El ciclo del fósforo

El ciclo del fósforo es lento en comparación con otros ciclos biogeoquímicos como los ciclos del agua, el carbono y el nitrógeno. En la naturaleza, el fósforo se encuentra principalmente en forma de iones fosfato. Los compuestos de fosfato se encuentran en las rocas sedimentarias, y a medida que las rocas se desgastan durante largos períodos de tiempo, el fósforo que contienen se filtra lentamente en las aguas superficiales y los suelos. Las cenizas volcánicas, los aerosoles y el polvo mineral también pueden ser fuentes importantes de fosfato, aunque el fósforo no tiene una fase gaseosa real, a diferencia de otros elementos como el carbono, el nitrógeno y el azufre.

Ciclo_del_FósforoLos compuestos de fosfato en el suelo pueden ser absorbidos por las plantas y, desde allí, transferidos a los animales que se comen las plantas. Cuando las plantas y los animales excretan desechos o mueren, los detritívoros pueden absorber fosfatos o devolverlos al suelo. Los compuestos que contienen fósforo también pueden ser transportados en la escorrentía superficial a ríos, lagos y océanos, donde son absorbidos por organismos acuáticos.

Cuando los compuestos que contienen fósforo de los cuerpos o desechos de organismos marinos se hunden en el fondo del océano, forman nuevas capas sedimentarias. Durante largos períodos de tiempo, las rocas sedimentarias que contienen fósforo pueden ser trasladadas del océano a la tierra por un proceso geológico llamado levantamiento. Sin embargo, este proceso es muy lento, y el ión fosfato promedio tiene un tiempo de residencia oceánico en el océano de 20.000 a 100.000 años.

El fósforo es un elemento químico que se encuentra en la Tierra en numerosas formas compuestas, como el ión fosfato (PO43-), ubicado en el agua, el suelo y los sedimentos. Las cantidades de fósforo en el suelo son generalmente pequeñas, y esto a menudo limita el crecimiento de las plantas. Por eso la gente suele aplicar fertilizantes fosfatados en las tierras de cultivo. Los animales absorben los fosfatos comiendo plantas o animales que se alimentan de plantas.

El ciclo del fósforo y las investiaciones

El Dr. Ross Monaghan de AgResearch en Invermay en Otago explica la importancia del fósforo y luego nos habla a través del ciclo del fósforo.

El papel del fósforo en animales y plantas

El fósforo es un nutriente esencial para los animales y las plantas. Desempeña un papel fundamental en el desarrollo celular y es un componente clave de las moléculas que almacenan energía, como el ATP (trifosfato de adenosina), el ADN y los lípidos (grasas y aceites). Una cantidad insuficiente de fósforo en el suelo puede reducir el rendimiento de los cultivos.

El ciclo del fósforo

El fósforo se mueve en un ciclo a través de rocas, agua, suelo y sedimentos y organismos.

Estos son los pasos clave del ciclo del fósforo

Con el tiempo, la lluvia y la intemperie hacen que las rocas liberen iones de fosfato y otros minerales. Este fosfato inorgánico se distribuye en el suelo y en el agua. Las plantas absorben el fosfato inorgánico del suelo. Las plantas pueden ser consumidas por los animales. Una vez en la planta o animal, el fosfato se incorpora a moléculas orgánicas como el ADN. Cuando la planta o animal muere, se pudre y el fosfato orgánico es devuelto al suelo.

el fosforo y su cicloDentro del suelo, las formas orgánicas de fosfato pueden ser puestas a disposición de las plantas por las bacterias que descomponen la materia orgánica en formas inorgánicas de fósforo. Este proceso se conoce como mineralización.

El fósforo en el suelo puede terminar en las vías fluviales y eventualmente en los océanos. Una vez allí, puede incorporarse a los sedimentos con el tiempo.

La mayor parte del fósforo no está disponible para las plantas

Debido a que la mayoría de nuestro fósforo está encerrado en sedimentos y rocas, no está disponible para que las plantas lo usen. Gran parte del fósforo de los suelos tampoco está disponible para las plantas.

El fósforo del suelo se vuelve inaccesible para las plantas a través de varias rutas:

Bacterias: Las bacterias convierten el fosfato disponible en las plantas en formas orgánicas que no están disponibles para las plantas. Aunque otras bacterias producen fosfato por mineralización, su contribución es pequeña.
Adsorción: El fósforo inorgánico (y disponible) puede ser químicamente ligado (adsorbido) a las partículas del suelo, haciéndolo inasequible para las plantas. La desorción es la liberación de fósforo adsorbido de su estado ligado a la solución del suelo.
pH: Los compuestos inorgánicos de fósforo necesitan ser solubles para ser absorbidos por las plantas. Esto depende de la acidez (pH) del suelo. Si los suelos tienen menos de pH 4 o más de pH 8, el fósforo comienza a atarse con otros compuestos, haciéndolo menos disponible para las plantas.

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Muchos cultivos necesitan más fósforo del que se disuelve en el suelo para crecer de manera óptima. Además, los cultivos generalmente se cosechan y se eliminan, sin dejar vegetación en descomposición que reemplace al fósforo. Por lo tanto, los agricultores reponen la “piscina” de fósforo añadiendo fertilizantes o efluentes para reemplazar el fósforo absorbido por las plantas.

Disponibilidad de fósforo para las plantas

Gran parte del fósforo de los suelos no está disponible para las plantas. Este diagrama compara las rutas no disponibles del ciclo del fósforo con la pequeña ruta disponible del fósforo.

Los fertilizantes fosfatados reponen el fósforo del suelo

Muchos agricultores reponen el fósforo mediante el uso de fertilizantes fosfatados. El fósforo se obtiene mediante la extracción de depósitos de fosfato de roca. El ácido sulfúrico producido localmente se utiliza para convertir el fosfato de roca insoluble en una forma más soluble y utilizable – un producto fertilizante llamado superfosfato.

En Nueva Zelanda, el superfosfato se fabrica utilizando roca importada principalmente de Marruecos.

El ajuste del pH del suelo para que la planta pueda absorber eficazmente el fosfato debe realizarse antes de la fertilización. Por ejemplo, la adición de cal reduce la acidez del suelo, lo que proporciona un ambiente donde el fosfato está más disponible para las plantas.

Contaminación del agua por fertilizantes

Cuando los campos están sobrefertilizados (a través de fertilizantes comerciales o estiércol), el fosfato no utilizado por las plantas puede perderse del suelo por lixiviación y escorrentía. Este fosfato termina en vías fluviales, lagos y estuarios. El exceso de fosfato provoca el crecimiento excesivo de plantas en las vías fluviales, lagos y estuarios, lo que conduce a la eutrofización.

En la agricultura se están tomando medidas para reducir las pérdidas de fosfato a fin de maximizar la eficacia de las aplicaciones de fertilizantes y efluentes.

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