ciclos biogeoquimicos

Ciclos Biogeoquímicos

Conceptos básicos
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Geoquímica: estudia la composición química de la tierra y
el intercambio de elementos entre la corteza terrestre, la
atmósfera y los océanos y otros cuerpos de agua.
Biogeoquímica: estudia el intercambio de materiales entre
los componentes bióticos y abióticos de la ecósfera.
La energía fluye, pero los materiales tienden a circulardesde el entorno a los organismos y de nuevo al entorno
= Ciclos biogeoquímicos.

Reservas

Importaciones

Exportaciones
Ciclo de
Nutrientes

Conceptos básicos
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30 a 40 elementos esenciales para la vida. Ejemplo:
Carbono (C), Nitrógeno (N), Oxígeno (O), Hidrógeno
(H), Fósforo (P), Azufre (S).
El movimiento de estos elementos y compuestos
inorgánicos se conoce comoreciclado de nutrientes.
El ciclo de nutrientes tiene dos componentes principales:
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Reserva (acervo de reserva): componente no biológico amplio
y de movimiento lento.
Cíclico (acervo cíclico): porción más pequeña, más activa y de
intercambio rápido.

Tipos de Ciclos BGQ
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Existen dos grupos fundamentales de ciclos
biogeoquímicos:
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Ciclos gaseosos (N, O, C): reservaprincipal está en la
atmósfera o en la hidrosfera. Hay poca (o ninguna) pérdida del
elemento y el reciclaje ocurre relativamente rápido.
Ciclo sedimentario (P, S): la reserva se encuentra en la corteza
terrestre. Ocurre una gran pérdida del elemento y el reciclaje
es lento (depende de procesos geológicos).

Siempre se requiere de energía para la activación de los
ciclos

Ciclo delNitrógeno
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Ciclo gaseoso
Mayor reserva en la atmósfera. Cerca de 78%.
Elemento esencial de los compuestos orgánicos (aminas,
aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos, etc.).
Es uno de los principales limitantes del crecimiento
Procesos del ciclo de nitrógeno:
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Fijación: biológica, atmosférica e industrial
Amonificación
Nitrificación
Desnitrificación

Fijación

El nitrógeno (N2) se transforma en nitratos (NO3) y
amonio (NH4).
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Físico-química (no biológica): electroquímica o fotoquímicas:
tormentas eléctricas, reacciones con ozono.
Biológica: gracias a la nitrogenasa
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Relación simbiótica: bacterias (Rhizobium Leguminosas, Frankia Aliso)
Cianobacterias (Anabaena, Nostoc, algas azules).
Relación no simbiótica:bacterias heterótrofas (Azotobacter, Clostridium)
Proceso que requiere mucha energía: Rhizobium 10g glucosa 1g N,
Azotobacter 100g glucosa 1g N.
90 a 130 Tg N/año

Industrial para la producción de fertilizantes: proceso de
Haber – Bosch (8% energía)

Amonificación
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Proceso microbiológico de descomposición del N
orgánico de la MO y animales muertos en amoniaco
(NH3).
Facilita elreciclado de nutrientes en el ecosistema
Realizado por:
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Bacterias: Bacillus, Clostridium
Hongos: Aspergillus Penicillum

Mineralización

Nitrificación
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Proceso de oxidación biológica de amonio (NH4) como
fuente de energía para la síntesis del protoplasma.
Ocurre en dos fases:
1.
2.

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Oxidación de amonio (NH4) en nitrito (NO2). Realizado por
bacteriasNitrosoma o Nitrosococcus
Oxidación de nitrito (NO2) en nitrato (NO3). Realizado por
Nitrobacter

Una pequeña parte del nitrato es aprovechado por las
plantas y el resto es lixiviado o desnitrificado

Desnitrificación
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Reducción de nitrato (NO3). en nitrógeno gaseoso (N2).
Realizado por bacterias anaerobias (Thiobacillus,
Pseudomonas, Micrococcus).
En condiciones de falta deoxigeno y presencia de
carbono asimilable las bacterias emplean nitrato para
respirar.
La actividad volcánica también produce N2

Alteración del ciclo de N
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Incremento del N en el sistema producto de la fertilización =
140 Tg/año
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Inhibición del proceso de fijación biológica
Incremente la concentración de nitratos en el agua de drenaje que
puede ha incrementado...