Tema 6 Los nutrientes y los organismos

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Tema 6 Los nutrientes y los organismos"

Ángela Crespo Acosta
hace 8 años
Vistas:

1 Tema 6 Los nutrientes y los organismos

2 Índice 1) Principales nutrientes minerales para los organismos y respuestas funcionales a su disponibilidad 2) El suelo - La composición del suelo y su papel en el almacenamiento de agua y la fertilidad del suelo - clasificación de las plantas en función del ph y la cantidad de Ca 2+ del suelo - Factores que condicionan la formación y las propiedades del suelo 3) Adaptaciones a la falta de nutrientes - Simbiosis con microorganismo fijadores de N atmosférico - La obtención de P y Fe cuando son escasos o están poco accesibles a las plantas - Plantas carnívoras - La esclerofilia como estrategia para incrementar la eficiencia de uso de los nutrientes

formación y las propiedades del suelo 3) Adaptaciones a la falta de nutrientes - Simbiosis con microorganismo fijadores de N atmosférico - La obtención de P y Fe

3 Tipos de nutrientes minerales y respuesta funcional a la adición de nutrientes Macronutrientes Carbono, Hidrógeno y Oxígeno (están en la materia orgánica pero no se les considera nutrientes minerales) Nitrógeno y Fósforo Calcio, Potasio, Azufre, Magnesio, Sodio, Cloro Crecimiento / Concentración N Micronutrientes Hierro, Manganeso, Níquel, Boro, Cobalto, Cobre, Molibdeno, Zinc, Yodo y Selenio Deficiencia Consumo de lujo Toxicidad nivel de suficiencia Cantidad de N aportado

Potasio, Azufre, Magnesio, Sodio, Cloro Crecimiento / Concentración N Micronutrientes Hierro, Manganeso, Níquel, Boro,

4 Ejemplo Masa de la planta (g) Quercus coccifera Quercus faginea a a a ab b b b c * b c Nivel de fertilización nitrogenada (mg N planta -1 )

b b b c * b c 0 0 30 75 150 200 Nivel de

5 El suelo 1. Qué es el suelo? unidad interfase entre la litosfera y la biosferaatmósfera formada por materia mineral y orgánica, dinámica, que cambia por la actividad del clima y de los organismos 2.Es fundamental para el funcionamiento de los ecosistemas terrestres, pero también de los acuáticos continentales 3.Son entidades que albergan una gran (DESCOMPONEDORES y DETRITIVOROS) cantidad de vida 4.Los organismos del suelo son los que descomponen la materia orgánica y por tanto son los motores del reciclado de nutrientes minerales en los ecosistemas 5.Los suelos son entidades dinámicas que tienen una génesis, pero también se erosionan y sufren transformaciones 6.Para las plantas el suelo es el soporte físico para su enraizamiento, pero también un reservorio de agua y nutrientes minerales

Son entidades que albergan una gran (DESCOMPONEDORES y DETRITIVOROS) cantidad de vida 4.

6 Composición y estructura del suelo -Aire -Agua+iones Ocupan los poros del suelo que deja la materia sólida Orgánica humificación Ácidos húmicos Grava: > 1mm -Materia sólida Inorgánica Arena: 0.05 a 1mm Limo: 1mm a 2 µm Arcilla: < 2 µm Textura del suelo

humificación Ácidos húmicos Grava: > 1mm -Materia sólida

7 Composición y estructura del suelo La textura determina la porosidad del suelo y, por tanto, su capacidad de almacenamiento de agua, nutrientes y de aire Textura arcillo-limosa Textura arenosa Suelo saturado de agua Suelo saturado de agua Sólido 100g Agua 40g Sólido 100g Agua 40g Capacidad de campo Capacidad de campo Sólido 100g Agua 20 g Punto de marchitez Sólido 100g Agua 10 g Aire Aire 10 g H g H 2 0 Sólido 100g Agua 8 g Punto de marchitez Sólido 100g Agua 5 g Aire Aire

saturado de agua Sólido 100g Agua 40g Sólido 100g Agua 40g Capacidad de campo Capacidad de campo Sólido 100g Agua 20 g

8 Composición y estructura del suelo Un EJEMPLO PRACTICO: Supervivencia de repoblaciones en suelos de margas y calizas en la Comunidad Valenciana Serrasoles y Alloza (2004). Cap. 5. Condicionantes edáficos en la restauración forestal mediterránea. En: Vallejo y Alloza (Eds.) La gestión del monte Mediterráneo. CEAM

9 Composición y estructura del suelo La textura del suelo + la materia orgánica determinan la fertilidad del suelo: concepto de capacidad de intercambio catiónico NH4+ NH4+ Qué pasa con los aniones: fosfatos, nitratos, sulfatos, etc.? Absorción por las plantas o lavados del suelo El ph del suelo condiciona la disponibilidad de los distintos iones (fertilidad edáfica) Smith and Smith, 2001

aniones: fosfatos, nitratos, sulfatos, etc.

10 Composición y estructura del suelo La distribución de las especies de plantas puede depender de la cantidad de calcio y el ph en el suelo: especies calcícolas, calcífugas, basófilas, silicícolas, neutrófilas Especies basófilas: viven sobre suelos básicos (ph alto), independientemente de su composición química Especies silicícolas: viven sobre suelos ácidos (ph bajo) Especies calcícolas: viven sobre suelos calizos (alto contenidos de Ca 2+ ) Especies calcífugas: rehuyen los suelos calizos, pero no necesariamente otros suelos de ph alto como las dolomías (alto contenido de Mg 2+ ). Especies neutrófilas: son indiferentes al ph o a la cantidad de Ca2+ en el suelo

silicícolas: viven sobre suelos ácidos (ph bajo) Especies calcícolas: viven sobre suelos calizos (alto contenidos de Ca 2+ ) Especies calcífugas: rehuyen los suelos

11 Factores que determinan la formación y las propiedades del suelo 1) La roca madre: Las rocas carbonatadas (calizas y dolomías) dan suelos básicos y granitos, gneises, pizarras, suelen dar suelos de ph neutro y ácido 2) El Clima: Determina la meteorización de las rocas, la descomposición de la materia orgánica y el movimiento de ciertos componentes del suelo Una roca madre idéntica puede acabar produciendo suelos de propiedades físico-químicas diferentes en climas distintos P<600 mm P>600 mm Strahler, 1986 Begon et al., 1999

rocas, la descomposición de la materia orgánica y el movimiento de ciertos componentes del suelo Una roca madre idéntica puede

12 Factores que determinan la formación y las propiedades del suelo 3) El relieve Profundidad Concentración de nutrientes Disponibilidad de agua Textura y ph Terradas, 2001

13 Factores que determinan la formación y las propiedades del suelo 4) El tipo de materia orgánica: No todos los organismos se descomponen igual ni producen un humus semejante Microalgas Plantas dulceacuícolas Plantas de marismas Macroalgas Fanerogamas marinas Gramineas Juncos (Ciperaceas) Hojas de mangles Hojas de árboles caducifolios Hojas de arbustos Hojas de coníferas Hojas de árboles perennifolios (no coniferas) Vida media del detrito (días) Larcher, 2003

marismas Macroalgas Fanerogamas marinas Gramineas Juncos (Ciperaceas) Hojas de mangles Hojas de árboles

14 Adaptaciones de las plantas a la escasez de nutrientes: Simbiosis entre plantas y bacterias fijadoras de N 2 atmosférico La fijación de N 2 es un proceso energéticamente muy costoso: 10 g de glucosa / 1 g N (12% de la fotosíntesis total de la planta) La simbiosis es reversible. Si se cultiva las plantas en suelos ricos en nitrato la simbiosis desaparece Retama sphaerocarpa

g de glucosa / 1 g N (12% de la fotosíntesis total de la planta) La simbiosis es reversible.

15 Adaptaciones de las plantas a la escasez de nutrientes: Simbiosis entre plantas y bacterias fijadoras de N 2 atmosférico Tipo microroganismo Rhizobium sp. Bradyrhizobium sp. Actynomycetes (genero Frankia) Cianobacterias (Anabaena, Nostoc) Familia/género Plantas Leguminosas ( kg N Ha -1 año -1 ) Alnus, Dryas, Casuarina, Ceanothus, Myrica, Hippophae (8 familias de plantas vasculares) kg N Ha -1 año -1 Criptogamas (hepáticas, musgos y helechos) En los arrozales la simbiosis con Azolla fija kg N Ha -1 año -1

Actynomycetes (genero Frankia) Cianobacterias (Anabaena, Nostoc) Familia/género Plantas Leguminosas (100-250 kg N Ha -1 año -1 )

16 Adaptaciones de las plantas a la escasez de nutrientes Son las plantas realmente autótrofas respecto el N? Absorción de diferentes fuentes de N El incremento de la temperatura acentúa el proceso hasta el (NO 3- ) N orgánico N inorgánico Materia orgánpica orgánica Proteinas y péptidos Aminoácidos PNuevo paradigma Amonio (NH 4+ ) Persson et al Nitrogen acquisition from inorganic and organic sources by boreal forest plants in the field Oecologia 137 Nitrato (NO -) 3 El paradigma tradicional

inorgánico Materia orgánpica orgánica Proteinas y péptidos Aminoácidos PNuevo paradigma Amonio (NH 4+ ) Persson et al.

17 Adaptaciones de las plantas a la escasez de nutrientes. Plantas carnívoras: cazar para completar la dieta Secretan proteasas y peptidasas que degradan las presas Dionaea Sarracenia Las presas son una fuente de N y P En Pinguicola 20-60% N, 35-80% P Pinguicola Drosera Plantas protocarnívoras: Gerenium, Potentilla, Stellaria

peptidasas que degradan las presas Dionaea Sarracenia Las presas son una fuente

18 Adaptaciones de las plantas a la escasez de nutrientes. La obtención de P y Fe cuando son escasos o están secuestrados 1) Raíces protoideas o agrupaciones de raíces (root clusters). Proteaceae Myricaceae, Leguminosae, Betulaceae, Casuarinaceae and Eleagnaceae 2) Vivir sobre suelos ricos en cal y ph elevados, el Fe y el P están poco accesibles para las plantas Foto:Mike Shane Liberan ácidos orgánicos que solubilizan estos nutrientes al reducir el ph del suelo. Las plantas calcífugas no lo hacen y sufren clorosis

Proteaceae Myricaceae, Leguminosae, Betulaceae, Casuarinaceae and Eleagnaceae 2) Vivir sobre suelos ricos en cal y ph elevados,

19 Adaptaciones de las plantas a la escasez de nutrientes La esclerofilia como adaptación a los suelos oligotrofos Quercus ilex (encina) Zea mays (maíz) Área específica foliar (SLA) = Superficie hoja (m 2 ) Masa hoja (kg) Reich et al From tropics to tundra: global convergence in plant functioning. Proceedings Natl. Acad. Sci. USA 94 Villar, R. et al Tasas de crecimiento en especies leñosas: aspectos funcionales e implicaciones ecológicas. En: Valladares (Ed.). del bosque mediterráneo en un mundo cambiante. Páginas Ministerio de Medio Ambiente,

1997 From tropics to tundra: global convergence in plant functioning. Proceedings Natl. Acad. Sci. USA 94 Villar, R. et al. 2004.

20 Adaptaciones de las plantas a la escasez de nutrientes La esclerofilia como adaptación a los suelos oligotrofos Crecimiento / Concentración N Eficiencia de uso de un nutriente (NUE) Eficiencia de uso de un nutriente (NUE) Deficiencia Consumo de lujo Toxicidad nivel de suficiencia Cantidad de N aportado Productividad del = nutriente Velocidad de crecimiento (RGR) = [N] Tiempo medio de permanencia del nutriente Tiempo medio de permanencia del nutriente Es función de la longevidad de las hojas El aumento de la longevidad de las hojas incrementa la eficiencia de uso de los nutrientes, pero para ello las hojas deben ser esclerófilas (bajo SLA) para resistir períodos de vida largos

Velocidad de crecimiento (RGR) = [N] Tiempo medio de permanencia del nutriente Tiempo medio de permanencia del nutriente Es función de la longevidad de las hojas El

Documentos relacionados

LECTURA Nutrientes para las plantas 1

LECTURA Nutrientes para las plantas 1 http://jardinespequenos.com/nutrientes-en-las-plantas/ Las plantas requieren de muchos nutrientes químicos para vivir y desarrollarse, los elementos fundamentales