Ciclo del Nitrógeno F rtiliilz i a z ció i n n G l G o l ba b l

Transcripción

1 Ciclo del Nitrógeno Fertilización Global

2 ESTADOS DE OXIDACIÓN DEL N NO 3 - CICLO LOCAL NO 2 NO 2 - NO N 2 O N 2 NH 3, -NH 2

3 Incendio Fijación N orgánico N 2 CICLO LOCAL Retrogradación NH 4 + fijado Asimila ación Amonificación NH 4 + Nitrificación (NO 2- ) NO 3 - Inmovilización CIC Volatilizac ción Desnitrificación NH 4 + intercambio NH 3 NO N 2 O N 2 Lixiviado

4 CICLO LOCAL

5 FIJACIÓN DE N 2

6 N óp:n cofactores enzimáticos (Mo, Fe) O2 N + 8H ATP nitrogenasa 2NH + H + 16ADP + 16Pi energía P Medio acuáticos -Fijación de N 2 cianobacterias si N/P<16 (hasta 82% aportes de N) Fijación industrial (síntesis de Haber): 250 atm, 400ºC!

7 Incendio Fijación N orgánico N 2 CICLO LOCAL Amonificación NH 4 + Nitrificación (NO 2- ) Inmovilización NO 3 - Lixiviado

8 MINERALIZA ACIÓN DE N 1. Eficienciaen el usodelc C en biomasa descomponedores generada por unidad de C de material descompuesto 2. RelaciónC:N PRINCIPALES DESCOMPONEDORES Bacterias Eficiencia C 5-20 % C:N 5-7 Hongos Eficiencia C % C:N 7-25

9 MINERALIZA ACIÓN DE N Descomponedores MO Eficiencia C 10 % C:N 50 C:N 10 Eficiencia 10% C/N = 50 = 50/1 C = 5 Si C/N = 10 N disponible 1 Necesitan5/N=10 0,5 N Sobra 1-0,5 = 0,5 N : MineralizaciónNeta0,5 N

10 TOTAL % BIOMASA DESCOMPONEDORES (VIVOS + MUERTOS) % BIOMASA DESCOMPONEDORES VIVOS N PESO REM MANENTE INMOVILIZACIÓN NETA MINERALIZACIÓN NETA TIEMPO C:N 75 C:N 30 C:N 30

11 Incendio Fijación N orgánico N 2 CICLO LOCAL Asimila ación Amonificación NH 4 + Nitrificación (NO 2- ) Inmovilización NO 3 - Lixiviado

12 RETRANSLOCACIÓN

13 RETRANSL LOCACIÓN Se retransloca50% de N y P de la hoja/acícula, pero estas cantidades pueden llegar al 90% No se ha descritoa retranslocaciónde Ca La tasade retranslocaciónde N y P es inversamente proporcional a la disponibilidad de estos elementos La tasade retranslocacióntambiénestáregulada por dinámicafuente-sumideroen diferenteszonasde la planta

14 CICLO LOCAL CICLO GEOQUÍMICO CICLO BIOQUÍMICO CICLO BIOGEOQUÍMICO

15 Hubbard Brook (NH, EEUU) biogeoquímico bioquímico geoquímico N P K Ca Mg CICLO LOCAL REQUERIM IENTO ANUAL QUE PODRÍA SER APORTADO POR LOS DIFERENTES CICLOS (%)

16 CICLO INTERN NO-TERRESTRE Van den Driesscheet al Pseudotsuga menziesii- 3 years N P K 100 Ca Mg S

17 CICLO INTERN NO-MARINO 1 15 Redfield C N P C N P Ca Afloramientos C N P 15 1 C N P Ca RedfieldCaCO 3 Afloramientos CaCO 3

18 Incendio Fijación N orgánico N 2 CICLO LOCAL Retrogradación NH 4 + fijado Asimila ación Amonificación NH 4 + Nitrificación (NO 2- ) NO 3 - Inmovilización CIC Volatilizac ción Desnitrificación NH 4 + intercambio NH 3 NO N 2 O N 2 Lixiviado

19 + O2 + 4H + 4e 2H 2O Respiración aerobia: reducción O 2 0,812 mv; plantas, animales,... DESNITRIF FICACIÓN + 2 NO3 + 12H + 10e N 2 + 6H 2O + 2+ MnO H + 2e Mn + 2H 2O + 2+ Fe( OH ) 3 + 3H + e Fe + 3H 2O 2 + SO H + 8e H 2S + 4H 2O + CO2 + 8 H + 8e CH 4 + 2H 2O Desnitrificación: reducción N +5 N o 0,747 mv; Pseudomonas Reducción de Mn 4+ Mn 2+ 0,526 mv; Bacillus Reducción de Fe 3+ Fe 2+ -0,047 mv; Pseudomonas Reducción de S 6+ S -2-0,221 mv; Desulfovibrio Metanogénesis: C 4+ C -4-0,244 mv: Metanobacterium

20 COMPART TIMENTOS 3.870, , LITOSFERA (20 ppm N costra) Atmósfera Océanos Terrestre , En Teragramos(Tg) = g Océanos Terrestre 83% N 2 disuelto 0,002% Biomasa

21 FLUJOS

22 FLUJOS ANTROPOGÉNICOS

23 FLUJOS ANTROPOGÉNICOS

24 FLUJOS ANTROPOGÉNICOS

25 FLUJOS ANTRO OPOGÉNICOS EEA:

26 OPOGÉNICOS FLUJOS ANTRO Global N depositionin mg reactiven m -2 y -1

27 FLUJOS ANTRO OPOGÉNICOS NO3 - (meq L -1 ) y = x R 2 = DISTANCIA (km) Carratalá, 1994

28 FLUJOS ANTROPOGÉNICOS

29 Annual crop N demand LIMITACIÓN DE LA PPN

30 LIMITACIÓN DE LA PPN LeBauer, D & Treseder, K.K. (2008). Ecology 89

31 LIMITACIÓN DE LA PPN

32 EFECTO INVERNADERO FLUJOS ANTROPOGÉNICOS

33 FLUJOS ANTRO OPOGÉNICOS Nancy Rabalais(Louisiana Univ. Marine Consortium), Eugene Turner (Louisiana State Univ.)

34 UN PROBLEMA GLOBAL

35 RECURSOS Schlesinger, W.H. (2000). Biogeoquímica. Un análisis del cambio global. Ariel Ciencia. Galloway, J.N. (2005). The global Nitrogencycle. In W.H. Schlesinger(ed.). Biogeochemistry. Pp Elsevier. Butcher, S. et al. (1992). Global biogeochemical cycles. Academic Press. cycle.htm