ciclo del hidrogeno

TEMA IX

LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

ENTRADA
RESERVORIO
PRINCIPAL

SALIDA
FASE
AMBIENTAL

Suelo

PP

MO muerta
descomponedores
FASE
BIOTICA
Consumidores

Los ciclos biogeoquímicos describen el movimiento y la
conversión de materiales por actividades bioquímicas mediante
los cuales los elementos circulan por vías características entre la
parte biótica y abiótica de laecosfera.
Los ciclos biogeoquímicos incluyen transformaciones Físicas:
Disolución
Precipitación
Volatilización
Fijación
Y transformaciones químicas:
Biosíntesis
Biodegradación
Biotransformaciones oxido-reductivas

Reactivos

Transferencia
neta de energía

Oxidación

Reducción

Productos

Reactivos
Energía perdida
del sistema

Compuestos de
alta energía
Ingreso
de energíadesde el
exterior
Compuestos de Pérdida
baja energía
de energía

Productos

Pérdida
de energía

LOS MATERIALES QUE FORMAN LOS
ECOSISTEMAS
Componentes
mayoritarios
de los
organismos:

•C
•H
•O
•N
•P
•S

Componentes
minoritarios de
los organismos:

•Mg
•K
•Na
•Halógenos
•Fe
•Mn
•Ca

Elementos
traza:

•B
•Co
•Cr
•Cu
•Mo
•Ni
•Se
•Sn
•V
•Zn
•SiCOMPARTIMENTO POZO
Pozo depósito
(componente grande,
movimiento lento)

Atmósfera

Pozo de intercambio
o de ciclo
(componente pequeña,
rápida circulación)
Litosfera
(rocas, sedimentos, minerales)

CICLO GASEOSO

CICLO SEDIMENTARIO

C
O
N

P

CICLO DEL CARBONO
CICLO GLOBAL

B

A

C

Desasimilación

Asimilación

Quimiolitoautotrofos

AsimilaciónDesasimilación
Quimiolitoautotrofos

DISOLUCIÓN Y PRECIPITACIÓN
CO2 + H2O

H2CO3

H+ + HCO3–

2H+ + CO3=

%
100

CO2
+
H2CO3

0

4

HCO3-

6

Si hay calcio en disolución (Ca2+ )
y pH alto

8

CO3=

10

(pH < 8.2)
Ca2+ + 2HCO3–

12

pH

pH > 8.2
H2O + CO2 + CaCO3↓

CICLO DEL C EN SISTEMAS TERRESTRES

ATMÓFERA

CO2

CO2
CO2
Respiración
Animales

CO2Fotosíntesis
Biomasa
Respiración

Hojarasca
Respiración

Materia
Orgánica

Descomposición

SUELO

CICLO DEL C EN SISTEMAS ACUÁTICOS
ATMÓSFERA

CO2
Difusión

Difusión

Fotosíntesis

AGUA

Respiración

Descomposición

SEDIMENTO

Materia
Orgánica

CICLO DEL NITRÓGENO

8.9 kg N/ha
100-200 kg N/ha
3% PPN

Nitrificación

i ón
ucc ria
Red ilato
m
AsiAmonificación
Fijación

ANAMOX

Desnitrificación

AMONIFICACIÓN
M.O. (R-NH2) → NH3 (amoniaco: pH alcalino y/o en condiciones
anaerobicas) (El ión amonio -NH4+- se da a pH neutro o ácido)
El NH3 es volátil y se pierde en parte por vaporización (15% del N que va
a la atmósfera)

NITRIFICACIÓN
Proceso aeróbio llevado a cabo por bacterias nitrificantes quimiolitotrofas.
Crecimientolento. 103-105 células/g de suelo que puede alcanzar las 108
células/g en suelos con altas concentraciones de amoniaco
NITROSANTES

NITRIFICANTES

NH4+ + 1/2 O2 → NO2- + H2O + H2 (∆G= -66 Kcal)

Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosolobus,
Nitrosovibrio,Nitrosococcus
NO2- + 1/2 O2 → NO3- (∆G= -17 Kcal)

Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus

BACTERIAS NITRIFICANTES
- Crecimientoquimiolitoautotrófico a
expensas de compuestos reducidos de
nitrógeno inorgánico, respiradores
aerobios

-Asociación metabólica secuencial entre:
Bacterias oxidantes del amonio (nitrosificantes/nitrosantes)

- La mayoría presenta sistemas
membranosos internos complejos

Nitrosomonas

- Crecimiento lento

Nitrosococcus

- Ampliamente distribuidas en suelos y
aguas

NH3

NO2-Nitrosolobus

- Muy abundantes en hábitats con altos
niveles de amonio, pH alcalino
- Pertenecen al grupo de las
Proteobacterias (alfa , beta, gamma o
delta), menos Nitrospira (grupo aparte)

Nitrosospira
Nitrosovibrio

Bacterias oxidantes del nitrito (nitrificantes)
Nitrobacter
NO2-

NO3-

Nitrospina
Nitrococcus

Nitrosomonas

NITRIFICACIÓN
CONDICIONES:
• No se da a Eh...