El ciclo del potasio (K) es el ciclo biogeoquímico que describe el movimiento del potasio a lo largo de la litosfera , la biosfera , la atmósfera y la hidrosfera de la Tierra .
Junto con el nitrógeno y el fósforo, el potasio es uno de los tres principales nutrientes que las plantas necesitan en grandes cantidades. [5] El potasio es esencial para el control de los estomas en las plantas y también es esencial para la contracción de los músculos en los humanos. [1]
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 del 96 al 99 % del K del suelo y se almacena en feldespato , mica y minerales illita . [2] El K intercambiable es potasio adsorbido en partículas de arcilla y materia orgánica y representa del 1 al 2 % del K total del suelo. [6] El potasio en la solución del suelo es la forma de K más fácilmente disponible para que las plantas lo absorban, pero solo equivale a 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 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 anualmente a los campos de cultivo. . 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 el reemplazo a través de la erosión de las rocas. [6] Al ritmo de consumo actual, se espera que las reservas de K 2 O duren 100 años. [7] El agotamiento del potasio en los suelos se puede minimizar dejando residuos de cultivos en los suelos, permitiendo que la materia vegetal se descomponga y libere el potasio almacenado nuevamente en el suelo. [7]
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 puede atribuirse 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 superficial. [2] El potasio almacenado en la materia vegetal puede regresar al suelo durante descomposición, especialmente en áreas de mayor precipitación que experimentan mayores tasas de lixiviación . [1] La lixiviación de potasio ocurre a tasas más altas que la del nitrógeno y el fósforo, probablemente porque solo existe en forma de ion soluble (K + ) en la planta. [2] El nitrógeno y el fósforo normalmente 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 usarlo en otras áreas de la planta antes de la abscisión . [1]
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 de potasio atmosférico 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]
La hidrosfera es el mayor reservorio de potasio y contiene aproximadamente 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 la solución del suelo a las aguas subterráneas, ríos y océanos. [2] Parte del potasio de 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 autigénica de arcilla, que luego se subduce , junto con los depósitos de potasio y el basalto oceánico, para regresar a la litosfera. [4]