produce una
eutrofización de carácter eminentemente difuso, subiendo la concentración de nutrientes
en zonas amplias de lagos, ríos, marismas, estuarios y zonas costeras.