Facultad de Ingeniería Química Cano Díaz Lizbeth 200918343 Prevención y Control de Contaminación del Suelo
Importancia de la relación entre organismos vivos y el suelo El suelo descrito en pocas palabras es toda la zona superficial de la corteza terrestre que se desarrolla por encima de todo tipo de rocas. Este es un sistema complejo, biológicamente activo en donde ocurren una gran variedad de procesos físicos, químicos y biológicos que finalmente su objetivo primordial es la sustentación de la vida de una infinidad de organismos llámense humanos, animales, plantas, bacterias, microorganismos, etc. Pensaríamos en primera instancia que el suelo es el principal proveedor de todos los elementos esenciales, es decir que la vida en si depende estrechamente de él, y claro es verdad, pero debemos mencionar que el enriquecimiento y sustentabilidad del suelo también depende íntimamente de las formas de vida a las que el mismo provee. Me valdré de algunos procesos para describir la importancia de la estrecha relación entre el suelo y los organismos que dependen de él. En todo momento tratare de resaltar que ambos lados (suelo y organismos) mantienen un equilibrio y su existencia y bienestar estriba en que son dependientes en uno del otro.
Extracción de Macronutrientes y absorción de micronutrientes Las plantas necesitan macronutrientes que son elementos necesarios para asegurar su crecimiento y supervivencia. Las plantas extraen los mediante de la absorción del agua a través de su sistema reticular, la cantidad de nutrientes dependerá de las condiciones del suelo (existencia de nutrientes) y del flujo de agua que se mueve hacia las raíces de las plantas. Este es un proceso selectivo, los iones que entran en el interior de la planta no son todos los disponibles en el medio y no entran en las mismas cantidades. La absorción se ve afectada por factores que actúan sobre el metabolismo de la planta como la disponibilidad del agua, la temperatura y el suministro del agua. En el caso de micronutrientes, la absorción de estos es en menor proporción, la asimilabilidad depende de múltiples factores como el pH, la textura del suelo, la existencia de materia orgánica, actividad de microorganismos, la humedad edáfica, condiciones climáticas, condiciones de óxido reducción y la interacción del resto de microorganismos.
Mejoras Edáficas (fertilización orgánica y fertilización inorgánica) Esta relación se basa principalmente en la adición de determinadas sustancias al suelo para elevar su contenido en nutrientes, que es una práctica clásica en agricultura, con el objetivo de la mejora de las condiciones del suelo para incrementar la productividad de los productos que finalmente los humanos podrán explotar para su propio consumo. Estas mejoras están encaminadas a incrementar el contenido de materia orgánica y nutrientes del suelo y a equilibrar el pH. Todo lo anterior favorece al desarrollo de una cubierta vegetal que se incorpora al ciclo de formación del suelo y en consecuencia aparece un suelo más evolucionado.
Facultad de Ingeniería Química Cano Díaz Lizbeth 200918343 Prevención y Control de Contaminación del Suelo Lamentablemente la aplicación incorrecta de estas mejores ha originado una intensa contaminación de aguas superficiales y subterráneas así como de vegetales e inclusión la erosión del terreno.
Reciclado del carbono a través del suelo El carbono base del proceso de fotosíntesis es extraído por los vegetales de su medio ambiente y transformado en biomasa propia, constituyendo el primer nivel de la cadena trófica. La circulación del carbono a través del suelo y, su devolución a la atmosfera por los procesos respiratorios vegetales y animales por la combustión, son el fundamento del presente ciclo. Cuando las condiciones son favorables a la actividad biológica el ritmo del ciclo del suelo es rápido y la descomposición de las estructuras es eficaz, gracias a esto se liberan varios elementos asimilables.
El carbono es un elemento esencial para el crecimiento de las plantas, lo obtienen mediante la fotosíntesis, cuando estas mueren sus restos llenos de carbono pasan a ser parte del suelo y son descompuestos por los organismos vivos. Esta materia orgánica es un gran depósito de carbono. El carbono depositado en el suelo corresponde a las tres cuartas partes existentes.
Facultad de Ingeniería Química Cano Díaz Lizbeth 200918343 Prevención y Control de Contaminación del Suelo Este carbono almacenado se libera mediante procesos de descomposición que realizan organismos aerobios, de esta manera es devuelto nuevamente a la atmosfera.
Reciclado del Nitrógeno a través del suelo La circulación del nitrógeno en el suelo guarda cierta semejanza con la del carbono. El nitrógeno atmosférico se fija mediante bacterias y hongos, que los transforman en una forma asimilable para las plantas; el contenido en el agua de lluvia y en las proteínas de los seres vivos, es devuelto al suelo excretado por las raíces y por los restos vegetales y animales muertos. Las plantas utilizan el nitrógeno para la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos y otros aspectos fundamentales de su metabolismo. El nitrógeno contenido en el suelo sufre una serie de transformaciones como la mineralización, la inmovilización y los procesos de nitrificación. Los nitratos pueden ser reducidos a nitrógeno libre (gaseoso) o a óxidos de nitrógeno por bacterias y hongos mediante el proceso de desnitificación.
Reciclado del fosforo a través del suelo El fosforo se encuentra en forma inorgánica como sales minerales y en forma de compuestos orgánicos procedentes de restos animales y vegetales. Las plantas lo asimilan cuando se encuentra en la forma de ion ortofosfato PO₄⁼ y en forma de aminoácidos azufrados (cisteína, cistina metionina). La fijación del fosforo se lleva a cabo por la microflora del suelo que transforma el fosforo inorgánico en asimilable para las plantas. Su fijación depende de características de composición del suelo como textura y estructura.
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Procesos de descomposición de la materia
Putrefacción: con condiciones de suficiente agua, falta o insuficiencia de aire, poca acides y temperatura adecuada, las bacterias actúan y se produce metano, aminas, fenoles, etc. Si el suelo es arcilloso el proceso se intensifica si el producto es vegetal, actúan larvas de dípteros, hongos, escarabajos y babosas. Si se trata de restos animales, actúan bacterias intestinales, lombrices, nematodos, bacterias externas, moscas y larvas, seguidamente acuden otros animales debido al olor, posteriormente aparecen protozoos, ácaros y escarabajos necrófagos.
Corrupción: condiciones de suficiente aireación y falta de agua, la madera seca es atacada por hormigas y escarabajos, después actúan hongos y otros escarabajos quedando polvo y deyecciones. Dependiendo la humedad también pueden actuar bacterias transformando lentamente la materia orgánica en inorgánica.
Propiedades Térmicas La radiación solar calienta la superficie del suelo terrestre así que debemos tener las siguientes consideraciones. 1. La franja de la actividad microbiana corresponde entre 0 y 40° C, fuera de la cual no existe ninguna actividad 2. Con el aumento de la temperatura la reacciones químicas se incrementan 3. Si la temperatura sube demasiado las perdidas por contrairradiación y por conductibilidad aumenta, lo que impide que suban demasiado 4. Los suelos desnudos se calientan más pues son existe intercepción previa por las plantas.
Facultad de Ingeniería Química Cano Díaz Lizbeth 200918343 Prevención y Control de Contaminación del Suelo 5. El agua regula la temperatura del suelo, si el suelo está seco las temperaturas varían conforme las del exterior lo hacen. 6. Una cubierta de materia orgánica (restos vegetales etc.) regulan la temperatura del suelo, bajándola en verano y descendiendo menos en invierno respecto a la exterior.
Las bacterias Son responsables de muchas reacciones bioquímicas fundamentales del suelo, como las reacciones Redox. Una de estas es la oxidación de los compuestos de carbono que es seguida por la mineralización de la materia orgánica y finalmente por la formación de CO₂. Esta producción de CO₂ tiene varias fuentes como la microflora y raíces. La descomposición de la materia también genera ácidos orgánicos. Participan en la oxidación del azufre y de los sulfuros así como la oxidación de compuestos nitrogenados. La nitrificación es una reacción típicamente bacteriana que interviene en la descomposición de la materia orgánica.
Los hongos Son los más abundantes sobre todo en zonas muy lluviosas. Tienen una fuerte responsabilidad en los fenómenos de disolución de los minerales, debido a las secreciones acidas y a la tendencia a formar complejos.
La rizosfera Las raíces de los vegetales extraen potasio de las micas, disolviéndolas mediante reacciones de intercambio iónico. En el caso de las plantas micorrizadas, el conjunto de bacterias y raíces actúan como el caso interior además provocan reacciones de acidificación extendiendo la acción de los fosfatos
La fauna Importante en la transformación de la biomasa vegetal fresca (ingestión total, ingestión parcial, trituración y mezcla)
Los seres vivos en el suelo Una fuerte proporción de organismos, los consumidores, ataca y transforma los restos orgánicos que han surgido de la acción anterior de los productores (forman sustancias orgánicas a partir de inorgánicas). Ejemplos de actuantes en el suelo: materia orgánica viva y muerta, raíces de plantas, microorganismos: bacterias hongos, actinomicetos, algas y protozoos. Nematodos, lombrices, acaos, miriápodos, diplodos, dípteros, crustáceos, mamíferos y aves.
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Estos son algunos casos en los cuales el suelo y los organismos que habitan en el trabajan en conjunto para subsistir. A lo largo de la investigación podemos darnos cuenta que el suelo y sus componentes se encuentran estrechamente ligados, cumplen un ciclo perfecto que si se rompiera conllevaría a daños permanentes. La importancia de su relación radica en que uno no puede existir sin el otro, para mantener el equilibro ambos equipos deben trabajar conjuntamente para cubrir las necesidades del otro. Es nuestro deber como huésped de la corteza terrestre respetar este orden y asumir el papel que nos corresponde dentro del ciclo. En la naturaleza no hay desechos siempre hay una correcta reciclación de cada componente del todo y el trabajo que efectúa el suelo con cada uno de sus componentes es uno de los más grandes ejemplos.
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Relación entre fotosíntesis y suelo La fotosíntesis es el proceso mediante el cual la plantas (contienen clorofila) convierten la energía luminosa en energía química. Para lograr esto tienen que sintetizar es decir elaborar sustancias organicas a partir de inorgánicas. Sintetizan hidratos de carbono a partir de agua y dióxido de carbono y el curso de este proceso liberan oxigeno. Transforman sustancias inorgánicas del ambiente en tejido organico. La fotosíntesis constituye el comienzo de todas las cadenas troficas, ya que los vegetales y plantas sirven de alimento para animales herviboros, que a su vez sirven de alimento para los carnívoros. La tierra tiene un gasto elevado de consumo de oxígeno, si este no se renovara periódicamente, la atmosfera se saturaria de dióxido de carbono haciendo imposible la vida. Cada hoja se compone básicamente de cloroplastos que son pequeños órganos que contienen clorofila. En la planta las hojas toman el dióxido de carbono del aire mientras que las raíces absorben el agua del suelo en la cual se encuentran disueltas diversas sustancias. La clorofila capta la luz proveniente del sol y comienza la sintetización de carbohidratos con las que elaboran sus propios tejidos. La fotosíntesis permite que el dióxido de carbono presente en la atmosfera sea incorporado a a los sistemas vivos por medio de compuestos organicos. El dióxido de carbono es devuelto al suelo por medio de la descomposición del carbono de los organismos muertos (plantas, animales en su caso por la ingestión de vegetales). Y es devuelto a la atmosfera por medio de la respiración de los seres vivos.