Ciclo del Nitrógeno INSTITUTO DE CIENCIAS DEL MAR Y LIMNOLOGIA U. N. A. M.

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1 Ciclo del Nitrógeno INSTITUTO DE CIENCIAS DEL MAR Y LIMNOLOGIA U. N. A. M.

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5 Millero (2006)

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9 Emerson y Hedges (2008)

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14 Steinberg et al. (2000)

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16 1 Tg= 1,000,000,000,000 g; 1 Gg=1,000,000,000; 1 Mg=1,000,000= 1 ton

17 DINÁMICA DE LOS NUTRIENTES Y BIOMASA FITOPLANCTONICA EN LA BAHÍA DE MAZATLÁN (SE GOLFO DE CALIFORNIA) RESULTADOS IBT. SUSANA OSUNA

18 Est Punto de muestreo Coordenad as Profundidad de muestreo (m) E1 Límite SO de la Bahía 23° 48.3’’ Norte 106° 15.9’’ Oeste. 30, 20, 10, 1 E2 Islotes Hermano Mayor- Hermano Menor 23° 11.6‘’ Norte y 106° 20.0’’ Oeste 12, 1 E3 SE del Golfo de California 23° 25.4‘’ Norte y 106° 31’ 04.7’’ Oeste 50, 40, 30, 20, 10, 1

19 Temperatura y estratificación térmica ( Δ T)

20 Salinidad ( ⁰/₀₀)

21 Porcentaje de saturación de oxígeno disuelto en % (izquierda) y concentración de oxigeno disuelto en mg/l (derecha)

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29 Presupuesto del N global: (a) 1890 y (b)1990, Tg N/año. Emisiones de NOy de la vegetación incluye emisiones agrícolas, naturales y de la combustión de bio-combustibles, biomasa (selvas y bosques) y desechos agrícolas. Emisiones de NHx incluye emisiones de la agricultura, combustión de biocombustibles, biomasa (selvas y bosques) y desechos agrícolas. Emisiones de la vaca reflejan las emisiones de los desechos animales (Galloway, 2005). El doble de Nr añadido en el mundo entre 1890 y 1990 ha tenido un substancial impacto sobre el ciclo del N global: -emisiones de NOy se incrementaron de 14 a 39 Tg N/a -emisiones de NHx pasaron de 17 a 50 Tg/a -emisiones terrestres N2O pasaron de 8 a 12 Tg N/a -descarga fluvial de DIN en la zona costera pasó de 5 a 20 Tg N/a -depositación de Ninorg a los continentes pasó de 16 a 76 Tg/a -depositación de Ninorg a los océanos pasó de 17 a 27 Tg N/a

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32 Gruber y Galloway 2008. Nature 451, 293-296.

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37 Biomasa, F/R, MO y una complejidad de reacciones ¿Qué es lo que controla el OD? Producción de amonio y ácido sulfhídrico <0.5 mg/L La fuerte adsorción de P por suelos aeróbicos controla el crecimiento excesivo de fitoplancton; lo contrario no...

38 El efecto cascada y la sucesión o secuencia de reacciones redox

39 Flujo difusivo en la capa béntica de donadores y aceptores de electrones o de agentes de oxidación y reducción; los productos de descomposición van a enriquecer el agua intersticial de la columna sedimentaria y por ende a transferirse…

40 Modelo del N en estanques intensivos : N juega un doble rol en la dinámica de los sistemas de cultivo, como nutriente y como tóxico

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45 Tolerancia e intolerancia al amonio : Camarones en general: 0.45 mg/L amonio reducción del crecimiento en un 50% (Boyd, 1990) P. monodon: <0.13 mg/L concentración segura (Boyd, 1990) L. vannamei: <0.1 mg/L concentración óptima (Clifford, 1994) L. vannamei: 0.1-1.0 mg/L de TAN (Clifford, 1994) L. Vannamei postlarvas: <1.2 mg/L (Frías-Espericueta y Páez-Osuna, 2001) L. Vannamei juveniles: <6.5 mg/L (Frías-Espericueta y Páez-Osuna, 2001) Niveles elevados crónicos y periódicos disminuyen el crecimiento Tratamiento: aeración para la nitrificación, biofiltros, zeolita.

46 Tolerancia e intolerancia a los nitritos: Camarones en general: <4.5 mg/L (Boyd, 1990) -P. monodon: <4.5 mg/L crecimiento de la postlarva (Boyd, 1990) -L. vannamei: <1.0 mg/L concentración óptima (Clifford, 1994) -P. monodon (juveniles) tuvo una mortalidad del 20% en 64 mg/L de nitritos -larvas de M. rosenbergii y P. indicus se reduce su crecimiento en un 35 y 50% al exponerse a 1.8 y 6.4 mg/L (Amstrong et al. 1976; Wickins 1976) -En general la LC 50 (96 hr) fluctúa entre 11.5 y 65.2 mg/L en postlarvas de las diferentes especies (Páez-Osuna, 2001) Tratamiento: aeración para promover la nitrificación y conversión a nitratos; en sistemas de recirculación biofiltros.

47 Tolerancia e intolerancia a los nitratos: En general: <3 mg/L permisible (Meade 1989; Pillay, 1992) -L. vannamei: 0.4-0.8 mg/L concentración óptima (Clifford, 1994) -P. monodon (protozoea) mortalidad a 1 mg/L dentro de las 40 hr; efectos subletales a 10-100 mg/L, con afectaciones en la hipodermis y la glándula digestiva (Muir et al., 1991) Tratamiento: puede ser convertido a gas nitrógeno por denitrificación y entonces removido por volatilización, es $$$

48 ¿Por qué es complejo el manejo de los nutrientes? El N disponible en la columna de agua es afectado por: (1)La relación N/P de los aportes (alimento, fertilizante, etc.) (2) Las tasa relativas de reciclado de N y P en la columna de agua (3) Sedimentación diferencial de N y P (4) Retorno preferencial de N y P desde los sedimentos a la columna de agua (denitrificación, adsorción y precipitación de P) (5) Fijación de N No hay una relación N:P:Si que sea óptima para todas las granjas; este tiene que ser determinado en cada caso…y se debe a las diferentes tipo de aguas y suelos que van a proporcionar y controlar de modo diferente la relación N:P:Si