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Se define como el reciclaje de los nutrientes en forma repetida, en el cual intervienen plantas, animales, microorganismos y reacciones físicas y químicas (Martínez, 2001).

Los ciclos de los elemento

Los ciclos se estudian por separado, teniendo en cuenta los principales elementos en la naturaleza como son nitrógeno, carbono, agua, fósforo, azufre. Todos están relacionados y son interdependientes dentro del medio (Vásquez, 2001; Pérez, 1998; Barrera, 1999; y Duvigneaud, 1978).

 Los ciclos bioquímicos son indispensables en la conservación de la vida, ya que se considera que está en relación con el reciclaje continuo de la materia inorgánica y la descomposición de la materia orgánica para producir substratos que requieren otros organismos (Odum, 1957).

Ciclo del nitrógeno.

 El nitrógeno es un elemento indispensable para la fabricación de proteínas, aminoácidos, enzimas y otras moléculas que hacen parte de la estructura de los seres vivos. Se encuentra presente en la atmósfera en un 78%, pero para hacer aprovechado por los organismos necesita ser transformado a formas asimilables. Se considera como limitante en la producción agrícola y está sujeto a la actividad microbiana para lograr ser aprovechado (Vásquez, 2001).

 Bacterias del género Rhizobium y Bradyrhizobium, han sido muy estudiadas por ser importantes fijadoras simbióticas de nitrógeno en leguminosas, mientras que Azotobacter, Frankia, Azospirillum y helechos como la Azolla, se consideran importantes fijadores libres de nitrógeno en diferentes especies de plantas.

Cuando la planta muere, se inicia el proceso de degradación en el cual otros microorganismos son encargados de la transformación del nitrógeno en amonio (NH4+). Este puede ser absorbido directamente por otros microorganismos o por algunas plantas superiores, pero generalmente es transformado a nitrito (NO2) y rápidamente a nitrato (NO3), forma de nitrógeno más fácilmente asimilable por las plantas (Spedding, 1979).

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Ciclo del carbono.

 El carbono es uno de los principales componentes de los seres vivos: aproximadamente el 50% del peso seco de la materia orgánica es carbono. En los diferentes ecosistemas su ciclo está relacionado con el flujo de energía, debido a que las principales reservas de energía de los organismos son compuestos de carbono derivados de la fijación del CO2 atmosférico, ya sea por la fotosíntesis o por quimiosíntesis (Pérez, 1998).

 El carbono puede también llegar en forma soluble, aquél que se encuentra en forma disponible para otros organismos como en el caso de los exudados radicales (carbohidratos), o en forma microbiana, que significa sólo el 10% de la biomasa de la raíz, por ejemplo, que por su rápida conversión y metabolismo convierte la materia orgánica en compuestos asimilables para luego distribuirlos a otras fuentes.

El ciclo del carbono tiene gran aplicabilidad en procesos importantes dentro de la agricultura biológica. Procesos como el compostaje o la producción de biofertilizantes (Azotobacter en Cuba) a partir de la utilización de substratos como los derivados de la caña, o la descomposición de compuestos agrotóxicos (Ondarza, 1986).

Ciclo del azufre.

 El azufre es uno de los elementos que, aunque se encuentra en menor proporción en la naturaleza, es importante en numerosos procesos biológicos. Se encuentra como azufre elemental, sulfuro (algunos volátiles producto de la degradación anaeróbica), azufre en los aminoácidos y sulfatos (SO4=) (Speding, 1979).

 Las bacterias pertenecientes al género Thiobacillus son las más importantes transformadoras en suelo y agua. Son capaces de oxidar el azufre elemental (S), sulfato (SO4=), tiosulfato o tetrationato o sulfato. Los sulfatos al igual que los nitratos son las moléculas apropiadas para que los materiales sean incorporados a las proteínas de los organismos autótrofos (plantas) (Kolmans, 1975).

Ciclo del fósforo.

 El fósforo es uno de los elementos más importantes junto con el nitrógeno y el potasio, a nivel agrícola. De él dependen numerosos procesos vitales como la formación de los ácidos nucleicos (material genético de todo organismo vivo), fosfolípidos y ATP (molécula energética). Sin embargo, a diferencia de los elementos estudiados anteriormente, los cuales son oxidados o reducidos por la acción microbiana, el fósforo existe en la naturaleza en forma de fosfato (PO4=) y son compuestos de difícil asimilación por parte de los microoganismos (Vásquez, 2001).

 En la agricultura tradicional, es bastante la cantidad de fertilizantes fosforados que se aplica a las plantas, sin embargo, es poca la cantidad que verdaderamente logra llegar a las plantas (se calcula que las aplicaciones realizadas en el trópico tienen una eficiencia de 20 – 30%), ya que la mayoría se adhiere a las arcillas o se combina con iones libres, formando compuestos fosforados insolubles (Barrera, 1999).

 Las pseudomonas son bacterias que en los últimos años han sido estudiadas como degradadoras de esos compuestos y como solubilizadoras de fosfato, haciendo que la planta pueda obtenerlo más fácilmente. Sin embargo las micorrizas son hongos, habitantes normales del suelo, que han mostrado efectos muy importantes en este proceso. Su acción radica en el poder simbiótico con algunas plantas; los hongos reciben de la planta carbohidratos sintetizados por ellas y él le aporta nutrientes que puede absorber, especialmente fósforo (Nambiar, 1994).

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