Mineralización e inmovilización de nutrientes
La mineralización y la inmovilización son procesos microbianos opuestos que convierten los nutrientes entre formas orgánicas e inorgánicas, lo que rige la cantidad del conjunto de nutrientes disponible para las plantas en un momento dado.
Definition
La mineralización es la conversión microbiana de nutrientes contenidos en la materia orgánica en formas inorgánicas solubles como el amonio y el fosfato; la inmovilización es la absorción de esos nutrientes inorgánicos en la biomasa microbiana, eliminándolos temporalmente del conjunto disponible.
Scope
Este tema abarca la conversión microbiana de nutrientes orgánicos en formas minerales disponibles para las plantas (mineralización) y la asimilación inversa de nutrientes minerales en la biomasa microbiana (inmovilización), el papel de control de la relación carbono-nitrógeno de los residuos y la liberación neta de nitrógeno y otros nutrientes. Vincula la descomposición con el suministro de nutrientes.
Core questions
- ¿Cómo convierten los microbios los nutrientes orgánicos en formas disponibles para las plantas?
- ¿Qué es la inmovilización y cuándo domina?
- ¿Cómo controla la relación carbono-nitrógeno de los residuos la liberación neta?
- ¿Cómo determinan la mineralización y la inmovilización el momento de los nutrientes?
Key concepts
- Mineralización de nitrógeno y fósforo
- Inmovilización en la biomasa microbiana
- Mineralización neta e inmovilización neta
- Relación carbono-nitrógeno de los residuos
- Descomposición y liberación de nutrientes
- Recambio de la biomasa microbiana
Key theories
- Recambio de mineralización-inmovilización
- La mineralización y la inmovilización ocurren simultáneamente, y su balance neto, ya sea que los nutrientes se liberen o se retengan, depende del contenido de energía y nutrientes del sustrato que los microbios están descomponiendo.
- Control de la relación carbono-nitrógeno
- Cuando los residuos tienen una alta relación carbono-nitrógeno, los microbios extraen nitrógeno mineral del suelo para construir biomasa (inmovilización neta); cuando la relación es baja, se libera el excedente de nitrógeno (mineralización neta), por lo que la calidad de los residuos rige el momento de los nutrientes.
Mechanisms
A medida que los microbios descomponen los residuos orgánicos para obtener energía, rompen los enlaces que retienen los nutrientes, liberando el excedente de nitrógeno, fósforo y azufre como iones minerales cuando el sustrato contiene más nutrientes de los que los microbios necesitan. Si el sustrato es rico en carbono pero pobre en nutrientes, los microbios buscan nutrientes minerales de la solución del suelo para construir su biomasa, inmovilizándolos temporalmente; los nutrientes se liberan de nuevo cuando esos microbios mueren y son descompuestos. La relación carbono-nitrógeno del residuo es el principal control sobre qué proceso domina.
Clinical relevance
La mineralización y la inmovilización explican por qué la incorporación de residuos con alto contenido de carbono, como la paja, puede privar temporalmente a un cultivo de nitrógeno, mientras que los residuos con bajo contenido de carbono y los abonos liberan nutrientes rápidamente; la gestión de la calidad y el momento de los residuos es fundamental para sincronizar el suministro de nutrientes con la demanda del cultivo y reducir las pérdidas.
History
El reconocimiento de que la descomposición puede tanto liberar como retener nutrientes, controlado por la relación carbono-nitrógeno de los aportes orgánicos, se convirtió en un principio fundamental de la fertilidad del suelo y la gestión de nutrientes a medida que la bioquímica del suelo se desarrolló a lo largo del siglo XX.
Key figures
- Eldor A. Paul
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- paul2015
- brady2016
Frequently asked questions
- ¿Por qué la adición de paja al suelo puede reducir temporalmente el nitrógeno para los cultivos?
- La paja tiene una alta relación carbono-nitrógeno, por lo que los microbios que la descomponen necesitan más nitrógeno del que proporciona la paja y extraen nitrógeno mineral del suelo hacia su biomasa; esta inmovilización reduce temporalmente el nitrógeno disponible para las plantas hasta que los microbios mueren y lo liberan de nuevo.
- ¿Cuál es la diferencia entre mineralización e inmovilización?
- La mineralización convierte los nutrientes de la materia orgánica en formas inorgánicas disponibles para las plantas, mientras que la inmovilización hace lo contrario al fijar los nutrientes inorgánicos en la biomasa microbiana; ambos ocurren a la vez, y su balance neto determina si los nutrientes se liberan o se retienen.