Los Ciclos de los Elementos
El Ciclo del Carbono
CARBONO VEGETAL
Consumo animal
CARBONO ANIMAL
Descomposición (microorganismos)
A
B
• HUMUS • CÉLULAS MICROBIANAS
E D CO2
C A = Fotosíntesis B = Respiración Vegetal C = Respiración Animal D = Respiración Microbiana E = Asimilación de CO2 (microbios autótrofos)
Predominancia de la mineralización o la humificación depende de: Residuos Orgánicos Mineralización
Humificación
Alta
Temperatura
Cambios marcados
Precipitación
Mucha Arenosa Neutro a Alto Estrecha
Aireación Textura pH Relación C:N
Bajo Cont. de lignina Bacterias Predominancia
Baja Constante Poca Arcillosa Bajo Amplia Alto Hongos
Relaciones C:N Especie Medicago sativa Trifolium sp. Glycine max Zea mays Avena sativa Triticum vulgare
% de N 3.07% 2.20% 1.85% 1.2% 0.61% 0.5%
C:N 13:1 18:1 Descomposici贸n r谩pida 22:1 33:1 66:1 Descomposici贸n lenta 80:1
El Compost: MĂŠtodo lento
El Compost: Método estándar
Higrómetro
Método del puñado
El Compost: Método rápido Formulación del Bocashi Material
Cantidad
Restos vegetales Abono animal Humus de lombriz
100 Kg 100 Kg 100 Kg
Carbón de leña
50 Kg
Melaza Levadura comercial Agua
2 lts 100 g 50- 60%
Observación
Fracciones de 5 cm Nitrógeno y otros elementos Masa, microbios, retención de nutrientes Retención de humedad (2-3 cm) y efecto quelato Incremento rápido de microbios Inóculo inicial, fermentación
El Bocashi: Procedimiento 1) Desmenuzar los restos vegetales y el carb贸n, y pesar
El Bocashi: Procedimiento 2) Diluir la melaza y la levadura en cantidad adecuada de agua
El Bocashi: Procedimiento 3) Hacer capas de 10 cm con cada uno de los materiales
El Bocashi: Procedimiento 4) Regar con la mezcla de agua + melaza + levadura
El Bocashi: Procedimiento 5) Repetir los pasos 3 y 4, hasta terminar los materiales
El Bocashi: Procedimiento 6) Voltear dos veces el mont贸n resultante
El Bocashi: Procedimiento
7) Chequear la humedad. Si falta añadir, si está en exceso extender el montón hasta secar lo necesario
El Bocashi: Procedimiento 8) Hacer un montón 50 cm, chequear la temperatura, y cubrir con plástico
7) Voltear 1 vez al día, hasta que la temperatura no supere los 45°
8) Añadir Trichoderma (300g) y mezclar
El Compost: Problemas Problema Olor a podrido Olor a amoníaco Temperatura baja
Posible Causa
Solución
Excesiva humedad
Extender montón o añadir material seco (paja)
Compactación
Reducir tamaño del montón
Exceso de N
Añadir material con C:N alta
Montón muy pequeño
Incrementar altura
Muy poca humedad
Añadir agua y mezclar
Falta de aireación
Voltear más frecuentemente
Temperatura muy alta Montón muy alto
Reducir altura o voltear más frecuentemente
Ratas o insectos
Removerlas
Grasas y/o carnes
Gases
Biodigestor
Deyecciones + Agua
Combusti贸n, etc
Colector de Gases
Exceso
Descomposici贸n DIGESTOR Anaerobia Abono l铆quido y s贸lido
El Ciclo del Nitr贸geno
DESNITRIFICACIÓN NO3- reducido a N2 Pseudomonas
NITRIFICACIÓN
Formación de nitrato
FIJACIÓN DEL N2
Nitrógeno Molecular (N2)
Nitrato asimilado por plantas
Azotobacter, Rhizobium, etc.
Nitrógeno Orgánico
Plantas, Animales, Microorganismos
NO2- oxidado a NO3Nitrobacter Nitrato reducido a amonio por microbios Formación de nitrito
N-Orgánico del suelo
NH4+ oxidado a NO2Nitrosomonas
Restos de plantas, animales y microbios Amonio asimilado por microbios
AMONIFICACIÓN Compuestos simples a amonio
Degradación de N-Orgánico Compuestos simples
Ni = Nm – (Na + Np + Nv + Nl + Nd)
Ni = Nitrógeno inorgánico Nm = Mineralizado Na = Asimilado por microbios
Np = Asimilado por plantas Nv = Se pierde por volatilización Nl = Se pierde por lixiviación
Nd = Se pierde por desnitrificación
Mineralización de proteínas: • Enzimas extracelulares: Proteasa Peptidasas Proteína nPéptidos Aminoácidos • AA´s asimilados por microbios: Desaminasa Aminoácido R + NH3
Mineralización de ácidos nucleicos: • Enzimas extracelulares: Nucleasa (Pentosa + BN + Pi)n n(Pentosa + BN + Pi) Acido nucleico Nucleótidos • Nucleótidos asimilados por microbios:
Fosfatasa (Pentosa + BN + Pi) (Pentosa + BN) + Pi Nucleósido • Pentosa oxidada a CO2.
• Base nitrogenada a: CO2, NH3, urea, etc.
Mineralización de la urea: Ureasa CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2 Urea
• Algunos microbios, que no producen ureasa: Carboxilasa CO(NH2)2 + CO2 H2NCONHCOOH Acido alofánico
Alofanato hidrolasa H2NCONHCOOH + H2O 2NH3 + 2CO2
Nitrificación
• Oxidación de amonio a nitrito: Nitrosomonas, Nitrosococcus, etc. Amonio oxidasa 2NH4+ + 3O2 2NO2- + 4H+ + 2H2O + energía • Oxidación de nitrito a nitrato: Nitrobacter Nitrito oxidasa 2NO2- + O2 2NO3- + energía
Desnitrificaci贸n
DESNITRIFICACION
NO3-
NO2-
Respiraci贸n anaerobia Excretado al suelo
NO
N2O
Oxido n铆trico
Oxido nitroso
Oxidado a NO2 en la atm贸sfera
N2
Reacciones para la destrucción del ozono: 1. El N2O en la atmósfera oxidado a NO:
N2O + ½O2 2NO
2. El NO reacciona con ozono y lo destruye: NO + O3 NO2 + O2
3. El NO2 reacciona con oxígeno y forma más NO: NO2 + ½O2 NO + O2
Fijación del Nitrógeno Molecular (N2) N fijado (TM x 106)
Tipo de Fijación
No biológica Combustiones (automóviles, fábricas, incendios) 20 Descargas eléctricas 10 Industria de fertilizantes 50 20%
Subtotal: Biológica Suelo cultivado Bosques y suelo no cultivado Mar
80 31% 89 50 36
Subtotal:
TOTAL:
175 69%
255
Nitrogenasa Carbohidratos producidos por fotosíntesis
Sistema de transporte de electrones
Respiración aerobia
6H+
12ATP 24Fe, 2Mo, PM = 200.000 4Fe, PM = 60.000
6e-
2NH3
N2
Reacción general: 2NH3 + 12ADP
nitrogenasa N2 + 6H + 12ATP
Aliso + Frankia alni
Gunnera macrophylla + Nostoc muscorum
Azolla + Anabaena azollae
Termitas + Citrobacter freundii
Diferencias entre Rhizobium y Bradyrhizobium Característica Flagelos T. de generación Colonias visibles Reacción
Rhizobium 2-6 perítricos 2-4 hs (“crecimiento rápido”) 2-3 días Produce ácido
Bradyrhizobium 1 polar o subpolar 6-7 hs (“crecimiento lento”) 4-5 días o más Produce álcali
Reconocimiento Pelo radicular Curvatura
Célula interna de del córtex
Células infectadas
Bacteroides
N贸dulos eficientes
N贸dulos ineficientes
Especie de rizobios
Rhizobium leguminosarum bv. trifolii Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli Rhizobium leguminosarum bv. viceae Rhizobium meliloti Rhizobium loti Rhizobium japonicum
Leguminosas hospederas
Trifolium Phaseolus Pisum, Vicia, Lens Medicago Lupinus Glicine max Glicine max Lupinus, Arachis, Crotalaria, bv. = biovariedad etc. Bradyrhizobium japonicum Bradyrhizobium spp.
Preparaci贸n del Inoculante
Inoculaci贸n de semillas
Ingredientes
Semillas inoculadas
Adhesivo + Inoculante
Mezcla + semillas
Peletizaci贸n de semillas
Cantidades por Kg de semillas Tipo de semillas
Inoculante
Adhesivo
CaCO3
Peque単as. Ej. Trifolium
10 g
40 ml
200 g
Medianas Ej. Vicia
5g
20 ml
250 g
Grandes Ej. Phaseolus
2.5 g
10 ml
125
El Ciclo del F贸sforo
Fósforo Vegetal
m = mineralización i = inmovilización s = solubilizacion
Fósforo Animal Humus Fósforo Microbiano m m
i
Fósforo Asimilable
s Fósforo Fijado (no asimilable)
m
El Ciclo del Azufre
4. El ciclo del Azufre Humus Microorganismos
A
Animales
A
Plantas
Atmรณsfera
A = Mineralizaciรณn B = Inmovilizaciรณn C = Oxidaciรณn D = Reducciรณn
H2S
C
D
SULFATO
B C