Post on 22-Nov-2015
AIRE
Fase gaseosa
MINERALES
Fase slida
AGUA Fase lquida
MATERIA
ORGNICA
25%
25%
45%
5%
El suelo es un complejo
provee nutrimentos,
humedad y anclaje
para las plantas
Iones en la solucin del suelo
Iones minerales unidos a la roca
madre
Iones fijados en los pelos radicales
Iones absorbidos por los pelos
radicales
Iones fijados en las partculas coloidales
Localizacin y movimiento de los iones entre el suelo y la planta
CONCENTRACIN DE LOS IONES EN LA RIZSFERA
CO
NC
EN
TRA
CIO
N I
N
DISTANCIA DESDE LA RAZ
rizsfera
Proceso Factor involucrado
Desarrollo de la raz
Longitud y distribucin, morfologa
Absorcin de nutrimentos
Concentracin en la rizsfera Cintica de absorcin
Flujo de masas, Difusin
Transpiracin Gradiente de concentracin
Movilizacin por races
(desorpcin, disolucin,
hidrlisis de compuestos orgnicos)
Exudados radicales pH de la solucin del suelo
enzimas
Movilizacin por organismos simbiticos
Micorrizas Bacterias
Procesos y factores involucrados en el movimiento de los nutrimentos del suelo a la planta
Acceso
Arcilla
K +
Ca 2+
K + Na +
H +
K +
Solucin
del
suelo
Capacidad de intercambio catinico- variacin de la
capacidad de los suelos de almacenar los nutrimentos en
forma sorbida
Mide la fertilidad del suelo y su productividad
Citoplasm
a
Membrana
celular
Pared
celular
Zona
contacto
Arcilla
K
K
Na
H
Ca
H
K
H
INTERCEPCIN
Un in es adsorbido
electrostticamente
Raz coloide
Excrecin de cido Carbnico q se Disocia en HCO3
Crecimiento de la raz
5 nm (5 milmillonsimas partes de un metro) 0.000000005 metros
(I)
Desarrollo de la raz ( 0.7 y 0.9% de espacio total)
Volumen ocupado por las races de diferentes cultivos
Cultivo volumen ocupado (%)
Soya 0.91
Avena 0.55
Arroz 0.85
Maz 0.19-1.06 Trigo 0.64
Alfalfa 1.1
Volumen de raz en funcin de la profundidad del suelo
Profundidad Trigo Maz Espinaca
0-30 8.2 3.8 2.3
30-60 1.7 1.5 0.6
60-90 1.0 0.4
90-120 0.7 0.1
120-150 0.27 0.01
Steingrobe, 1999.
(II)
Morfologa de la raz
rea de exploracin
donde se lleva a cabo
la absorcin de los iones
inmviles o de lenta movilidad
(PO4 , K, Ca, Mg, Zn, Fe)
rea de exploracin donde
se lleva a cabo el movimiento
de los iones mviles
(NO3 , SO4 , Cl, BO3)
Dimensiones de los pelos radicales por especie
Especie No. / mm long. promedio
Cebolla 1 0.05
Trigo 46 0.33
Tomate 58 0.17
Espinaca 71 0.62
(III)
Concentracin de los nutrimentos en el suelo
(IV)
Radio inico y radio de hidratacin
In RI RH
Al 0.50 4.80
Mg 0.65 4.30
Li 0.68 3.80
Ca 0.99 3.70
K 1.30 3.50
Cl 1.81 3.30
******
En todos los
accesos
(V)
Densidad y porosidad del suelo
Intercepcin Difusin
Porcentaje de total absorbido
Nitrgeno 1 79 20
Fsforo 2 5 93
Potasio 2 18 80
Calcio 150*** 375 0
Magnesio 33 222 0
Azufre 5 295 0
Fierro 13 66 21
Zinc 43 230 0
Manganeso 43 22 35
Cobre 6 219 0
Boro 29 1000 29
Estimacin del acceso nutrimental por intercepcin, flujo de masas y difusin en races de maz desarrollado en suelo frtil (Barber y Guna 1974)
La intercepcin provee a las races de aprox 1% de los nutrientes del suelo
***
OJO
Cuando las races absorben agua y nutrimentos crean
gradientes de potencial del agua del suelo y de la
concentracin de nutrientes en la solucin.
ES UN PROCESO PASIVO
Por lo tanto se produce en forma simultanea flujo
de masas y difusin
FT= FM + FD
-10 kPa
sol suelo
-100 kPa
Tejido de raz
-1000 kPa
Tejido de hoja
-30,000 kPa
Aire
Gradiente
decreciente de
potencial
hdrico
Fm= v * CL
Clculo de acceso de iones por flujo de masas
Fm= ion absorbido por flujo de masas (mol
m-2 s-1
V= flujo de agua por transpiracin ( m3 m-2
s-1
CL= concentracin del ion en la solucin
del suelo (mol m-3 )
WU= total de agua absorbida por la planta
Factores importantes en el acceso por flujo de
masas
Concentracin de los iones en la solucin del suelo
Tasa de evapotranspiracin de la planta
Especie de la planta
Estado fenolgico de la planta
Clima
Acumulacin ( kg.ha-1)
Trigo Caa de azcar
K+ Mg++ Ca++ K+ Mg++ Ca++
Total absorbido por la planta
215
13
35
326
44
104
Flujo de masas 5 17 272 3 10 236
% que puede ser absorbido
(2) (131) (777) (1) (23) (227)
Comparacin del acceso de iones en cultivo de trigo y caa de azcar. (Strebel y Duynisveld, 1989)
La cantidad de agua acumulada por un cultivo en un ciclo va de 2 a 4 x 10 6 L por hectrea (Barber, 1984). Con el promedio de esta informacin (3 x 106 L) y sabiendo que en la solucin del suelo hay una concentracin aproximada de 0.15 mg L-1 de fsforo. Cunto accesa por flujo de masas?
0.45 kg, corresponde a 2-3 % del total de fsforo que demanda el cultivo que llega a la raz por flujo de masas.
3000000 L x 0.15 mg L-1 = 45000000 mg = 450 g = 0.45 kg
Cultivo Coeficiente Cultivo Coeficiente
Maz 249 Avena 586
Remolacha azucarera
443
Centeno 634
Trigo 491 Trebol rojo 698
Cebada 527 Lino 783
Papa 575 Alfalfa 844
Coeficiente de transpiracin de diferentes cultivos (L. kg-1
materia seca)
Intercepcin Flujo de masas
Porcentaje de total absorbido
Nitrgeno 1 79
Fsforo 2 5
Potasio 2 18
Calcio 150 375
Magnesio 33 222
Azufre 5 295
Fierro 13 66
Zinc 43 230
Manganeso 43 22
Cobre 6 219
Boro 29 1000
Estimacin del acceso nutrimental por intercepcin, flujo de masas y difusin en races de maz desarrollado en suelo frtil (Barber y Guna 1974)
movimiento de una molcula de una regin de mayor
concentracin a otra de menor concentracin, (a travs de un
gradiente de concentracin).
Cuando la fuente de suministro en la rizsfera no se satisface por
procesos de intercepcin o flujo de masas se genera una fuerza
de difusin para solventar la deficiencia nutrimental . La difusin
fue descrita por Ficks y sus colaboradores
indicando que es directamente proporcional al gradiente de
concentracin
la diferencia de concentracin de las sustancias entre dos puntos separados a una distancia (dx) bajo la siguiente frmula:
F= -D dc dx
F = el flujo difusivo,
dc/dx = el gradiente de
concentracin
D =el coeficiente de difusin que se
obtiene del concepto de difusibilidad
a travs de un medio homogneo
Coeficiente de difusin est relacionado con la facilidad que tendr la
substancia para moverse a travs de un medio en particular
Es una caracterstica de las substancias (molculas grandes tienen un coeficiente de difusin pequeo
El suelo homogeneo?
Ion Difusin (cm2 s-1 )
NO-3 1 x 10-6
NO-3 10-6 10-7
NH+4 1.4 x 10-6
H2PO-4 10
-8 - 10-11
H2PO-4 2.4 x 10
-11
K+ 1.4 x 10-6
K+ 10-7 10-8
K+ 2.1 9.5 x 10-7
Ca2+ 0.9 4.0 x 10-7
Ca2+ 3 x 10-7
Mg2+ 0.6 11.5 x 10-7
Cl- 1.2 x 10-6
MoO2-4 0.5 8.4 x 10-7
Intercepcin Flujo de masas Difusin
Porcentaje de total absorbido
Nitrgeno 1 79 20
Fsforo 2 5 93
Potasio 2 18 80
Calcio 150 375 0
Magnesio 33 222 0
Azufre 5 295 0
Fierro 13 66 21
Zinc 43 230 0
Manganeso 43 22 35
Cobre 6 219 0
Boro 29 1000 29
Demanda nutrimental de maz y estimacin de porcentajes
en rutas de acceso
Nutriente Demanda estimacin en kg / ha
kg / ha Intercepcin Flujo de masas Difusin
Potasio 195 4 35 156
Nitrgeno 190 2 150 38
Fsforo 40 1 2 37
Magnesio 45 15 30 0