Ecologa

Ecologa2015

LAS SUBSTANCIAS NUTRITIVAS Y EL MEDIO AMBIENTELas sustancias nutritivas son de importancia ecolgica decisiva, todos los seres vivos dependen del ambiente para la obtencin de la energa y de los materiales necesarios para su nutricin. Las plantas verdes emplean la luz solar como fuente de energa y sintetizan mediante ella los hidratos de carbono a partir de agua y del anhdrido carbnico. Para la formacin de los tejidos se requiere as mismo la presencia de otros materiales, especialmente protenas. Las plantas fabrican sus protenas propias mediante los hidratos de carbono, compuestos nitrogenados y otras substancias inorgnicas.La energa se obtiene mediante la oxidacin de los alimentos orgnicos. Las substancias nutritivas de las plantas verdes son las substancias inorgnicas que se encuentran en el ambiente, mientras que la de los animales y vegetales incoloros estn constituidas por materiales orgnicos procedentes de otros organismos. Lamateria orgnicaest formada por molculas fabricadas por los seres vivos. Son molculas hechas a base de carbono, suelen ser molculas grandes, complejas y muy diversas, como las protenas, hidratos de carbono o glcidos, grasas o cidos nucleicos.Lamateria inorgnicano est hecha de carbono y no son fabricadas por los seres vivos, sino por la naturaleza (en reacciones qumicas). Son molculas pequeas y simples, como las sales, minerales, cloruros, etctera.Todos los seres vivos estamos constituidos por unamezcla de materia orgnica e inorgnica. Ambas son necesarias porque desempean un papel fundamental en nuestra vida.Las plantas fabrican materia orgnica a partir de materia inorgnica, en unproceso llamadofotosntesis. Los animales y los hongos transformamos la materia orgnica de las plantas para producir nuestra propia materia inorgnica. No somos capaces de transformar materia orgnica a partir de materia inorgnica. Lamateria inorgnicase encuentra en los minerales tales como el agua, las sales y el dixido de carbono. Lamateria orgnicapodemos encontrarla en races, animales, organismos muertos, restos de alimentos, etc.La fotosntesis es el proceso de elaboracin de los alimentos por parte de las plantas. Los rboles y las plantas usan la fotosntesis para alimentarse, crecer y desarrollarse.Para realizar la fotosntesis, las plantas necesitan de laclorofila, que es una sustancia de color verde que tienen en las hojas. Es la encargada de absorber la luz adecuada para realizar este proceso. A su vez, la clorofila es responsable del caracterstico color verde de las plantas.El proceso completo de la alimentacin de las plantas consiste bsicamente en:a- Absorcin:Las races de las plantas crecen hacia donde hay agua. Las races absorben el agua y los minerales de la tierra.b- Circulacin:Con el agua y los minerales absorbidos por las races hasta las hojas a travs del tallo.c- Fotosntesis:Se realiza en las hojas, que se orientan hacia la luz. La clorofila de las hojas atrapa la luz del Sol. A partir de la luz del Sol y el dixido de carbono, se transforma la savia bruta en savia elaborada, que constituye el alimento de la planta. Adems la planta produce oxgeno que es expulsado por las hojas.d- Respiracin:Las plantas, al igual que los animales, tomando oxgeno y expulsando dixido de carbono. El proceso se produce sobre todo en las hojas y el los tallos verdes. La respiracin la hacen tanto de da como por la noche, en la que, ante la falta de luz, las plantas realizan solamente la funcin de respiracin.CLASES DE NUTRICIN Los diferentes tipos de nutricin de los seres vivos pueden clasificarse de acuerdo en el siguiente esquema:1. Autotofraa) Holfitab) Quimiotrfica2. Hetertrofaa) Holozoicab) Saprofticac) Parsita3. MixotrofaLos organismo auttrofos, pueden sintetizas todos los compuesto orgnicos esenciales a partir de substancias inorgnicas, por ello no dependen directamente de otros organismos para su alimentacin.Este grupo integrando principalmente por formas holfitas que utilizan la luz como manantial primario de energa mediante la fotosntesis, est compuesta principalmente por las plantas verdes, aunque tambin realizan el proceso las bacterias purpureas.Los organismo quimitrficos, desprovistos de clorofila, no pueden utilizar directamente la energa de la luz solar, obteniendo la energa necesaria mediante la oxidacin de determinas substancias inorgnicas, figuran las bacterias sulfurosas, que oxidan el sulfato de hidrogeno y las ferro bacterias que oxidan las sales ferrosas.Los organismos hetertrofos necesitan compuestos orgnicos ya elaborados para su alimentacin y por ello dependen directamente o indirectamente para su nutricin de los organismos auttrofos. El grupo ms importante de estos organismos utiliza el mtodo de nutricin holozoica. Estos animales de vida libre ingieren caractersticamente alimentos slidos y los digieren dentro de su cuerpo. Los organismos saprfitos carecen de ordinario de aparato digestivo, absorben directamente alimentos orgnicos del ambiente y generalmente realizan una digestin externa, se incluyen las bacterias, muchos hongos, algunos flagelos y muy pocas plantas superiores. La nutricin parsita es aplicada por algunas especies distributivas, los parsitos viven sobre el cuerpo de otro organismo vivo o en el interior de los mismos, obteniendo alimento orgnico directamente del cuerpo de ellos.Los organismos mixotrficos son capaces de realizar los dos mtodos, autotrfico y heterotrfico de nutricin, entre ellos tenemos a los flagelos verdes, el euglena, el alga verde chlorella. INFLUENCIA DE LAS SUSTANCIAS NUTRITIVAS SOBRE LOS ANIMALESSustancias nutritivas necesarias._ las plantas verdes necesitan para su nutricin varias substancias principales y una larga lista de otra ms secundaria. Los principales elementos que intervienen en la formacin delos tejidos vegetales son. Carbono, oxigeno, hidrogeno, y nitrgeno. Hemos considerado ya anteriormente como el carbono procede del , el hidrogeno del O .y el oxgeno del , y O. el aire contiene una cantidad fabulosa de nitrgeno, pero el nitrgeno atmosfrico no es utilizable por la mayora de los vegetales.Como el nitrgeno constituye el 79%de la atmosfera, las plantas estn prcticamente rodeadas por este gas y a pesar de ello solo un reducido nmero de bacterias pueden utilizar el nitrgeno libre. De modo anlogo las plantas acuticas no pueden utilizar directamente la gran cantidad de nitrgeno disuelto en las aguas naturales.Las plantas verdes obtienen el nitrgeno necesario de los compuestos nitrogenados, los cuales son generalmente abundantes y proceden primariamente de la descomposicin de materiales orgnicos. Mientras que otras, como varias alagas verdes, pueden asimilar nitratos, amoniaco y aminocidos.Otros elementos necesarios en cantidades moderadas para el crecimiento de las plantas halfitos son el azufre, que abundan en los suelos y en el mar en forma de sulfatos, si bien en menor abundancia. Aunque cierta cantidad de fosfatos procede de la alteracin de la roca madre del suelo, la fuente inmediata de estas sustancias para la mayora de las plantas verdes es la descomposicin de la materia orgnica. Aunque en pequeas cantidades, son tambin esenciales el potasio, el calcio y el magnesio.

LEY DEL MINIMO DE LEIBIGLiebig defini laLey del mnimo: El crecimiento de vegetales est determinado por el elemento cuya concentracin es inferior a un valor mnimo por debajo del cual aquel se detiene.Este concepto se aplic originalmente al crecimiento deplantasycultivos, donde se encontr que el aumento de la cantidad denutrientems abundante no haca aumentar el crecimiento de las plantas. Slo mediante el aumento de la cantidad del nutriente limitante (el ms escaso) se poda mejorar el crecimiento de una planta o cultivo. Este principio puede ser resumido en el aforismo: "la disponibilidad del nutriente ms abundante en el suelo es como la disponibilidad del nutriente menos abundante en el suelo."Liebig us la imagen de un barril, que ahora se llama elbarril de Liebigpara explicar su ley. As como la capacidad de un barril con duelas de distinta longitud est limitada por la ms corta, el crecimiento de una planta se ve limitado por el nutriente ms escaso.

APLICACIONES Ley de Liebig se ha extendido a poblaciones biolgicas. Por ejemplo, el crecimiento de un organismo tal como una planta puede ser dependiente de un nmero de diferentes factores, tales como la luz del sol o nutrientes minerales. La disponibilidad de estos puede variar, de tal manera que en un momento dado uno es ms limitante que los otros. Ley de Liebig afirma que el crecimiento slo se produce a la velocidad permitida por el ms limitante.

Los cultivos en agua han proporcionado muchos conocimientos acerca de las diferentes cantidades de materias nutritivas que las plantas necesitan para su normal crecimiento y tambin en lo que se refiere a los mnimos necesarios. En ocasiones estas cantidades o las proporciones de los materiales nutritivos varan varan completamente segn las diferentes estaciones. Por ejemplo, ciertos grupos de rosas absorben en el mes de julio 450 parte por mil de N y 250 partes por mil de K, mientras que en diciembre toman 150 parte por mil de N 750 de K. entonces se ha comprobado que el exceso de algunas materia nutritivas puede compensar, en algunos casos la falta de otra.Otros estudios se ha demostrado que el Na es necesario para el crecimiento de la remolacha azucarera, independientemente de la cantidad de K, aunque el Na no es esencial para la mayora de las plantas. Si la remolacha se desarrolla con K insuficiente, los sntomas de deficiencia en esta substancia se eliminan prcticamente suministrando cantidades de Na.LIMITACION DEBIDA A LAS SUBSUSTANCIAS NUTRITIVAS EN LA NATURALEZA

En el ambiente terrestre, las substancias nutritivas ejercen un influjo sobre el desarrollo y la distribucin de las plantas principalmente a causa de las deficiencias, aunque tambin las cantidades excesivas de substancias perjudiciales impiden en ocasiones el desarrollo de las plantas en determinadas reas.La disponibilidad de materias primas nutritivas es nicamente uno de los varios aspectos del suelo, que determinan el que una especie determinada pueda desarrollarse eficientemente; la textura fsica, la humedad, el pH y otros aspectos qumicos del ambiente, as como del clima, deben ser tambin los apropiadosLas substancias nutritivas que ms frecuentemente escasean en el suelo son los fosfatos, los nitratos y el potasio. La composicin de estas substancias nutritivas en el suelo depende de la composicin de la roca madre y de la importancia de la modificacin debida al lavado del suelo y de la descomposicin de productos biolgicos. Los conocimientos que poseemos acerca de la limitacin del desarrollo del desarrollo vegetal determinada por la falta en el suelo de fosfatos, nitratos o potasio, proceden principalmente de las investigaciones agrcolas. De manera anloga la reposicin de los nitratos y del potasio en el suelo depende principalmente de la descomposicin de la materia orgnica, pero el ltimo de los elementos procede asimismo de los silicatos potasiferos que se encuentran en la mayor parte de las rocas. Cantidades adicionales de nitratos proceden del amoniaco formado en las lluvias con descargas elctricas en las capas superiores del aire y de la fijacin del nitrgeno libre realizada por algunas bacterias del suelo. Elementos esenciales para el desarrollo Vegetal:Macronutrientes: aquellos nutrientes que suministran la mayor parte de la energa metablica del organismo.Los principales Macronutrientes son: C-H-O-N-P-K-Ca-Mg-SNitrgeno(N) (Fijacin simbitica, suelo): La cantidad de N en el suelo es muy baja en contraposicin de lo que consumen los cultivos que es muy alta.El nitrgeno nos ayuda a: Favorecer el crecimiento vegetativo Producir suculencia Dar el color verde a las hojas Gobernar en las plantas el uso de potasio, fsforo y otrosUn exceso de este elemento retarda la maduracin, debilita la planta, puede bajar la calidad del cultivo y puede provocar menor resistencia a enfermedades.El N se encuentra en distintas formas en el suelo, aunque es absorbido por las plantas y microorganismos como nitrato (NO3-) o amonio (NH4+).El mayor reservorio de nitrgeno en el suelo se encuentra en los microorganismos que lo habitan: bacterias, hongos y nematodos.

CICLO DEL NITRGENO

Efectos ambientalesEl 100 % de los fertilizantes nitrogenados aplicados a los suelos, no se mantienen en el mismo ni son utilizados por los cultivos.Parte son lavados por la lluvia o el agua de riego, en superficie o profundidad pueden acumularse.El agua del suelo que se usa como fuente de agua potable, si presenta nitrgeno en exceso, puede provocar cncer y dificultades respiratorias en los nios.Dficit y ExcesoSu falta provoca color verde plido en las hojas tirando a amarillo. Empieza primero por las hijas ms viejas. La planta no crece, aunque puede florecer.Si hay exceso de nitrgeno, el crecimiento es exagerado, la planta es dbil y tiernas y por tanto ms propensas a plagas y enfermedades.Fsforo (P): Despus del N, es el macronutriente que en mayor medida limita el rendimiento de los cultivos. Interviene en numerosos procesos bioqumicos a nivel celular. Incrementa la eficiencia del uso de agua. Contribuye a la resistencia de algunas plantas a enfermedades.

CICLO DEL FSFORO

La carencia del P provoca un crecimiento limitado y lento, produciendo en los bordes de las hojas, generalmente viejas, un color rojizo dorado por acumulacin de antocianas, consecuentemente la floracin disminuye de manera significativa.Potasio (K): Es uno de los elementos bsicos para la formacin y elaboracin de la materia vegetal, siendo imprescindible en toda fertilizacin frutal. No hay equilibrio nutritivo en el organismo vegetal sin la capacidad necesaria de K; acta como elemento regulador del N y otros elementos para el buen desarrollo de las plantas. Es un elemento mvil.Funciones: Elemento esencial para todos los organismos vivos Fotosntesis Sntesis de protenas y carbohidratos Balance de agua

Azufre: Es un elemento poco mvil, forma parte constituyente de los aminocidos y vitaminas. El azufre se encuentra en: Material permeable del suelo Azufre cristalino Gas natural Roca madre (basalto) En agua y ros Pirita (blenda)

Calcio (Ca): Se encuentra en todos los suelos de cultivo, encontrndose en altos niveles, en suelos ridos y calcreos y en menor escala en los arcillosos y an menor en los arenosos. Funcin del Calcio: Fortalecer la pared celular Protege las membranas contra daos y retrasa la senescencia y la cada de frutos, hojas y semillas Brinda mayor resistencia a la plantaLa carencia de Ca en el suelo aumenta su acidez impidiendo la formacin de bases en fertilizantes. Los cuales difcilmente sern aprovechados por la planta. Las plantas tienen gran necesidad de Ca y de faltarles se desarrollarn con ciertas dificultades, engrosndose los tallos con una reduccin de los entrenudos y races hasta el punto de atrofiarse sus extremidades, impidiendo su ptimo desarrollo.Magnesio (Mg): Constituye un elemento mvil y esencial para la formacin de la clorofila, influyendo tambin en la regulacin del agua en el organismo de la planta y en su desarrollo. Despus del Ca el Mg es el elemento ms generalizado en todos los suelos alcalinos y se suele ver su carencia en los suelos cidos con Ph bajo, as como tambin en los suelos muy ligeros y arenosos.Magnesio en el suelo: Proviene de minerales como biotita, hornablenda, dolomita y clorita Est sujeto a intercambio catinico Se encuentra en la solucin del suelo y se absorbe, en las superficies de las arcillas y la materia orgnica Los suelos generalmente contienen menos Mg que Ca debido a que el Mg no es absorbido tan fuertemente como el Ca por los coloides del suelo y puede perderse ms fcilmente por lixiviacin.La carencia del Mg en los suelos provoca una menor resistencia de los tejidos vegetales, como por ejemplo haciendo las ramas ms quebradizas, perdiendo las hojas y con la cada prematura del fruto. Un suelo carente de Mg sera un suelo estril y de tener un exceso resultara incultivable.Micronutrientes: Son los elementos requerido en pequeas cantidades por las plantas o animales, necesario para que los organismos completen su ciclo vital.Fuente de oligoelementos en el suelo: Material original (rocas y minerales) Impurezas en fertilizantes, productos de encalado, plaguicidas y aguas residuales Residuos industriales, productos de combustin de materiales fsiles, materiales volcnicosLos principales Micronutrientes son: Fe-Mn-B-Mo-Cu-Zn-ClManganeso (Mn): Existe en el suelo, proviene de xidos, carbonatos, silicatos y sulfatosLa presencia del Mn disponible depende tanto del PH como del potencial. A PH superior a 5,5 se favorece la oxidacin por accin biolgica en suelos bien aireados por lo que disminuye su disponibilidad. A su vez, las formas oxidadas se reducen, pasando ser ms disponibles, a pH ms cido y en suelos reducidos.La carencia de Mn ofrece sntomas parecidos a los del Hierro: hojas amarillas entre los nervios que permanecen verdes.La causa de la carencia es por suelos, calcreos y por suelos arenosos muy lavados.Hierro (Fe): Se encuentra en la naturaleza tanto en forma de Fe (III) como de Fe (II), dependiendo del estado del sistema.Se encuentra en el suelo en cantidad suficiente formando distintos compuestos como ser xidos e hidrxidos. Sin embargo, la cantidad total no se correlaciona con la cantidad disponible para las plantas.Su carencia se manifiesta en las hojas jvenes pero tambin pueden aparecer en las ms viejas. Las hojas quedan amarillas con los nervios verdes, despus todas amarillas, se abarquillan y caen.Zinc (Zn): Procede de diferentes minerales, principalmente silicatos, sulfuros, xidos y carbonatos.La deficiencia en Zn se da en una amplia variedad de suelos como son los suelos, los calcreos, margosos y arenosos pobres de materia orgnica, aunque sobre todo en estos ltimos.En cuanto al pH, el Zn se encuentra ms disponible en los suelos cidos que en los alcalinos, siendo su mnima disponibilidad para Ph por encima de 7.Se manifiesta en las hojas ms jvenes. Los entrenudos se acortan en los brotes rosetas de hojas amarillentas. Las hojas viejas aparecen bronceadas y se caen fcilmente.Cobre (Cu): Los sulfuros son la principal fuente de suministro de Cu a los suelos, siendo los ms comunes el sulfuro cuproso, el sulfuro frrico-cuproso y el sulfuro cprico.En menor porcentaje se encuentra en la materia orgnica, fijado como catin intercambiable al complejo coloidal arcilloso.En las hojas jvenes se ven manchas, clorticas (amarillas). Se presenta la carencia en suelos calcreos bsicamente.Molibdeno (Mo): Se encuentra bsicamente en forma de aninica.Su mayor o menor disponibilidad est determinada en forma directa por el pH del suelo y los contenidos en xidos de hierro y aluminio.Altas cantidades de fertilizantes fosfatados en suelos cidos favorece la absorcin de Mo por la planta.La deficiencia se ve como una clorosis general, empezando por las hojas viejas y abarquillamiento.Boro (B): El contenido de B en un suelo depende de los materiales originarios.El B se encuentra en la fase slida del suelo en tres formas: En los minerales silicatados Absorbido en minerales arcillosos en la materia orgnica En los hidrxidos de aluminio y hierroEl B que forma parte de estos minerales no se encuentra disponible para la planta, al menos, en corto plazo.El B se encuentra en la disolucin del suelo como cido brico, formando complejos con Ca o unido a compuestos orgnicos solubles.La diferencia se observa en los tejidos de crecimiento: raz, hoja, tallo y provoca un crecimiento lento.Cloro (Cl): El Cl se encuentra en la naturaleza principalmente como anin cloruro. Su contenido en el suelo, vara entre amplios mrgenes, dependiendo de las sales presentes como el cloruro sdico y en menor medida, cloruro clcico y magnsico.Los cloruros provienen de: Descomposicin de la roca madre, principalmente de las rocas gneas. Degradacin de restos orgnicos. Aportaciones realizadas por las lluvias. Aporte de las aguas de riego, presencia de fertilizantes y plaguicidas.Las diferencias en la disponibilidad de substancias nutritivas para las plantas constituyen el principal criterio utilizado por los limnlogos europeos para la clasificacin de los lagos en tres tipos principales:Lagos Oligotrficos: Es un cuerpo de agua con baja productividad primaria, como resultado de contenidos bajos de nutrientes. Estos lagos tienen baja produccin de algas, y consecuentemente, poseen aguas sumamente claras, con alta calidad de agua potable. Las aguas superficiales de estos lagos tienen tpicamente mucho oxgeno; por lo que, tales lagos soportan muchas especies de peces, como truchas de lago, que requieren aguas fras, y bien oxigenadas.

Lagos Eutrficos: Es aquel ecosistema o ambiente caracterizado por una abundancia anormalmente alta de nutrientes. Los electrolitos se encuentran en concentraciones variables; el oxgeno se agota en determinadas estaciones y puede faltar completamente en el hipolimnion.

Lagos Distrficos: Cuerpo de agua en la etapa de envejecimiento, entre eutrfico y cenagoso. Lago poco profundo, con alto contenido de materia orgnica (humus), alta demanda bioqumica de oxgeno y bajo contenido de nutrientes.

SUBSTANCIAS NUTRITIVASDesde hace siglos han venido aadindose sustancias orgnicas a los estanques de las piscifactoras del antiguo mundo, pero desde el ao 1930 se vienen empleando en los Estados Unidos con xito creciente los fertilizantes qumicos. Pulverizando fertilizantes tales como a sobre un estanque, desde la orilla (fig. 8, 2) o desde un bote, se consigue mantener la concentracin de subsustancias nutritivas a un nivel apropiado para que el fitoplancton pueda desarrollarse durante la estacin clida del ao.

Nuevas tecnologas: FertilizantesEl intenso desarrollo de los vegetales planctnicos proporciona abundante alimento a los coppodos, cladceros y otras formas del zooplancton y de la fauna del fondo, entre la que los quironmidos ocupan el primer lugar. El incremento de la cantidad de estos invertebrados estimula el desarrollo de los peces como el rueda de branquias azules, que se alimentan de ellos, y el incremento de la poblacin de estos peces de proporciona una rica alimentacin a las especies depredadoras, como la perca de mar.CADENA ALIMENTICIA

De esta manera, la produccin de peces comestibles o para el deporte en el que el estanque aumenta considerablemente (Edmiser, 1947; hean,1952 y artculos presentados al Symposium on Farm Fish Ponds and Management). El incremento similar en el desarrollo de peces marinos mediante el empleo de fertilizantes qumicos que estimulan el desarrollo del fitoplancton y de los eslabones sucesivos de la cadena de alimentacin, ha sido puesto de manifiesta en los lagos marinos de Escocia (Gross, 1947; Raymont,1950) VENTAJAS En el fertilizado Loch Craiglin, las patijas alcanzaron en un ao el tamao correspondiente a los dos aos (fig. 8,3) y los lenguados alcanzaron en menos de dos aos el tamao que normalmente presentan a los 5 o 6.

El desarrollo del fitoplancton causado por la fertilizacin de los estanques puede tomar nuevos efectos ecolgicos de importancia Los intensos florecimientos producen automticamente la desaparicin de los VEGETALES BENTNICOS al impedir la llegada de luz al fondo.

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