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El ciclo del potasio (K) es el ciclo biogeoquímico que describe el movimiento del potasio a través de la litosfera , la biosfera , la atmósfera y la hidrosfera de la Tierra .
Funciones
Junto con el nitrógeno y el fósforo, el potasio es uno de los tres principales nutrientes que las plantas requieren en grandes cantidades. [5] El potasio es esencial para el control de los estomas en las plantas y también es esencial para la contracción muscular en los humanos. [1]
Litosfera y suelo
En peso, el K representa el 2,6% de la corteza terrestre . [2] Almacenado en minerales primarios ( feldespato , biotita y moscovita ), la meteorización química libera potasio en el suelo para representar hasta el 11% de la demanda de las plantas. [1] Algunas plantas y bacterias también liberan ácidos orgánicos en el suelo que hacen que el K sea accesible para su uso. [1]
El potasio existe en sus concentraciones más altas en las capas superiores del suelo, almacenado en tres depósitos: K fijo, K intercambiable y K en solución. [1] El K fijo representa el 96-99% del K del suelo y se almacena en minerales de feldespato , mica e ilita . [2] El K intercambiable es potasio adsorbido en partículas de arcilla y materia orgánica y representa el 1-2% del K total del suelo. [6] El potasio en solución del suelo es la forma de K más fácilmente disponible para que las plantas lo absorban, pero solo representa el 0,1-0,2% del K total del suelo. [2]
Existen reservas de potasio en minerales y evaporitas de cloruro de potasio (KCl) que se encuentran en Alemania, Francia, Canadá, Estados Unidos y en la salmuera del Mar Muerto. [6] [5] Se estima que cada año se extraen de la Tierra 32 x 10 6 toneladas (32 Tg) [1] de potasio, de las cuales 28 x 10 6 toneladas (28 Tg) [2] se aplican a los campos de cultivo anualmente. El potasio se aplica más comúnmente como cloruro de potasio (KCl), pero también se lo conoce como potasa y K 2 O . [6] [5] La aplicación de potasio es necesaria en la agricultura porque la eliminación de potasio del suelo a través de la absorción de las plantas y la eliminación de los cultivos ocurre a un ritmo más rápido que la reposición a través de la erosión de las rocas. [6] Al ritmo actual de consumo, se espera que las reservas de K 2 O duren 100 años. [7] El agotamiento de potasio en los suelos se puede minimizar dejando residuos de cultivos en los suelos, lo que permite que la materia vegetal se descomponga y libere el potasio almacenado nuevamente al suelo. [7]
Biosfera
El ion más abundante en las células vegetales es el ion potasio. [2] Las plantas absorben potasio para su crecimiento y funcionamiento. Una parte de la absorción de potasio en las plantas se puede atribuir a la erosión de los minerales primarios, pero las plantas también pueden "bombear" potasio desde capas más profundas del suelo para aumentar los niveles de K en la superficie . [2] El potasio almacenado en la materia vegetal puede regresar al suelo durante la descomposición, especialmente en áreas de mayor precipitación que experimentan mayores tasas de lixiviación . [1] La lixiviación de potasio ocurre a tasas más altas que el nitrógeno y el fósforo, probablemente porque solo existe en la forma de ion soluble (K + ) en la planta. [2] El nitrógeno y el fósforo generalmente se incorporan en moléculas grandes y complejas que son más difíciles de lixiviar a través de las membranas celulares que el pequeño ion K + . [2] Las plantas de hoja caduca que pierden sus hojas reubicarán entre el 10 y el 32 % del potasio para su uso en otras áreas de la planta antes de la abscisión . [1]
Atmósfera
Una parte del potasio se intercambia entre las plantas y la atmósfera a través de aerosoles orgánicos liberados por las hojas de las plantas. [1] La deposición atmosférica de potasio varía de 0,7 a más de 100 kg ha −1 año −1 dependiendo de la ubicación geográfica y el clima. [2] Además, los aerosoles marinos pueden evaporarse a la atmósfera y regresar a través de la precipitación. [6]
Hidrosfera
La hidrosfera es el mayor reservorio de potasio, con un estimado de 552,7 x 10 12 toneladas (552,7 x 10 6 Tg). [2] La lixiviación y la erosión transportan 1,4 x 10 9 toneladas (1400 Tg) año −1 de potasio en solución del suelo a las aguas subterráneas, los ríos y los océanos. [2] Parte del potasio en la atmósfera también ingresa a la hidrosfera a través de la precipitación. El potasio en los fluidos de los poros de los sedimentos se elimina de la solución mediante la formación autófila de arcilla, que luego se subduce , junto con los depósitos de potasio y el basalto oceánico, para regresar a la litosfera. [4]
Véase también
Referencias
- ^ abcdefghij Schlesinger, William H. (2020). "Algunas reflexiones sobre el ciclo biogeoquímico del potasio en los ecosistemas terrestres". Biogeoquímica . 154 (2): 427–432. doi :10.1007/s10533-020-00704-4. ISSN 1573-515X. S2CID 222179713.
- ^ abcdefghijklm Sardans, Jordi; Peñuelas, Josep (2015). "Potasio: un nutriente desatendido en el cambio global: Estequiometría del potasio y cambio global". Ecología global y biogeografía . 24 (3): 261–275. doi : 10.1111/geb.12259 .
- ^ Kronberg, BI (1985). "Dinámica de la meteorización y mezcla de la geosfera con referencia al ciclo del potasio". Física de la Tierra y de los interiores planetarios . 41 (2): 125–132. Bibcode :1985PEPI...41..125K. doi :10.1016/0031-9201(85)90027-5. ISSN 0031-9201.
- ^ ab Sun, Xiaole; Higgins, John; Turchyn, Alexandra V. (2016). "Flujos de cationes difusivos en sedimentos de aguas profundas y conocimiento de los ciclos geoquímicos globales de calcio, magnesio, sodio y potasio". Marine Geology . 373 : 64–77. Bibcode :2016MGeol.373...64S. doi :10.1016/j.margeo.2015.12.011. ISSN 0025-3227.
- ^ abc Hillel, Daniel (2008), Hillel, Daniel (ed.), "11. - Fertilidad del suelo y nutrición de las plantas", El suelo en el medio ambiente , San Diego: Academic Press, págs. 151–162, doi :10.1016/b978-0-12-348536-6.50016-2, ISBN 978-0-12-348536-6
- ^ abcde Blake, George R.; Steinhardt, Gary C.; Pombal, X. Pontevedra; Muñoz, JC Novoa; Cortizas, A. Martínez; Arnold, RW; Schaetzl, Randall J.; Stagnitti, F.; Parlange, J.-Y. (2008), "Ciclo del potasio", en Chesworth, Ward (ed.), Enciclopedia de la ciencia del suelo , Dordrecht: Springer Países Bajos, págs. 583–587, doi :10.1007/978-1-4020-3995-9_461, ISBN 978-1-4020-3995-9
- ^ ab Dhillon, JS; Eickhoff, EM; Mullen, RW; Raun, WR (2019). "Eficiencia mundial en el uso de potasio en cultivos de cereales". Agronomy Journal . 111 (2): 889–896. Bibcode :2019AgrJ..111..889D. doi : 10.2134/agronj2018.07.0462 . ISSN 1435-0645.