CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

INTRODUCCIÓN

Los nutrientes son necesarios para el normal desarrollo y crecimiento de la vida en el planeta, según su cantidad se clasifican de la siguiente forma:

 Macronutrientes: nitrógeno, fósforo y potasio.

 Nutrientes secundarios: calcio, magnesio y azufre

 Micronutrientes: cobre, cinc, molibdeno, hierro, manganeso, boro y cloro.

Las deficiencias de los elementos secundarios, así como de los micronutrientes, pueden ser sólo de alguno de ellos o en una forma combinada. Las carencias que sufre la planta son debidas a una causa cuantitativa o cualitativa. La primera se refiere a la falta original del elemento en el suelo debido a su constitución mineral. La segunda indica que existen las cantidades necesarias del elemento pero que éste no se encuentre en una forma asimilable directamente por las plantas; las condiciones limitantes son:

El pH del suelo que determina su acidez o basicidad, e inmovilidad de los diferentes elementos.

El contenido de materia orgánica que posibilita el grado de absorción del nutriente a nivel del complejo absorbente.

En suelos con poco contenido de materia orgánica los nutrientes son fácilmente lixiviados y, además de disminuir la cantidad relativa de los mismos, diminuye su capacidad de pasar a la solución del suelo.

La salinidad del suelo que promueve el fenómeno de competencia iónica, produciendo una marginación de algunos nutrientes por el exceso de otros.

Estos son los factores que influyen en la asimilación del azufre y que influyen directamente en su ciclo.

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

La integración de las actividades metabólicas de todos los microorganismos de un ecosistema es la causa de una gran parte de los cambios que se producen tanto en sus componentes bióticos como en los abióticos.

El azufre es otro de los elementos esenciales para la vida, pues forma parte de las proteínas. En el medio abiótico (océanos y litosfera), el azufre se encuentra principalmente como sulfato, es decir en su forma oxidada. La movilización de ese sulfato por parte de los seres vivos la realizan los microorganismos mediante reducción asimilativa (el sulfato es convertido en aminoácidos y proteínas) y disimilativa (el sulfato es convertido a sulfuro y liberado al medio). Los organismos que no tienen capacidad para transformar el sulfato toman el azufre ya reducido de su dieta. Como muestra la figura 4.6, la vegetación terrestre (4•1012 g S año-1) y el plancton marino (16-30•1012 g S año-1) liberan parte de su azufre reducido en forma de gases a la atmósfera, donde, juntamente con los gases emitidos por los volcanes (5-7 •1012 g S año-1), sufre procesos de oxidación que lo convierten mayoritariamente de nuevo a sulfato.

Otras fuentes importantes de sulfato atmosférico son la suspensión de partículas de sal (144•1012 g S año-1) y de polvo (8•1012 g S año-1) por acción del viento sobre la superficie de los océanos y los suelos áridos. En conjunto, el azufre tiene un tiempo de residencia media en la atmósfera muy corto, de unos 2 a 4 días. Puesto que el sulfato es muy soluble, en su mayoría se deposita con la lluvia cerca de los puntos de emisión, y el resto es transportado a largas distancias.

En las regiones oceánicas alejadas de los continentes, las fuentes mayoritarias de azufre atmosférico son la sal marina, que en su mayoría se vuelve a depositar rápidamente al océano, y el gas de origen biológico dimetil sulfuro (DMS).

El azufre generalmente se encuentra en el material permeable del suelo; así también como:

 Azufre cristalino.

 En gas natural.

 Roca madre (basalto)

 En aguas y ríos.

 Pirita (blenda).

El ciclo comprende varios tipos de reacciones redox desarrolladas por microorganismos:

1.- Ciertos tipos de bacterias son capaces de extraer el azufre de compuestos orgánicos (proceso de desulfuración) que rinde SO4= en condiciones aerobias y H2S en condiciones anaerobias.

2.- Bacterias anaerobias respiradoras de SO4= que producen la acumulación de H2S hasta alcanzar concentraciones tóxicas.

3.- Bacterias fotosintéticas anaerobias pueden usar el H2S como donador de electrones en sus procesos metabólicos dando lugar a depósitos de azufre elemental (Sº).

4.- Bacterias quimiolitotrofas que utilizan el H2S como fuente de energía para la producción de ATP.

En muchos casos se producen asociaciones entre bacterias formadoras y consumidores de H2S en un sistema balanceado. En todos los caos, el Sº es la forma no asimilable y sólo puede entrar en el ciclo por la acción de algunas bacterias que son capaces de oxidarlo a SO4=.

DRENAJE ACIDO DE LAS MINAS

En minas de carbón en muchas ocasiones hay una contaminación con pirita (Fe2S) que se oxida rápidamente en contacto con el aire y por acción microbiana. La oxidación de estos sulfuros puede dar lugar a la producción de grandes cantidades de SO4H2 que acidifica el suelo impidiendo todo crecimiento posterior de plantas o de bacterias no acidófilas extremas. Este ácido puede alcanzar el agua de los ríos al escurrir de las pilas de carbón que están sufriendo el proceso.

La intemperización extrae sulfatos de las rocas, los que recirculan en los ecosistemas. En los lodos reducidos, el azufre recircula gracias a las bacterias reductoras del azufre que reducen sulfatos y otros compuestos similares, y a las bacterias desnitrificantes, que oxidan sulfuros.

El H2S que regresa a la atmósfera se oxida espontáneamente es acarreado por la lluvia. Los sulfuros presentes en combustibles fósiles y rocas sedimentarias son oxidados finalmente a ser empleados como combustible por el hombre, debido a movimientos de la corteza terrestre, y a la intemperización, respectivamente.

La mineralización del azufre ocurre en las capas superiores del suelo. El sulfato liberado del humus es fijado en pequeñas escala por el coloide del suelo y la fuerza de absorción con la cual son fijados los aniones crece en

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