Ciclos Del Agua, Carbono, Nitrógeno y Fosforo
Los diferentes ciclos que ocurren en los suelos han influido en su formación y evolución. Los organismos vivos necesitan de 30 a 40 elementos químicos para su desarrollo normal. Estos elementos circulan a través del aire, el suelo, el agua y los seres vivos. Gracias a los ciclos biogeoquímicos es posible que los elementos se encuentren disponibles para ser utilizados una y otra vez por los organismos. Sin estos ciclos la vida se extinguiría. El término ciclo biogeoquímico se deriva del movimiento cíclico de los elementos que forman los organismos biológicos ("bio") y el ambiente geológico ("geo") e intervienen en un cambio químico.
Es posible determinar los ciclos de todos los elementos que forman la biosfera, Tienen una importancia especial los ciclos del carbono, nitrógeno, fosforo y el del compuesto agua. En el ciclo del agua estudiamos su circulación constante entre la superficie terrestre y la atmósfera como vapor de agua por medio de la evaporación y la transpiración. Evaporación es el paso de una sustancia liquida a estado gaseoso. El vapor de agua en la atmósfera forma las nubes, que son transportadas por el viento, cuando se enfría se condensa en agua líquida o nieve, que es precipitada en forma de lluvias y toma diversas rutas para ir al mar, reevaporarse, empapar el suelo, filtrarse, ser absorbida por las raíces de las plantas, formar ríos, manantiales y lagos para evaporarse una vez más. El ciclo del agua está controlado por la energía solar y por la gravedad. La
mayor
parte
de
la
evaporación
se
realiza
en
los
océanos.
Este ciclo hace posible la vida sobre la Tierra, suministra la conexión entre atmósfera, litosfera e hidrosfera y desempeña un papel importante en los ciclos bioquímicos puesto que todo se relaciona con ella como disolvente universal.
Los elementos que forman grandes depósitos en la atmósfera tienen ciclos globales o gaseosos. Ejemplo: C, N, 0 y H. Los descomponedores son microorganismos (bacterias y hongos) que obtienen su energía de los organismos muertos y los descomponen para devolver a la naturaleza los elementos tomados de ella. En el aire está ampliamente distribuido el carbono en forma de bióxido de carbono (C02) que procede de la respiración, la descomposición, las quemas, las industrias y los automotores. El C02 lo toman directamente las plantas verdes en el proceso de fotosíntesis para elaborar diversos compuestos orgánicos como carbohidratos, lípidos y proteínas. Estos compuestos pasan a otros seres vivos a través de las cadenas alimentarias para estructurarlos. En el proceso de la respiración, el C02 se libera a la atmósfera y el carbono contenido en el proceso regresa a la atmósfera. Cuando mueren las plantas y los animales, los descomponedores retornan la mayor parte del carbono a la atmósfera en forma de C02 y de esta manera se mantiene su concentración.
El ciclo del nitrógeno: Es muy satisfactorio recordar los conocimientos adquiridos, ¿verdad? Veamos: el principal depósito de nitrógeno es la atmósfera (79%), donde se encuentra en forma gaseosa. El nitrógeno gaseoso se transforma en nitratos (NO3) mediante el proceso de fijación por la acción de las bacterias nitrificantes que viven libres en el suelo o como nódulos en las raíces de las leguminosas (arveja, fríjol). También se transforma en la atmósfera, cuando los relámpagos convierten el nitrógeno atmosférico en ácido nítrico (HN03) que se disuelve en la lluvia para formar nitratos; o por fijación industrial, que consiste en un proceso similar al atmosférico. Las plantas lo adquieren al absorber el agua y otros minerales a través de las raíces, con el fin de fabricar las proteínas. Los animales toman los compuestos nitrogenados de las plantas y estos regresan al suelo cuando las plantas o animales mueren o al excretar productos como la urea donde las bacterias desnitrificantes liberan el nitrógeno en forma gaseosa retorna a la atmosfera y de esta manera se cumple su ciclo. Una deficiencia de nitrógeno y de azufre en las plantas, se manifiesta por presencia de un color verde pálido o amarillo, crecimiento lento y un desarrollo reducido.
Los ciclos sedimentarios: Las rocas sedimentarias constituyen el depósito principal de los ciclos sedimentarios. Los ciclos sedimentarios típicos más importantes son el del fosforó (P) y el del azufre (S). Estos ciclos son más lentos que los ciclos gaseosos y consisten en que las rocas se desintegran, son transportadas al suelo y de aquí en gran parte se trasladan por acción del agua y se depositan en el mar como sedimentos. Para que estos minerales sean incorporados por los vegetales se necesita que los continentes se levanten y estén nuevamente expuestos a la degradación. Los elementos que casi no tienen depósitos atmosféricos conforman los ciclos sedimentarios o locales.
El fósforo, además de ser vital en la formación del ADN y el ATP, también es necesario en el desarrollo de las flores, de los frutos y de las raíces de las plantas. No se conoce un organismo que pueda vivir sin la presencia del fósforo, puesto que este elemento es esencial en la formación de las moléculas de ADN y ARN, las cuales transmiten la información genética, y también en las moléculas de ATP que intervienen en los cambios energéticos de todas las células. El
ciclo
del
fósforo
puede
resumirse
en
los
siguientes
pasos:
El depósito principal del fósforo lo constituyen las rocas sedimentarias fosfatadas, los excrementos de aves marinas (guano) y los fósiles de animales y de vegetales.
Los fosfatos presentes en las rocas son intemperados y transportados al suelo o al mar.
Las plantas los absorben a través de sus raíces y se incorporan en las células.
Los animales los obtienen al alimentarse de plantas.
Los animales lo devuelven al suelo a través de los excrementos. Cuando mueren los animales y vegetales, las bacterias descomponedores degradan los tejidos de los organismos muertos y en esta forma regresan una vez más al suelo.
Cuando los fosfatos han sido transportados al mar, algunas cantidades retornan a la superficie terrestre a través de los peces extraídos del mar o del guano de las aves que se aumentan de peces. La agricultura intensiva puede reducir notablemente la presencia de fosfatos en el suelo, limitando seriamente el desarrollo de los cultivos. La deficiencia de fosforo en las plantas se manifiesta con el desarrollo de pequeñas hojas de color verde oscuro y hojas grandes de colores rojizos. El azufre, componente de las proteínas, realiza un ciclo semejante a través de la descomposición de sus sales.