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