Dinamica-del-nitrogeno-en-suelos-salinos-de-Cuatro-Cienegas-Coahuila

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UNIVERSIDAD NACIONAL 
AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE ESTUDIOS 
SUPERIORES CAMPUS-IZTACALA 
 
 BIOLOGÍA 
 
LOS REYES IZTACALA, TLALNEPANTLA, EDO. DE MÉX. 
“DINÁMICA DEL 
NITRÓGENO EN 
SUELOS 
SALINOS DE 
CUATRO 
CIÉNEGAS, 
COAHUILA” 
T E S I S 
PARA OBTENER EL TITULO 
DE: 
BIOLOGO 
P R E S E N T A 
LUIS VLADIMIR JIMÉNEZ 
CASTILLO 
DIRECTORA: NATHALIE 
CABIROL 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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ÍNDICE 
ÍNDICE 
 
LISTA DE TABLAS 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
ABREVIATURAS 
 
RESÚMEN 
 
1. INTRODUCCIÓN 
 
1.1 ANTECEDENTES 
1.2 OBJETIVO GENERAL 
1.3 OBJETIVOS PARTICULARES 
1.4 ALCANCES 
1.5 JUSTIFICACIÓN 
 
2. DEFINICIONES Y CONCEPTOS GENERALES 
 
2.1 GENERALIDADES DEL SUELO 
 
2.1.1 Características físicas del suelo 
2.1.1.1 Color 
2.1.1.2 Textura 
2.1.1.3 Estructura 
2.1.1.4 Densidad, consistencia y porosidad 
2.1.1.5 Humedad 
 
2.1.2 Características químicas del suelo 
2.1.2.1 pH 
2.1.2.2 Materia orgánica 
2.1.2.3 Capacidad de intercambio Catiónico y Porcentaje de Saturación de Bases 
2.1.2.4 Calcio y Magnesio intercambiables 
 
2.1.3 Suelos con características salino magnésicas 
2.1.3.1 Salinización 
2.1.3.2 Suelos altamente influenciados por magnesio 
2.1.3.3 Salinidad: Conductividad eléctrica (CE) 
2.1.3.4 Suelos salino-magnésicos 
2.1.3.5 Efectos de la salinidad magnésica 
2.1.3.6 Manejo y conservación de suelos salinos-magnésicos 
 
2.1.4 Descripción del área de estudio 
2.1.4.1 Características del suelo estudiado 
2.1.4.2 Clima 
2.1.4.3 Fauna 
2.1.4.4 Vegetación 
 
2.2 CICLO DEL NITRÓGENO 
2.2.1 Amonificación 
2.2.2 Nitrificación 
2.2.3 Inmovilización 
3 
 
2.2.4 Pérdidas de nitrógeno 
2.2.5 Desnitrificación 
2.2.6 Relación Carbono-Nitrógeno 
 
3. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 
 
3.1 LOCALIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO 
3.2 RECOLECCIÓN DE LA MUESTRA 
3.3 PROTOCOLO EXPERIMENTAL 
3.3.1 Montaje de los microcosmos aerobios 
3.3.2 Aspectos generales de las sustancias enriquecedoras 
3.3.3 Seguimiento de la nitrificación después de la disposición de diferentes concentraciones 
de triptona-glucosa y cloruro de amonio-glucosa en cada suelo. 
 
3.4 ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS Y BIOLÓGICOS DEL SUELO 
3.4.1 Color 
3.4.2 Textura 
3.4.3 Estructura y consistencia 
3.4.4 Densidad aparente, real y porosidad 
3.4.5 Humedad 
3.4.6 pH 
3.4.7 Materia orgánica 
3.4.8 Conductividad eléctrica 
3.4.9 Calcio y Magnesio intercambiables 
3.4.10 Respiración del suelo 
3.4.11 Análisis de las diferentes formas de nitrógeno 
 
3.5 ANÁLISIS ESTADÍSTICO 
 
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
 
SEGUIMIENTO DE LA NITRIFICACIÓN DESPUÉS DE LA DISPOSICIÓN DE DIFERENTES CONCENTRACIONES 
DE TRIPTONA-GLUCOSA Y CLORURO DE AMONIO-GLUCOSA EN CADA SUELO 
4.1 Caracterización de los suelos estudiados 
4.2 Producción de CO2 
4.3 Seguimiento del Nitrógeno 
 
5. CONCLUSIONES 
 
6. RECOMENDACIONES 
 
7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
8. ANEXOS 
8.1 ANEXO 1 
8.2 ANEXO 2 
4 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABLAS 
 
 
Tabla 2.1. Contenidos de materia orgánica oxidable en el horizonte A, de algunos suelos (Porta et 
al., 1994). 
Tabla 2.2. Valores de conductividad eléctrica en distintos tipos de suelos, (FitzPatrick, 1987) 
Tabla 3.1. Fragmentos minerales del suelo. 
Tabla 4.1. Características fisicoquímicas del suelo 
Tabla 4.2. Comparación entre tratamientos del S1 y S2, el asterisco representa los tratamientos 
con diferencia estadísticamente significativa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 2.1. Clasificación de partículas según Sistema Internacional 
Figura 2.2. Gráfica descrita en la Leyenda del Mapa Mundial de Suelos FAO/ UNESCO/ISRIC, 1988, 
(INEGI, 2000). 
Figura 2.3. Disponibilidad de iones asociados a las arcillas (Jordán L.A., 2005-2006) 
Figura 2.4. Estructura de la glucosa. 
Figura 3.1. Ubicación de las zonas de muestreo en el Área de Protección de Flora y Fauna de 
Cuatro Ciénegas. 
Figura 3.2. Poza Churince (García, 2005). 
Figura 3.3. Esquema del microcosmos 
Figura 3.4. Condiciones de cada tratamiento y número de unidades 
Figura 4.1. Producción de CO2 en Suelos 1 y 2. 
Figura 4.2. Producción de NH4
+ en Suelos 1 y 2. 
Figura 4.3. Producción de NH3 volatilizado en Suelos 1 y 2. 
Figura 4.4. Producción de NO2
- en Suelos 1 y 2. 
Figura 4.5. Producción de NO3
- en Suelos 1 y 2. 
Figura 4.6. Balance de nitrógeno en S1 antes y después del enriquecimiento con los distintos 
tratamientos, incubados a 20°C y humedad constante. 
Figura 4.7. Balance de nitrógeno en S2 antes y después del enriquecimiento con los distintos 
tratamientos, incubados a 20°C y humedad constante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
 
 
 
 
ABREVIATURAS 
 
 
 
DCD Doble capa difusa 
CIC Capacidad de intercambio catiónico del suelo 
CE´s Conductividad eléctrica en un extracto de pasta saturada 
PMgI Porcentaje Mg intercambiable 
PSI Porcentaje de Sodio Intercambiable 
C/N Relación Carbono Nitrógeno 
S1 Suelo 1, carente de pasto 
S2 Suelo 2, con pasto halófito 
CRA Capacidad de Retención de Agua 
T Triptona 
glc Glucosa 
T1 Tratamiento 1 
T2 Tratamiento 2 
T3 Tratamiento 3 
T4 Tratamiento 4 
BOA Bacterias Oxidantes del Amonio 
BON Bacterias Oxidantes del Nitrito 
UICN Unión Mundial para la Naturaleza Conservación 
NASA National Aeronautic and Space Administration 
SEMARNAT Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales 
PROFEPA Procuraduría Federal de Protección al Ambiente 
APFF Área de Protección de Flora y Fauna 
ANP Área Natural Protegida 
CNA Comisión Nacional del Agua 
UNESCO Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura 
INE Instituto Nacional de Ecología 
USDA Departamento de Agricultura de Estados Unidos 
CINVESTAV Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional 
UNCCD Convención de las Naciones Unidas en Lucha Contra la Desertificación 
 
 
 
 
 
 
7 
 
RESUMEN 
 
El 40% de la superficie nacional mexicana está compuesta de zonas áridas y 
semiáridas (Ortiz, 1992). Cuatro Ciénegas, Coahuila, posee una combinación de 
aislamiento dado por el encierro que proporcionan las altas serranías compuestas 
principalmente; por rocas calizas y condiciones extremas como el clima muy seco 
semicálido con pocas lluvias en verano y algunas en invierno, siendo común la 
sequía (INEGI, 2000). Además la combinación con suelos salinos y yesosos 
logran un equilibrio ambiental de gran endemismo (Lasso, 1988). Por tanto se 
considera Área de Protección de Flora y Fauna desde 1994, declarada por la 
convención RAMSAR como sitio único por sus dunas de yeso y endemismos 
(SEMARNAT, 2000). Como característica muy particular de su historia natural, la 
base de la cadena trófica la conforman estromatolitos, así como bacterias 
fotosintéticas y quimioautótrofas, lo que no ocurre en la mayoría de los ambientes 
(Souza et al., 2004). 
 
Por lo anterior, resulta necesario realizar estudios de diversidad microbiana y su 
función en los ciclos biogeoquímicos, para tener un mejor entendimiento de la 
dinámica de los nutrientes en ambientes extremos (Madigan et al., 2004). En este 
rubro, la nitrificación es un proceso poco estudiado en condiciones extremas, un 
mejor conocimiento podría aportar información útil a la agricultura y la 
conservación en zonas salinas. En estetrabajo se evaluó la dinámica del 
nitrógeno en el proceso de nitrificación de dos suelos salinos de Cuatro Ciénegas 
en condiciones de microcosmos. Igualmente se caracterizó en los suelos 
estudiados, las siguientes formas químicas del nitrógeno: NH4
+, NH3, NO2
-, NO3
-, 
N-NH2; además del CO2 producido en el suelo durante la incubación con glucosa-
triptona o glucosa-cloruro de amonio en dos concentraciones. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
1. INTRODUCCIÓN 
 
La sobreexplotación y consecuente degradación, así como agotamiento de los 
recursos naturales en el mundo, han propiciado la necesidad de protegerlos, 
recuperarlos y tratarlos cuando sea posible. Derivado de este inadecuado manejo, 
la desertificación es uno de los mayores problemas que enfrentamos a escala 
mundial, particularmente la erosión hídrica, por su alto impacto negativo en 
contaminación ambiental, degradación ecológica, pérdida de suelos y 
consecuentes alteraciones económicas, políticas y sociales. El conocimiento de la 
degradación de las tierras en esos ecosistemas es especialmente necesario para: 
favorecer el desarrollo regional (Cruickshank, 1999; Navone, 2000). 
 
El deterioro de suelos procede de la eliminación de la cobertura vegetal junto con 
el cambio climático (Charney, 1975). Más del 80% del territorio nacional tienen 
algún nivel de deterioro, calculando el 30% con erosión fuerte. Las prácticas de 
sobrepastoreo y con ello la compactación de los suelos por el ganado, la 
deforestación, las prácticas agronómicas inadecuadas, el abuso de los 
compuestos agroquímicos y el mal uso del agua, son un conjunto de actividades 
antropogénicos que llevan a los suelos a perder su capacidad productiva; así es 
como se han producido problemas de erosión, salinización, degradación de hábitat 
de los ecosistemas y con ello, la pérdida de la flora y fauna, del potencial 
productivo y el desequilibrio de los ciclos hidrológicos y biogeoquímicos. A esto se 
le llama desertificación (CEISS, 2004). 
 
La Food and Agriculture Organization (FAO) en su base de referencia mundial 
para suelos establece que 1,300 millones de hectáreas, o bien el 10% de la 
superficie terrestre son suelos áridos arenosos. Particularmente en México las 
zonas áridas ocupan el 58.2% de la superficie nacional (FAO, 2006; UNCCD, 
2006). Aproximadamente 6.8 millones de hectáreas están conformadas por suelos 
salinos, provocados por alteración natural o actividad antropogénica, dentro de los 
cuales se encuentran los suelos de la reserva ecológica de Cuatro Ciénegas, 
Coahuila (Ortiz et al., 1994). Este sitio naturalmente salino, representa una riqueza 
ecológica y una oportunidad para incrementar el conocimiento y el entendimiento 
de los ciclos biogeoquímicos en condición extremófila. 
 
En particular, el nitrógeno y el carbono constituyen elementos minerales 
indispensables en la formación de suelos y por lo tanto desarrollo de la vida 
microbiana. Reflejando los patrones de distribución biológica actuales y pasados, 
ya que “La vida es el proceso de mantenimiento de cuerpos proteicos en los que el 
suelo participa íntimamente”. Se calcula que un gramo de tierra puede contener un 
millón de bacterias, un kilómetro de hongos y miles de células de algas y 
protozoos. El buen funcionamiento de los ciclos del nitrógeno y del carbono, nos 
indican el estado de salud del suelo, lo cual se relaciona con su función de 
fertilidad dentro del ambiente. Por su parte el contenido de carbono es un indicio 
de acumulación de materia orgánica y de procesos edafogénicos dominantes, 
distinguiendo suelos minerales de los orgánicos. La relación carbono nitrógeno 
9 
 
nos indica el grado de descomposición de la materia orgánica, cuando esta se 
reduce por perturbaciones ambientales (Buol et al., 2008). 
 
El nitrógeno es decisivo para el buen estado del suelo pero tanto la erosión como 
la degradación del suelo lo eliminan. Es un elemento limitante en suelos de zonas 
áridas. Sin embargo especies de bacterias autótrofas y heterótrofas tienen la 
capacidad de participar en el ciclo de este elemento ya que poseen la enzima 
nitrogenasa les permite fijar nitrógeno atmosférico, contribuyendo al reservorio de 
nutrimentos. La cantidad de nitrógeno fijado por estas comunidades puede ser de 
hasta 100 kg/ha al año; además de incrementar el carbono, como en los desiertos 
del suroeste de los Estados Unidos donde se han estimado de 6 a 350 kg/ha de 
carbono al año (Aguilar et al., 2004). 
 
Se considera que en los ambientes extremos, la biodiversidad está disminuida al 
mínimo, debido a la astringencia del ambiente por lo que la relación de 
competencia disminuyen, fomentando el predominio de algunas pocas especies 
capaces de sobrevivir en ese ambiente. El ambiente más restrictivo en la 
naturaleza es el ambiente termófilo. Sin embargo no ocurre lo mismo en los 
ambientes halófilos en donde es posible encontrar tanto eucariontes como algas, 
pastos e invertebrados halotolerantes, así como procariontes tanto del dominio 
Bacteria, como del dominio Archaea. Existen bacterias halófilas tolerantes 
(dominio Bacteria) y halófilas estrictas (dominio Archaea); como por ejemplo, la 
arquea halofílica desnitrificante Haloferax denitrificans aislada de salinas de 
California (Nuevo México, EUA) y la bacteria haloalcalófila Ectothiorhodospira 
conocida también como bacteria roja del azufre, aislada de un lago sódico de 
Kenya (Grant y Tindall, 1986; Ventura et al., 2000; Okeke et al., 2002). En 
Cuatrociénagas, se han identificado tanto especies halotolerantes como halófilas 
estrictas del dominio Archaea (Marinococcus, Halomonas, Chromohalobacter, 
Halobacterium, Natronococcus) (Souza et al., 2006). 
 
En este trabajo de investigación básica se estudia la actividad microbiana en el 
proceso de nitrificación del ciclo de nitrógeno con dos muestras de suelos salinos 
de Cuatro Ciénegas, mediante la estandarización de técnicas fisicoquímicas para 
medir las formas del nitrógeno: NH4
+, NH3, NO2
-, NO3
-, N-NH2; además del CO2 
producido durante 90 días, a partir de glucosa-triptona o de glucosa-cloruro de 
amonio en dos concentraciones cada una, por medio de modelos hipotéticos 
(microcosmos) a corto plazo para así entender los cambios a largo plazo 
(Moorcroft, 2003), como la actividad microbiana y su función en los ciclos 
biogeoquímicos en ambientes extremos (Madigan, 2004). Además se evaluó la 
influencia de las costras microbiológicas en las propiedades hidrológicas y 
estabilidad del suelo que repercuten en la regeneración, vigor, desarrollo y 
estructura de las comunidades vegetales (Jeffries et al., 1992, Evans y Ehleringer, 
1993 y 1994). En este sentido, la nitrificación es un proceso poco estudiado en 
condiciones extremas, un mejor conocimiento aporta información útil a la 
agricultura y la conservación en zonas salinas. 
 
 
10 
 
1.1 ANTECEDENTES 
 
Nuestro país se encuentra ubicado dentro de dos grandes regiones con 
características muy contrastantes: la región Neártica (templada) y la Neotropical. 
En la templada los ambientes secos son zonas áridas (SEMARNAT, 2000). Es en 
esta área, donde se encuentra el valle de Cuatro Ciénegas. 
 
El área de Cuatro Ciénegas ha sido explorada biológicamente, tanto por científicos 
nacionales como extranjeros, siendo reportada por primera vez para la ciencia por 
E.G. Marsh en 1939 (Contreras-Balderas, 1990), reconociéndose como un centro 
de endemismo acuático y semiácuatico. Desde 1959, W.L. Minckley tuvo un papel 
principal en la publicación de la importancia biológica y evolutiva del lugar. En 
1984, Contreras-Balderas y Almada-Villela propusieron que el valle fuera 
declarado Parque Nacional, y en 1985-1986, presentaron su plan a la Secretaria 
de Desarrollo Urbano y Ecología (Forti et al., 2003). 
 
El 7 de noviembre de 1994, oficialmente Cuatro Ciénegas es declarada “Área de 
Protección de Flora y Fauna” (APFF), que equivale según la UICN, líder en la 
categorización internacional de áreas protegidas desde1969, a zona de 
Conservación de paisajes terrestres y marinos y recreación, abarcando una 
superficie de 84,347 hectáreas. En enero de 1997, inició su administración el 
Instituto Nacional de Ecología en coordinación con el Gobierno del Estado de 
Coahuila, logrando detener la explotación de yeso dentro del polígono (Glowka et 
al., 1996; Espinoza, 2005). A finales del mismo año se elaboró un programa 
operativo emergente, para dar una mejor dirección a todas las acciones 
emprendidas que servirán de base para la elaboración del programa de manejo 
(Contreras-Balderas, 1990). En 1999 la NASA desarrolla un proyecto de 
investigación evolutiva, participando la Dra. Valeria Souza del Instituto de Ecología 
de la UNAM en el área de microbiología (Elser et al., 2003). 
 
En el 2000 se comienza a extraer agua de un valle aledaño a Cuatro Ciénegas, El 
Hundido y de áreas vecinas, como Ocampo, Calaveras entre otras. Por esta 
última, habitantes protestaron por las perforaciones, el gobierno argumentó que 
los acuíferos eran independientes de Cuatro Ciénegas, lo que en recientes fechas 
se refutó por medio de estudios, y ahora en el lugar escasea el agua. El propósito 
de la extracción de agua fue para regar sembradíos de alfalfa destinadas a la 
ganadería y desmontando gran parte de la vegetación, dando como consecuencia 
la erosión del suelo, promovido por las empresas LALA, El Pilar y Santa Mónica; 
contraviniendo la categoría de Área de Protección de Flora y Fauna, Ley General 
del Equilibrio Ecológico y la Protección del Ambiente, ya que no se llevó a cabo el 
estudio de impacto ambiental correspondiente, representando un delito grave 
tipificado en el artículo 418 del Código Penal Federal, según modificaciones 
publicadas en el Diario Oficial de la Federación (AHV/FACC/DGEI-38-04 NOTA 
181-SEMARNAT). Tomando en cuenta que la alfalfa requiere un 90% de agua de 
acuerdo a técnicos de la zona; al ser las aguas saladas (duras), necesitan de mil 
litros para cubrir cien metros cultivados y realizar 20 riegos cada 3 meses, cuando 
11 
 
en cultivos tradicionales se aplican 6 riegos en la misma cantidad de tiempo, 
resultando el riego altamente ineficiente (Espinoza, 2005; Souza et al., 2006). 
 
En 2001, la SEMARNAT publica la NOM-059-ECOL-2001, donde ubica a 9 
especies de peces de Cuatro Ciénegas en la categoría de amenazadas y en 
peligro de extinción. El mismo año, se entrega un informe por la compañía Lesser, 
encargado por la CNA, donde se afirma que el agua del valle El Hundido es 
diferente a la de las pozas de Cuatro Ciénegas (Lesser y Asociados, 2001). 
 
En noviembre del 2002 el delegado de la SEMARNAT, Ignacio Corona Rodríguez 
junto con el Procurador Federal de Protección al Ambiente y el director de Áreas 
Naturales Protegidas (ANP), anuncian la reapertura de la actividad agrícola del 
valle El Hundido, suspendida el 20 de noviembre de año en curso por la 
PROFEPA, comenzando la siembra de 5 mil hectáreas de alfalfa que demandan el 
90% del agua del valle, abriéndose nuevos pozos (Pérez, 2002; Restrepo, 2002). 
 
En octubre de 2003, estudios preliminares de ADN de bacterias realizados en el 
Instituto de Ecología de la UNAM, indican igualdad de bacterias entre el acuífero 
del valle El Hundido y Cuatro Ciénegas, por lo que dicho Instituto hace llegar una 
minuta al siguiente año a la SEMARNAT, con el interés de parar la 
sobreexplotación de las pozas. Poniendo en duda el estudio que anteriormente 
había encargado la CNA a la empresa Lesser, el cual se cataloga de frívolo y 
superficial (López, 2003; NOTA 181-SEMARNAT). 
 
Durante 2004, se desarrolla el primer simposio de investigadores de Cuatro 
Ciénegas, con el apoyo de las Universidades de Coahuila, Nuevo León, Texas, 
UNAM, y la SEMARNAT; concluyendo con el compromiso de apoyar la educación 
de los Cuatrocienegenses. Además la PROFEPA y la SEMARNAT cancelaron 
licencias para explotar 12 pozas que el grupo LALA había habilitado en el valle El 
Hundido. Souza y colaboradores detectan numerosos géneros de Bacteria y 
Arqueas fundamentalemente marinos además de la conexión que presentan los 
valles Hundido, Claveras y Cuatro Ciénegas (Gutiérrez, 2004; Poniatowska, 2004; 
Ramon, 2004; Souza et al., 2004). 
 
En abril de 2005, el Dr. Brad Bebout, miembro del Centro de Investigación Ames 
de la NASA y la jefa del Laboratorio Planetario Virtual del Instituto Victoria 
Meadows, vislumbran que los microorganismos de Cuatro Ciénegas pueden ser 
nuestro mejor ejemplo, para indagar sobre la vida extraterrestre; mientras que 
investigadores toman una variedad de lecturas de muestras de gas, células y 
químicos de los racimos de bacterias de la zona (Elser et al., 2003 ;Escalante et 
al., 2003; Avilés, 2005; Reuters, 2005). 
 
Souza y colaboradores (2006) confirman la gran diversidad de bacterias y virus, 
sugiriendo su origen marino muy antiguo. En agosto de ese mismo año, Susana 
Moncada, responsable del cuidado de la APFF, reconoce que en un mes el nivel 
de agua de las pozas se redujo hasta un metro, confirmando el abatimiento de 
70% del humedal Churince en el valle El Hundido, aunado a que la empresa Yeso 
12 
 
Latino, intentó reabrir nuevamente la explotación de ese material en el predio Alma 
Rosa. También la CNA autoriza el uso de 50 pozas para abastecimiento de la 
citada empresa láctea, que a la fecha suman 250 pozas. Además de que la 
empresa Soriana cuenta ya con 7 pozas (Enciso, 2006; Restrepo, 2006; Souza, 
2006; Souza et al., 2006; Vega, 2006; Desnues et al., 2008). 
 
Cabe señalar que pese a que la CNA y PROFEPA suspenden la explotación de 
pozos, se hace caso omiso, pues los habitantes declaran, que sólo “se cierran 
unos días, y eso durante el día, porque en la noche se continúa bombeando por 
falta de vigilancia”. Esto desencadenó la protesta de 200 cieneguenses y 
campesinos de municipios aledaños. Posteriormente el congreso de Coahuila 
determinó investigar las condiciones en las que la CNA y SEMARNAT autorizaron 
la explotación de agua con fines agrícolas. Todavía a principios de 2006 los 
dueños de Soriana y Gigante explotan el agua de Cuatro Ciénegas para regar 
alfalfa (Enciso, 2006; Ramos, 2006; Restrepo, 2006; Vega, 2006). 
 
El 15 de Marzo de 2008 el periódico La Jornada publica la noticia de un monto de 
350 millones de pesos destinados al rescate del valle de Cuatro Ciénegas, 
Coahuila aprobado por el Congreso de Unión en noviembre de 2006 y anunciado 
en 2007 por Felipe Calderón. Se pretende con ello restituir al ecosistema cuando 
menos 24 millones de m3 de agua anuales, manteniendo una reserva de 500 mil 
m3 para uso urbano. Sin embargo dicho presupuesto federal se retiene sin que se 
haya aplicado (Alonso, 2008). 
 
Cabe agregar que este laboratorio de la evolución fue incluido hace más de un 
año en la red mundial del programa El hombre y la biosfera, de la UNESCO. Por lo 
cual es urgente su protección jurídico-científica y estudios que permitan ampliar y 
profundizar acerca de la interrelación de la sociedad con su entorno biológico 
(Garza y Gustavo, 2004; Guerrero, 2007). 
 
13 
 
 
1.2 OBJETIVO GENERAL 
 
• Evaluar en microcosmos aerobios, la dinámica del nitrógeno en los 
procesos de amonificación y nitrificación del suelo salino en dos zonas 
de Cuatro Ciénegas. 
 
1.3 OBJETIVOS PARTICULARES 
 
• Caracterizar fisicoquímicamente las muestras de suelo en dos zonas de 
Cuatro Ciénegas. 
• Determinar la actividad del nitrógeno, mediante el seguimiento del NH4
+, 
NH3, NO2
-, NO3
- y N-NH2 producido en cada sitio para definir la actividad 
amonificante y nitrificante. 
• Determinar la actividad microbiana del suelo por la producción de CO2. 
• Evaluar experimentalmente el efecto de la glucosa-triptona y glucosa-
cloruro de amonio en dos concentraciones, como sustrato iniciador en 
cada proceso estudiado. 
 
1.4 ALCANCES 
• Generar antecedentes para el uso y conservación de suelo en el 
ordenamiento ecológico del Área de Protección de Flora y Fauna de 
Cuatro Ciénegas, Coahuila.• Contribuir mediante conocimientos técnicos que permitan un mejor 
entendimiento del ciclo del nitrógeno en suelos salinos oligotróficos 
(ambientes extremos). 
 
1.5 JUSTIFICACIÓN 
 
Comprender el papel de la microbiota en los ciclos biogeoquímicos en ambientes 
extremos, caracterizados por su oligotrofía y alta salinidad, que resultan 
restrictivos de las especies desarrolladas en el lugar, es fundamental para 
entender un ecosistema y específicamente el ciclo del nitrógeno por ser un 
elemento básico nutritivo, importante en el suelo y por lo tanto en el desarrollo de 
las plantas. Los suelos salinos nos ofrecen una oportunidad única para empezar a 
abrir esta caja negra. 
 
Por ello, los beneficios que proporciona el estudio de la dinámica del nitrógeno, es 
de gran importancia junto con otras investigaciones en el campo de la 
microbiología en ambientes extremos y la búsqueda de respuestas a problemas 
tan complejos en el área de la biología. 
 
14 
 
2. DEFINICIONES Y CONCEPTOS GENERALES 
 
2.1 GENERALIDADES DEL SUELO 
 
El suelo cumple con cuatro actividades principales: permite el reciclaje de los 
nutrientes, descompone la materia orgánica, es soporte para el desarrollo y 
crecimiento de cualquier tipo de estructura, es decir un medio de ingeniería del 
ecosistema y también un sistema de suministro y purificación de agua, pues 
suprime enfermedades y plagas dentro del suelo (Brady y Weil, 1999). 
 
Como sistema bioproductivo con desarrollo constante en espacio y tiempo, situado 
en la corteza terrestre, está constituido por una fase líquida (solución del suelo), 
gaseosa y sólida (materiales minerales y orgánicos). Sustenta vegetación y se 
diferencia del material inicial como resultado de adiciones, pérdidas, migraciones, 
y transformaciones de energía y materia. Resultado de la interacción continua y 
simultánea de la atmósfera, hidrosfera y biosfera, dando origen, al clima 
imperante, del tipo de vegetación y fauna, propia de la región y las condiciones 
particulares del relieve (Cram et al., 2004). 
 
Los suelos constituyen uno de los factores más importantes en el equilibrio local 
de la biosfera ya que constituye el soporte indispensable sobre él que se asientan 
todos los ecosistemas terrestres, sirviendo en los ecosistemas urbanos no sólo 
como material de construcción sino como cimiento, y mantiene funciones que han 
permitido la sobrevivencia de todos los seres vivos que éste alberga, incluyendo 
los innumerables organismos no visibles, como los microorganismos (bacterias, 
hongos, protozoarios y nemátodos), la mesofauna (ácaros y tisanuros), así como 
macrofauna (lombrices y termitas). Las raíces de las plantas también pueden 
considerarse organismos del suelo debido a su relación simbiótica e interacción 
con los demás componentes del suelo. Estos diversos organismos interactúan 
entre sí y con las diversas plantas y animales del ecosistema, formando un 
complejo sistema de actividad biológica. Siendo éstos los responsables directos 
del grado de porosidad de los suelos, de sus condiciones redox, de su pH, del tipo 
de vegetación que en él se asiente, y, sobre todo, van a determinar la intensidad y 
el tipo de los procesos de mineralización de la materia orgánica que van a tener 
lugar, así como su velocidad y productos finales obtenidos (Buol et al., 2008). 
 
Por esto mismo también constituye el límite en el cual los procesos físicoquímicos 
empiezan a hacerse biológicos, donde la geología trabaja junto con la vida para 
establecer las más variadas combinaciones de colores, texturas, estructuras, pH, 
endopediones y epipediones que hacen posible la tan inmensa diversidad de 
biotas que existen sobre el planeta, pudiendo incluso favorecer en algunos casos 
el desarrollo de vida en climas extremos. Los componentes primarios del suelo 
son: compuestos inorgánicos o materia mineral, producidos por la meteorización y 
la descomposición de la roca madre (endopedión); los nutrientes solubles 
utilizados por las plantas o materia orgánica; microorganismos, aire y agua 
requeridos por las plantas y por los organismos (Porta et al., 1994; FAO, 2008). 
 
15 
 
La naturaleza física del suelo está determinada por la proporción de partículas de 
varios tamaños, como son arenas (2-0.5mm), limo (0.05 – 0.002mm) y arcilla 
(<0.002mm) en su parte mineral. La fracción orgánica que representa entre el 2 y 
el 5% del suelo superficial en las regiones húmedas, pero puede ser menos del 
0.5% en suelos áridos o más del 95% en suelos de turba que contribuye con el 
aumento de la biodiversidad del suelo (Copley, 2000). 
 
El principal componente líquido de los suelos, es el agua con varias sustancias 
minerales en disolución, cantidades grandes de oxígeno y dióxido de carbono 
disueltos. La solución del suelo es muy compleja y tiene importancia primordial al 
ser el medio por el cual los nutrientes son absorbidos por las raíces de las plantas. 
Cuando la solución del suelo carece de los elementos requeridos para el 
crecimiento de las plantas, el suelo es estéril. Los principales gases contenidos en 
el suelo son el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbono; la presencia del 
primero de estos gases es necesaria para el crecimiento de varias bacterias, 
hongos, microartrópodos, nematodos, enquitreidos, macroartrópodos, lombrices, 
termitas, hormigas entre otros; los cuales son indicadores de la calidad del suelo y 
responsables de la descomposición de la materia orgánica (Lobry de Bruyn, 1997; 
Lavelle, 2000). 
 
 
2.1.1 Características físicas del suelo 
 
2.1.1.1 Color 
 
El color del suelo es una propiedad fácilmente percibida, donde un observador 
experimentado puede relacionar con propiedades químicas, físicas y biológicas, 
específicas del suelo en esa región. También son posibles algunas 
generalizaciones. El color negro del suelo por ejemplo, indica presencia de materia 
orgánica, los colores rojos muestran presencia de óxidos libres de hierro. Por 
remoción de hierro libre bajo condiciones de reducción, los granos minerales del 
suelo aparecen ordinariamente grises o de color gris azuloso. En algunas zonas 
persisten colores remanentes, es decir heredados de los materiales iníciales, 
como blancos, pardos ó amarillos pálidos. Para describir esta característica se 
hace uso del código desarrollado por Munsell y posteriormente modificado por la 
Optical Society of America y adoptado por el Soil Survey Manual en 1951. La 
descripción se realiza por comparación directa utilizando dicha tabla de colores 
(Porta et al., 1994; Buol et al., 2008). 
 
El color se caracteriza a partir de tres parámetros básicos que lo componen y cada 
color puede asociarse a un punto del espacio color, definiendo un sólido color, los 
parámetros considerados son: 
 
Matiz expresa la longitud de onda dominante en la radiación reflejada 
Brillo expresa la proporción de luz reflejada 
Croma pureza relativa de color del matiz de que se trate 
 
16 
 
 
2.1.1.2 Textura 
 
La textura del suelo se define como la proporción relativa de los diferentes suelos 
separados en un material de suelo, con el propósito de describir horizontes del 
suelo. Los distintos horizontes de un suelo pueden estar formados por fragmentos 
de rocas de más de un metro, hasta partículas menores de un micrómetro. Un 
planteamiento generalizado, consiste en determinar la granulometría de la fracción 
mineral. La granulometría expresa las proporciones relativas de las distintas 
partículas minerales inferiores a 2 mm, agrupadas, tras la destrucción de los 
agregados, por clases de tamaños en fracciones granulométricas. Por lo tanto, la 
textura es una expresión sintética de las características del suelo dependientes del 
tamaño de partículas (Buol et al., 2008). 
 
La granulometría es una de las características más estables y puede considerarse 
una determinación básica de cada horizonte de un suelo. Una vez que se dispone 
de esta información para una parcela determinada o para una unidad de suelo, no 
será preciso repetirel análisis al cabo del tiempo. Si existe el mapa detallado de 
los suelos de la zona, bastará con consultarlo, lo que evitará realizar este análisis 
laborioso y por ello de costo elevado. El interés en conocer la granulometría reside 
en que permite inferir otras propiedades y características directamente 
relacionadas con el uso y comportamiento del suelo que influye en la fertilidad. 
También ayuda a determinar la velocidad de consumo de agua y en consecuencia 
el almacenaje de agua en el suelo, laborabilidad y la amplitud de aireación (Porta 
et al., 1994). 
 
La textura del suelo se refiere a la distribución de las partículas minerales de 
arena, limo y arcilla en el suelo que varían en tamaño. Hay tres clasificaciones de 
partículas minerales dentro del suelo (Figura 2.1): 
 
Sistema Internacional 
 
arena gruesa arena fina limo arcilla 
2mm 0.2mm 0.02mm 0.002mm 
Figura 2. 1. Clasificación de partículas según Sistema Internacional (INEGI, 2000). 
 
Las clasificaciones de la textura están basadas en la porción relativa o peso de 
estas tres clases de partículas y para interpretar estos datos se aplican los 
criterios de clases texturales establecidos gráficamente por el Sistema 
Internacional, que se muestra en la Figura 2.2 (INEGI, 2000). Resulta que un suelo 
arenoso tiene una mayor proporción de partículas de arena que de limo o arcilla. 
 
17 
 
 
Figura 2.2. Gráfica de Clases texturales, Sistema Internacional; descrita en la Leyenda del Mapa 
Mundial de Suelos FAO/ UNESCO/ISRIC (INEGI, 2000). 
 
 
2.1.1.3 Estructura 
 
La estructura se refiere a la agregación de partículas individuales de suelo en 
unidades mayores con planos débiles entre ellas. Los agregados individuales se 
conocen con el nombre de peds. Los suelos que no tienen agregados con límites 
existentes naturalmente se consideran desprovistos de estructura. Se reconocen 
dos formas de estado desprovisto de estructura: granos simple, partículas que se 
distinguen fácilmente y masiva, partículas individuales que se adhieren 
estrechamente, pero la masa carece de planos de debilidad (Buol et al., 2008). 
 
La vida en el suelo es posible debido a que las partículas no forman una masa 
continua, sino que al unirse crean poros, huecos de empaquetamiento, canales, 
cámaras y fisuras. Muchos de ellos se comunican permitiendo la transferencia de 
fluidos (aire y agua), desarrollándose la actividad de los microorganismos y a 
través de ellos se facilita el crecimiento de las raíces. Una masa formada por 
granos individuales de arcilla, limo o arena resulta poco eficiente para crear un 
18 
 
espacio de huecos estable y adecuado para el crecimiento de las raíces de las 
plantas y otra biota del suelo. Una estructura deficiente provoca una menor 
permeabilidad del suelo y una mayor dificultad en la infiltración del agua de lluvia 
que conduce a un incremento de la escorrentía y a un menor aprovechamiento del 
agua, con lo que el clima resulta más seco de lo que indica la pluviometría del 
lugar. La mayor dispersión de los coloides favorece su pérdida, las texturas se 
hacen más gruesas y la capacidad de retención de agua disminuye. Este proceso 
se ve agravado si las pérdidas de material, por los procesos erosivos, son 
abundantes con lo que el espesor del suelo decrece y su reserva de agua merma 
consecuentemente (Gobat et al., 2004). 
 
 
2.1.1.4 Densidad, consistencia y porosidad 
 
La densidad real corresponde a la densidad media de la fase sólida o densidad de 
partículas. Para un horizonte dado, será prácticamente constante a lo largo del 
tiempo, al ser independiente de la estructura y variar poco la naturaleza de las 
partículas, por lo que altas densidades indican más minerales que materia 
orgánica y viceversa. La densidad aparente por su parte, se define como la masa 
por unidad de volumen. Este volumen es el que ocupa la muestra en el campo. La 
densidad aparente tiene interés desde el punto de vista del manejo del suelo, ya 
que informa sobre la compactación de cada horizonte, y permite inferir las 
dificultades para la emergencia, el enraizamiento y la circulación del agua y del 
aire. La densidad aparente está directamente relacionada con la estructura y por 
ello depende de los mismos factores de control. El conocimiento del valor de la 
densidad aparente resulta indispensable para referir a un volumen de suelo en el 
campo los resultados de los análisis de laboratorio (Porta et al., 1994). 
 
La consistencia es la resistencia mecánica de un suelo a la deformación y al fluir 
bajo la acción de fuerzas mecánicas dependiendo de su nivel de hidratación. Esta 
propiedad expresa el estado físico de un suelo a un contenido dado de humedad. 
Se debe a las fuerzas de cohesión y es consecuencia de la estructuración. Incluye 
propiedades tales como dureza, plasticidad y adherencia. El volumen de las fases 
liquida y gaseosa, o el de esta ultima si el suelo está seco definen el espacio de 
huecos. La relación entre volumen de huecos y el volumen total se definen como 
porosidad. Aproximadamente la mitad del volumen de un suelo es espacio poroso. 
El tamaño, la forma y la continuidad de los poros determinan en gran medida el 
movimiento de aire y agua en el suelo, y las características de los poros están en 
cierto modo determinadas por la estructura (Buol et al., 2008). 
 
 
2.1.1.5 Humedad 
 
El agua del suelo transporta en disolución, nutrientes, sales solubles, compuestos 
orgánicos solubles y contaminantes, así como materia en suspensión, y permite su 
absorción por las raíces. Desde el punto de vista de la fertilidad física, la humedad 
del suelo controla su consistencia, penetrabilidad por las raíces, temperatura, 
19 
 
además que condiciona la mayoría de los procesos de formación del suelo. De 
esta forma, el adecuado manejo de suelo requiere un conocimiento de la dinámica 
del agua en el suelo. El agua del suelo puede provenir de distintas fuentes: 
 
Agua de precipitación: Constituye la mayor parte del agua aportada en la mayoría 
de los sistemas. Su aporte puede ser continuo o concentrarse en determinadas 
estaciones. 
Agua freática: de origen subterráneo. 
Nieblas: humedad atmosférica. Consiste en un aporte muy débil, pero que en 
algunos casos constituye la única aportación de agua durante la época seca. 
 
Una vez en el suelo, el agua de lluvia puede seguir distintas vías: 
 
Agua de escorrentía: Circula sobre y a través de los horizontes superiores, de 
manera paralela a la superficie del suelo. La escorrentía se forma tras el inicio de 
la lluvia sobre la superficie del suelo cuando existe una cierta pendiente, aunque 
sea muy baja. Para que se forme la escorrentía es necesario que el agua 
precipitada en un intervalo de tiempo determinado sea superior a la cantidad que 
el suelo puede absorber, bien por causa de sus características físicas, o bien 
porque se halle ya saturado por agua. 
 
Agua gravitacional: Es el agua que se infiltra por efecto de la fuerza de la 
gravedad a través de los macroporos y mesoporos del suelo (poros superiores a 
10 µm de diámetro). Circula en sentido vertical u oblicuo (si existe cierta 
pendiente). Cuando la permeabilidad de los horizontes inferiores del suelo es muy 
baja, el agua gravitacional puede acumularse formando una capa de agua 
“suspendida” o “colgada” de carácter temporal. 
 
Agua retenida: Es el agua que ocupa los mesoporos y microporos del suelo, 
donde las fuerzas capilares ascendentes son más fuertes que la gravedad. 
 
Agua capilar: Es el agua retenida en los mesoporos, y que es utilizable por las 
plantas. 
 
Agua higroscópica: Es el agua que queda retenida en los microporos, formando 
una película muy fina que recubre la pared de las partículas del suelo. Está tan 
fuertemente retenida que no es absorbible por las raíces (Jordán, 2006). 
 
 
2.1.2 Características químicas del suelo 
 
2.1.2.1 pH 
 
La reacción del suelo hace referencia a su grado de acidez o basicidad, y 
generalmente se expresa por medio del pH. La reacción del sueloes un concepto 
que se usa frecuentemente en lugar de pH, indicando que el suelo es un sistema 
que depende de varios subsistemas que interaccionan entre sí, y no depende sólo 
20 
 
del valor de pH. La forma más usual de diagnosticar las condiciones de acidez o 
basicidad de un horizonte de suelo ó sedimento, se basa por su rapidez y 
facilidad, en la medida del pH en una suspensión suelo-agua. 
 
Por ejemplo, el valor de pH del suelo proporciona información acerca de los 
efectos perjudiciales de la acidez, aunque no permite diagnosticar las causas. La 
superficie de los coloides del suelo puede estar cargada negativamente debido a 
los átomos de oxígeno y los grupos hidroxilos no compartidos, así como a las 
sustituciones isomórficas en los grupos tetraédricos u octaédricos de los cristales 
de arcilla. La idea de que los suelos ácidos son los que tienen su complejo de 
intercambio saturado en protones ha ido cediendo frente a la de que los suelos 
ácidos no son simplemente suelos-H3O+ o suelos-H+, sino suelos-Al3+. En medio 
ácido, la estructura cristalina de las arcillas saturadas por protones colapsa, 
liberando Al3+, Mg2+, Fe3+, etc. Los cationes de aluminio o magnesio pasan a la 
solución del suelo, mientras que el hierro precipita como Fe2O3 (observándose un 
color rojo más o menos intenso) (Porta et al., 1994; Jordán, 2006). 
 
En los suelos naturales, el valor de pH oscila entre 3 (suelos con sulfatos ácidos) y 
12 (suelos alcalinos). Los suelos aptos para la agricultura tienen un pH 
comprendido entre 5.5 y 8.5. En tanto que suelos con carbonatos de calcio, 
característicos de zonas semiáridas y áridas, tienen pH del orden de 7.5 a 8.5, 
pues se incorporan sales, aparte de las ya existentes, incrementando el porcentaje 
de iones sodio (Na+) intercambiable, alterando el complejo de intercambio debido 
a la alta capacidad de solubilización del ión en el medio. Los términos sódico y 
alcalino deben restringirse para aquellos suelos de pH superiores a 8.5. Los que 
presentan pH de 9 a 12 contienen carbonato sódico y sus condiciones tanto físicas 
como químicas son muy desfavorables. La acidez y basicidad del suelo influyen en 
sus diversas propiedades, su comportamiento y crecimiento de las plantas (Porta 
et al., 1994; Jordán, 2006). 
 
El pH del suelo afecta propiedades: 
 
físicas como dispersión y floculación de los coloides, estructura, porosidad, 
conductividad hidráulica, régimen de humedad y temperatura. 
químicas como meteorización química, movilidad de elementos tóxicos (ej: Al, Mn 
y metales pesados), disponibilidad de nutrientes (ej: Ca, Mg, Mb o P), 
descomposición de la materia orgánica y mineralización del nitrógeno, adsorción 
de aniones (ej: fosfatos, sulfatos, cloruros), hidromorfía, alteración de los 
minerales de la arcilla. 
biológicas como relaciones bacterias / hongos, población bacteriana, humificación, 
fijación de nitrógeno, movilidad y absorción de nutrientes (Jordán, 2006). 
 
 
21 
 
2.1.2.2 Materia orgánica 
 
La materia orgánica del suelo procede mayoritariamente de los restos de tejidos 
vegetales junto con la biomasa microbiana y en segundo plano, de los residuos 
animales. Se integran estructuras tales como: hidratos de carbono (30 a 80%), 
ligninas (10 a 30%), proteínas (1 a 15%), ceras, grasas, resinas y otros (1 a 8%); a 
su vez este contenido orgánico aumenta progresivamente, principalmente en los 
horizontes de la superficie. En fases posteriores, no se acumula de forma continua 
en el suelo, sino que cada categoría de suelo alcanza un estado estacionario, con 
contenidos característicos en los distintos horizontes. Los contenidos de materia 
orgánica oxidable en la superficie (horizonte A) de algunos ecosistemas son: 
 
Tabla 2.1. Contenidos de materia orgánica oxidable en el horizonte A, de algunos suelos (Porta et 
al., 1994). 
Tipos de Suelos (dS/m) Porcentaje de materia orgánica, oxidable en promedio 
Turberas (histosoles) > 40 % 
Suelos semiáridos y áridos 1 – 2 % 
Suelos de regadío 2 – 4 % 
Suelos de zona templada húmeda 6 – 8% 
 
La descomposición de la materia orgánica no humificada o de productos 
bioquímicos de síntesis incorporados al suelo hace que de un 60 – 80 % del 
carbono orgánico sea devuelto a la atmosfera como CO2 tras una mineralización 
derivada de la transformación de los elementos orgánicos a inorgánicos por medio 
de la actividad de los microorganismos (Porta et al., 1994). 
 
El material orgánico es soporte de la estructura del suelo, porque evita que las 
partículas se disgreguen manteniendo la macroporosidad que permite la entrada 
de aire y retención de agua a bajas tensiones, con nutrientes que aprovechan las 
plantas para propagarse. Provocando una baja erosión, aumento de la fertilidad 
del suelo, de la infiltración de agua, de la actividad biológica, y por ende su 
productividad, mayor adsorción de pesticidas y sustancias tóxicas (Acevedo, 
2006). 
 
2.1.2.3 Capacidad de Intercambio Catiónico y Porcentaje de 
Saturación de Bases 
 
Los cationes liberados por procesos de intemperismo o descomposición orgánica 
varían grandemente en cuanto a la carga del ion, tamaño y polaridad 
respondiendo diferente a los iones y superficies encontrados en el suelo. Algunos 
tienden a precipitarse formando minerales en el suelo, que bajo una fuerte 
influencia de la doble capa difusa (DCD) son difícilmente intercambiables. Otros 
permanecen en solución comportándose como cationes fácilmente 
intercambiables, aunque estén asociados con las superficies solidas, pero con 
menor influencia de la DCD. También hay iones solubles, competidores deficientes 
por la carga superficial permaneciendo fuera de la influencia de la DCD (Bhon et 
al., 1993). 
22 
 
 
La suma de los cationes intercambiables Ca2+, Mg2+, K+, Na+ y Al3+ equivale para 
todos los propósitos prácticos, a la capacidad de intercambio catiónico del suelo 
(CIC). Esta CIC puede variar desde 10 mmoles de carga del ion por Kg para 
suelos de textura extremadamente gruesa, hasta 500 a 600 mmoles para suelos 
de textura fina que contiene grandes cantidades de minerales de silicatos 
laminares 2:1 y materia orgánica (Figura 2.3). Dado que la carga negativa procede 
de cargas permanentes y de cargas variables, la CIC depende del pH, lo que se 
hace notorio en aquellos suelos con una proporción elevada de cargas variables. 
Por ello, el valor obtenido para la CIC de un suelo ácido será menor que él de un 
suelo neutro o alcalino. El porcentaje de saturación de bases es una medida de la 
carga de los suelos que depende del pH como del porcentaje real de sitios de 
intercambio catiónico ocupados por bases intercambiables. Estas concentraciones 
de bases se dan cuando el Ca2+ es dominante y hay poca precipitación, lo cual 
favorece el predominio de Na+, dependiendo del material de la roca madre 
(FitzPatrick, 1987; Bhon et al., 1993) 
 
 
 
Figura 2.3. Disponibilidad de iones asociados a las arcillas (Jordán, 2006) 
 
 
2.1.2.4 Calcio y Magnesio intercambiables 
 
Los iones intercambiables representan la multitud de iones que permanecen en 
solución asociados con la superficie de los coloides del suelo, fuera de la 
influencia de la capa doble difusa. Dicha asociación reduce la perdida de cationes 
por lixiviación al mismo tiempo que los mantiene disponibles para que sean 
aprovechados por la vegetación. Debido a que los coloides del suelo, salvo 
algunas excepciones, tienen una carga negativa neta, los iones intercambiables 
son cationes de metales alcalinos como el Mg2+ y el Ca2+, y alcalinotérreos, que 
debido a su tamaño no precipitan, permaneciendo en la fase acuosa para 
neutralizar la carga superficial (Bhon et al., 1993). 
 
23 
 
El Mg2+ y el Ca2+ son comunes en los suelos, siendo el Ca2+ el que domina en la 
mayoría de los suelos. El Ca2+ es absorbido por las plantas en su forma catiónica 
(con dos cargas). Por otro lado el magnesio es preferido electrostáticamente por la 
mayoría de los suelos, aunque minerales como la vermiculita y la mica loeligen en 
primera instancia cuando se encuentra presente en concentraciones suficientes 
como para ejercer un efecto significativo en la red de intercambio. Este elemento 
es absorbido por la planta en su forma catiónica Mg2+, ingresa en el interior de las 
células participando en la fotosíntesis en plantas, ya que forma parte central en la 
molécula de la clorofila e interviene en la síntesis de proteínas. La cantidad de 
magnesio corre paralela a la del calcio, ya que generalmente ambos proceden de 
la misma roca madre. En suelos de pH superior o igual a 7, la solución posee 
relaciones altas de Ca2+/Mg2+. Estas incluyen las soluciones de las que precipita el 
carbonato de calcio, donde los antiguos sedimentos marinos constituyen una 
aportación de sales solubles, o donde las micas con alto contenido de magnesio 
se intemperizan hasta convertirse en vermiculita (Russell y Rusell, 1968; Bhon et 
al., 1993). 
 
 
2.1.3 Suelos con características salino-magnésicos 
 
2.1.3.1 Salinización 
 
Las sales solubles en el suelo se encuentran en distintas concentraciones, con 
respecto a los cationes de sodio (Na+), calcio (Ca2+), y magnesio (Mg2+), y los 
aniones de cloruro (Cl-) y sulfato (SO4
2-); el catión potasio (K+) y los aniones 
bicarbonato (HCO3
-), carbonato (CO3
2-) y nitrato (NO3
-), se encuentran 
generalmente en proporciones menores (Richards, 1984). Gran parte del Ca2+ y 
Mg2+ de la solución del suelo se precipita antes que el Na+, así el Na+ ocupa altas 
concentraciones en los sitios de intercambio de la arcilla y las materias orgánicas. 
Los suelos afectados por sales son comunes en las regiones semiáridas y áridas, 
donde la precipitación anual es insuficiente para satisfacer las necesidades de 
evapotranspiración de los vegetales y las depresiones se enriquecen con una 
rapidez mayor, que la de su lixiviación. Como resultado, las sales del suelo no se 
disuelven. En vez de ello, se acumulan en cantidades que son perjudiciales para el 
crecimiento de los vegetales. Pero los problemas salinos no se limitan a zonas 
semiáridas o áridas. Pueden presentarse aún en regiones subhúmedas y 
húmedas en condiciones propicias. Las tres principales causas naturales de la 
salinidad del suelo son el intemperismo de los minerales, la precipitación 
atmosférica y las sales fósiles, que quedan de los primeros medios lacustres y 
marinos; entre las actividades humanas que también propician la acumulación de 
sales en el suelo está el uso del agua negra de riego, salmueras con alta salinidad 
y los desechos industriales (Bhon et al., 1993; Buol et al., 2008). 
 
El origen de todas las sales existentes en el suelo es la exposición al ambiente de 
las rocas y los minerales de la corteza terrestre de donde se han liberado sales 
por procesos del intemperismo físico y químico. En las regiones húmedas, el agua 
de las lluvias que se filtra en el perfil del suelo, acarrea las sales solubles y, 
24 
 
finalmente, las transporta al océano o a mares de tierra adentro. En las regiones 
áridas, por lo general, la lixiviación es más local. Las sales tienden a acumularse 
debido a la escasez de lluvias, a tasas altas de evaporación y transpiración o a 
características topográficas irregulares. Si no hay lixiviación, el intemperismo in 
situ de los minerales primarios, con el tiempo, podría provocar que las sales 
solubles se acumulasen y alcanzaran niveles perjudiciales donde se encuentran 
los minerales, pero este grado de acumulación in situ es raro. Durante el 
intemperismo, los suelos de las zonas áridas liberan sales en forma continua. Por 
ejemplo, los minerales máficos, de color oscuro y ricos en hierro y magnesio, son 
comunes en suelos de regiones áridas. Los minerales rara vez se disuelven de 
manera conveniente, en proporción estricta a su composición; en cambio, tienden 
primero a liberar sus impurezas más solubles. Por lo tanto, un mineral con alto 
contenido de calcio y magnesio puede liberar, al principio, cantidades significativas 
de sodio y potasio en la solución percolante. El agua que produce el intemperismo 
de los minerales por lo general, se encuentra en cantidades suficientes como para 
acarrear las sales solubles, creadas mediante este proceso hacia el mar, hacia un 
lago tierra adentro, hacia un manantial salino cercano o, por lo menos a 
depositarlas a la profundidad media anual de humedecimiento del suelo donde se 
produjeron (Bhon et al., 1993). 
 
 
2.1.3.2 Suelos altamente influenciados por magnesio 
 
Una premisa básica en química de suelos y génesis de aguas considera que 
cualquier situación que propicie la acumulación de los productos de la 
meteorización se convierte en factor de neoformación del material original, primero 
como precipitado y luego como mineral cristalizado. Por encima de 
concentraciones críticas de 10-3M para el Mg soluble y 10-2.74 M para la sílice 
amorfo en el suelo, o de una relación Si/Mg > 1.8, comenzará la precipitación de 
silicato de Mg. Por tanto, las mayores probabilidades de neoformación se 
encontrarán en aquellos perfiles donde se cumplan al menos tres de las cuatro 
siguientes condiciones: concentraciones relativamente altas de solubles Si (> 2000 
ppm) y Mg (>1500 ppm); altas concentraciones extraíbles Si (>20 ppm) y Mg 
(>300 ppm); altas relaciones de Si (soluble) + (extraíbles)/Mg (soluble) + 
(extraíbles) mayores que 5 y correlación positiva entre los dos iones en cualquiera 
de las formas mencionadas. Como el silicato declina cuando el CO2 (g) 
incrementa, la fase estable del Mg será la dolomita-calcita (González, 2001; 
Anderson y Amrhein, 2002), cuya solubilidad es dependiente del pH, a tal punto 
que por debajo de 7.5 la mayoría de los minerales de Mg son muy solubles. Si el 
Mg en la solución del suelo se concentra más allá de 10-2.5 M, precipitará si la 
lixiviación no lo remueve rápidamente (Madero et al., 2004). 
 
Los suelos salinos de zonas áridas y semiáridas contienen electrolitos en solución. 
Se trata de cloruros, sulfatos, carbonatos y bicarbonatos de metales del grupo IA y 
IIA de la tabla periódica. El tipo de sal tiene incidencia sobre la importancia del 
estrés salino y estas sales dependen de la mineralogía que presentan una gran 
complejidad y variabilidad espacio-temporal, en función de la temperatura y la 
25 
 
humedad del medio en que cristalicen. Los cloruros y sulfatos son los 
responsables más frecuentes de la formación de suelos salinos, de las 
propiedades que estos presentan y del estrés sobre las planta. Los cloruros son 
sales muy solubles y con una toxicidad alta. La acumulación de cloruro magnésico 
se produce en suelos con una salinidad extremadamente alta. Es una sal 
altamente toxica, muy perjudicial para las plantas. Se puede formar si el suelo 
recibe aguas ricas en iones Cl- y Na+, el intercambio con el Mg2+ de las sedes de 
cambio, puede tener lugar por medio de reacciones del tipo: 
 
NaCl + MgX → MgCl2 + NaX 
 
La presencia de cloruro magnésico da lugar a que la superficie del suelo se 
mantenga húmeda mucho tiempo después de una lluvia. Ello se debe a que esta 
sal es muy higroscópica y puede absorber agua del aire cuando la atmósfera no 
esta totalmente seca, por ejemplo por la mañana. Las eflorescencias tienen un 
gusto amargo debido al magnesio. Por su parte el sulfato magnésico es frecuente, 
aunque no en altas concentraciones, por su solubilidad, resultando altamente 
tóxico. Altas concentraciones de Mg2+, son resultado de las condiciones físicas 
existentes en un suelo deficiente de material orgánico y un pH alto, similares a las 
características de suelos sódicos, a veces, esto es derivado de que el suelo se 
formara en condiciones marinas donde predominan el Na+ y el Mg2+, en este caso 
el Na+ produce una estructura deficiente en el suelo, lixiviándose enseguida, 
dejando atrás al magnesio (Bhon et al., 1993; Madero et al., 2004). 
 
 
2.1.3.3 Salinidad: Conductividad eléctrica 
 
La acumulación de sales solubles, tales como sulfatos o cloruros de calcio, 
magnesio, sodio,y potasio en horizontes salinos, es definida como salinización. La 
salinidad de un extracto de suelo o de un agua se determina midiendo la velocidad 
con que la corriente eléctrica atraviesa una solución salina en un extracto de pasta 
saturada (CE´s). Se analiza a 25°C, lo que proporciona la concentración de sales 
en solución. La unidad que se utiliza son mOhms/cm, aunque actualmente la 
medición se realiza en dS/m siendo equiparables (Porta et al., 1994; Buol et al., 
2008). Con el propósito de diferenciar el tipo de suelo por salinidad, se presenta la 
siguiente tabla: 
 
Tabla 2.2. Valores de conductividad eléctrica en distintos tipos de suelos, (FitzPatrick, 1987) 
Conductividad Eléctrica 
(CE´s) (dS/m) 
Grado de salinidad Concentración del 
extracto saturado (N) 
Porcentaje de Na+ 
intercambiable (%) 
0-2 Suelo normal 0-0.02 
2-4 Suelo ligeramente salino 0.02-0.04 Menos del 20 
4-8 Suelo salino 0.4-0.08 20-50 
8-15 Suelo fuertemente salino 0.08-0.15 Más del 50 
> 15 Suelo extremadamente salino > 0.15 
 
26 
 
Se acepta que las plantas comienzan a ser afectadas de manera adversa cuando 
el contenido de sales excede del 1%. En este tipo de suelos que exceden los 
límites, las plantas son halófilas en diversos grados (FitzPatrick, 1987). 
 
 
2.1.3.4 Suelos salino-magnésicos 
 
El catión Mg2+ es más soluble que el Ca2+ y el Na+, por lo que suele dominar el 
complejo de cambio, teniendo una interacción más fuerte entre el Mg2+ y las 
moléculas de agua; por esto se infiere que el uso de aguas de riego con altas 
concentraciones de Mg2+ puede traer como consecuencia un aumento en el 
porcentaje de saturación del magnesio intercambiable del suelo (PMgI). También 
suelos derivados de materiales parentales ricos en magnesio, tales como los 
serpentínicos, provenientes de la hidrólisis de las rocas ígneas básicas 
(vermiculita, paligorskita, sepiolita y talco), son comunes en algunas zonas y 
tienen un alto contenido de Mg2+ intercambiable asociado con problemas de 
infiltración, por lo que surge un proceso de selectividad magnésica en el suelo. El 
proceso de expansión y dispersión es una respuesta a la composición de 
electrólitos y a su concentración en la solución del suelo o el agua de riego. 
Cuando la concentración de sales magnésicas en el agua que percola está por 
debajo del valor de floculación, la dispersión de las arcillas y el movimiento de las 
partículas dispersas son responsables por el cambio en las propiedades físicas de 
los suelos, principalmente en la conductividad hidráulica, disminuyendo la 
infiltración y en la estabilidad de los agregados (Shainberg y Letey, 1984; Madero 
et al., 2004). Según Gavande (1972), la estabilidad de los agregados del suelo se 
incrementa con el aumento en el contenido de arcilla, especialmente con aquella 
de tamaño menor a 0.1 µm, como la montmorillonita, la cual presenta una acción 
agregante mucho más estable que la ilita y la caolinita, donde el diámetro es 
mucho mayor. 
 
Cuando el Mg2+ alcanza saturaciones cercanas o mayores al 40% pueden 
deteriorar la estructura del suelo. Produciendo una expansión extrema de la capa 
de Stern en suelos con arcillas vermiculíticas e illíticas, o inhibe la hidrólisis de las 
montmorillonitas y vermiculitas, con lo cual se promueven fuerzas repulsivas que 
desfloculan el plasma arcilloso y desagregan la microestructura antes de que entre 
Na+, decreciendo así las propiedades hidrológicas. El efecto del Mg2+ sobre las 
propiedades físicas y químicas del suelo es intermedio respecto al Ca2+ y el Na+. 
Sin embargo con relaciones Ca:Mg:Na de 0:3:2, 1:3:1 y 2:1:2, los efectos del Mg2+ 
son similares a los del Na+. Conforme aumenta la relación Mg:Ca en la solución. El 
Mg2+ intercambiable puede reducir el crecimiento de las plantas debido a un efecto 
directo de toxicidad. La disminución en la productividad se puede atribuir a una 
deficiencia de Ca2+, causada por los altos niveles de Mg2+ en el suelo (Madero et 
al., 2004). 
 
 
27 
 
2.1.3.5 Efectos de la salinidad-magnésica 
 
De manera general, altas concentraciones de magnesio afectan a los seres vivos, 
principalmente plantas. La conductividad electrolítica del agua, medio de difusión 
nutritivo, es uno de los aspectos que más se afectan; esta a su vez controla la 
conductividad hidráulica que resulta con más turgencia y se relaciona 
directamente con el contenido de sales, restringiendo la asimilación de agua por 
las raíces de las plantas. Además la salinidad puede afectar diferentes procesos 
metabólicos, tales como la asimilación de CO2, la síntesis de proteínas, 
respiración, metabolismos fitohormonales, etc. La toxicidad comienza con un 
desbalance de iones en los tejidos de las plantas frecuentemente asociado con el 
exceso de Na+, para regular su asimilación o excreta; el proceso requiere de una 
cantidad de energía extra y por esto las plantas sujetas a condiciones de salinidad 
presentan mayores valores de respiración y reducen el almacenamiento de 
azúcares en comparación con las plantas de suelos normales (Richards et al., 
1984) 
 
Chi y colaboradores (1977) así como Rowell y Shainberg (1979) encontraron un 
efecto directo de Mg2+ intercambiable en la disminución de la conductividad 
hidráulica en suelos dominados por ilita, más que en suelos dominados por 
montmorillonita; además bajo condiciones similares la mezcla Na/Mg afecta más a 
la conductividad de los suelos que la mezcla Na/Ca; la conductividad decrece 
cuando el Mg2+ pasa a dominar sobre el Ca2+ en el complejo de cambio siguiendo 
un comportamiento lineal. 
 
El efecto de la concentración de electrólitos en el agua de riego fue puesto de 
manifiesto por Rowell y Shainberg (1979), quienes anotaron que el Mg2+ 
intercambiable parecía no tener un efecto específico en la conductividad de un 
suelo franco-arenoso sódico en los horizontes A y C dominados por minerales 
montmorilloníticos y caoliníticos, cuando se lavaron con concentraciones de 
electrólitos superiores a 10 meq L-1. Sin embargo, hubo evidencia de un efecto 
específico del Mg2+ cuando los suelos fueron lavados subsecuentemente con agua 
destilada (condición favorable para la dispersión de la arcilla). 
 
La concentración de electrólitos es el factor que controla la conductividad 
hidráulica del suelo, la cual está directamente relacionada con el contenido de 
sales y el lavado, independientemente del efecto de los cationes intercambiables. 
En general, la conductividad hidráulica disminuye al reducirse la concentración de 
electrólitos. La expansión y la dispersión de las arcillas es respuesta a la 
composición de electrólitos y a su concentración en la solución del suelo o en el 
agua de riego, cambiando la geometría de los poros y afectando la conductividad 
hidráulica (Shainberg y Letey, 1984). 
 
Cuando la concentración de sales en el agua que percola está por debajo del valor 
de floculación, la dispersión de las arcillas, el movimiento de las partículas 
dispersas y su acumulación en el interior de los poros causan oclusión de los 
mismos, siendo estos los principales mecanismos responsables de la reducción en 
28 
 
la conductividad hidráulica. Algunos investigadores enfatizan el efecto deletéreo 
de la presencia de Mg2+ en los suelos o en las aguas de riego, dando origen a 
valores más altos de porcentaje de sodio intercambiable (PSI). Así, Sposito y 
colaboradores (1983) reportan valores mayores de PSI en el caso de intercambios 
Na-Mg que en el caso de Na-Ca. 
 
Se sugiere que algunos suelos sódicos pueden deber su génesis a la acción 
dispersante del Mg2+ intercambiable y se ha demostrado que en suelos 
hidromórficos de posiciones bajas, hay tendencia a la acumulación de más Mg2+ 
que Ca2+ intercambiable, circunstancias que contribuyen a la lixiviación de los 
suelos saturados, moviendo relativamente más Mg2+ que Ca2+. Lo anterior hace 
que en suelos de posiciones bajas tales como planicies de inundación, basines, 
terrazas o depresiones de terreno, los iones predominantes sean Mg2+ y Na+en su 
orden. Se ha encontrado que en vertisoles de planicie baja, que a mayor PMgI 
menor PSI, mientras que en inceptisoles y entisoles halló altos valores de 
saturación de ambos iones. Estos resultados difieren con los reportados por la 
literatura, y puede ser debido a las diferencias de contenidos de arcillas, a la 
mineralogía de las mismas y a la mayor estabilidad relativa de los suelos. Así 
mismo, observó una correlación negativa entre PSI y PMgI, indicando una 
disminución del 0.65% en el PSI por 1% de incremento en el PMgI. También anota 
que los suelos con alta saturación de Mg2+ no presentan necesariamente valores 
altos de pH (Richards, 1984). 
 
Entre los procesos causantes de la formación de suelos magnésicos puede citarse 
la peptización, o sea la destrucción de los agregados del suelo a partículas de 
tamaños menores por acción del agua. Al mismo tiempo que la presencia de Mg2+ 
intercambiable incrementa la solubilidad de humus, la dispersión de éste aumenta 
bajo la influencia de las sales de Mg2+. La influencia de la composición 
mineralógica de la arcilla y la proporción en que ella interviene en la composición 
de los suelos, tiene una extraordinaria importancia desde el punto de vista 
agrícola. Esta influencia se manifiesta a través de la relación suelo-agua-
atmósfera-planta en propiedades como la tasa de infiltración, el drenaje interno, en 
la capacidad de retención de agua, en la estabilidad estructural, en la profundidad 
potencial del agua disponible para las plantas, en la necesidad de frecuencia del 
riego y en la determinación del tipo más adecuado de prácticas de manejo (Brown, 
1974). 
 
Se ha demostrado que algunas arcillas como la vermiculita presentan preferencias 
por el Mg2+. Un alto contenido de este tipo de materiales arcillosos puede explicar 
la acumulación de este ion en algunos suelos. Esta preferencia de algunos 
materiales arcillosos ha sido estudiada por varios investigadores y definida como 
selectividad iónica por Mg2+. En algunos casos se ha encontrado preferencias de 
las arcillas por Ca2+ o por Mg2+, pero en otros con excepción de ciertos sitios 
específicos, las superficies de intercambio retienen el Ca2+ y Mg2+ con una fuerza 
de atracción aproximadamente igual, y que las arcillas de los suelos de las 
regiones áridas o semiáridas muestran esencialmente las mismas selectividades 
de intercambio (Ortega et al., 1986). 
29 
 
 
La propiedad del suelo más importante relacionada con la susceptibilidad a las 
condiciones de sodicidad, cuando hay lavado del suelo con agua de lluvia que 
tiene una muy baja concentración de electrolitos, es el potencial del suelo para 
liberar electrólitos a través de la disolución de minerales o de CaCO3. Los suelos 
que liberan sales a una velocidad suficiente para mantener la concentración de la 
solución por encima del valor de floculación de la arcilla, no se dispersarán y no 
son por consiguiente sensibles a bajos valores de PSI (Shainberg y Letey, 1984). 
 
Existe una clasificación de plantas halófilas en función de su adaptabilidad en 
suelos salinos: 
 
Verdaderas halófilas: Plantas que presentan un óptimo desarrollo en suelos con 
más de 0.5% de NaCl. 
Halófilas facultativas: Plantas que pueden crecer y alcanzar su óptimo desarrollo 
en suelos con más del 0.5% de NaCl así como en suelos no salinos. 
 
2.1.3.6 Manejo y conservación de suelos salinos-magnésicos 
 
Gran parte de la significancia de los microorganismos se expresa al mantener un 
balance adecuado entre suelo, planta y microbiota nativa. Las interacciones más 
importantes se llevan a cabo en la rizósfera, zona de influencia de la raíz. La 
sustentabilidad depende de mantener buenas condiciones físicas, químicas y 
biológicas en el suelo. La mejora de los suelos con cloruro magnésico es 
básicamente mediante el lavado del ion, aunque resulta difícil, ya que por el efecto 
de dilución de valencia, el Mg2+ tenderá a ocupar sedes de intercambio 
desplazando los iones monovalentes durante el lavado, pero suele remplazarse el 
magnesio lixiviándolo repetidamente con concentraciones elevadas de un ion de 
remplazo como el Na+. Este procedimiento disminuye relativamente los niveles de 
magnesio por debajo de adsorción preferencial (Stewart, 1991; Richards, 1984) 
 
2.1.4 Descripción del área de estudio 
 
El Área Natural Protegida de Cuatro Ciénegas está ubicada en la parte central del 
estado de Coahuila, a 80 km al oeste de la ciudad de Monclova; localizada entre 
las coordenada 26° 45’ 00” y 27° 00’ 00” Latitud Norte; 101° 48’ 49” y 102° 17’ 53” 
Longitud Oeste; siendo parte del municipio de Cuatro Ciénegas de Carranza, 
Coahuila, que cuenta con una población de 13,465 habitantes. El área protegida 
se encuentra en un valle con una extensión de aproximadamente 1,500 km², es un 
terreno casi plano, a una altitud de 740 msnm (Espinoza, 2005; García, 2005). 
 
2.1.4.1 Características del suelo estudiado 
 
Por su origen lacustre, el suelo estudiado corresponde a un suelo con una 
acumulación muy importante de carbonato cálcico y con un horizonte petrocálcico, 
que corresponde a un horizonte cálcico continuo, endurecido o cementado por 
carbonato cálcico y/o magnésico (Espinoza, 2005). Como componente accesorio 
30 
 
puede presentar sílice, cuyo grado de cementación puede ser tan grande que sus 
fragmentos secos no se desmoronan en agua y las raíces no lo pueden penetrar. 
Es masivo o de estructura laminar, extremadamente duro cuando está seco, 
habitualmente con un espesor mayor de 10 cm. Posee un horizonte “A” ócrico, 
muy claro, con poco carbono orgánico, muy delgado, duro y macizo cuando se 
seca. Carece de propiedades sálicas y gleicas (alta saturación con agua) en los 
100 cm superficiales y formados en el Jurasico (FAO-UNESCO, 1989; Souza et 
al., 2004). 
 
 
2.1.4.2 Clima 
 
En general, el clima en el valle es cálido muy seco, típico de climas desérticos, las 
temperaturas oscilan en un promedio de 0°C (32°F) en el invierno a 45°C (113°F) 
en verano. La posibilidad de tener temperaturas superiores a los 33°C es muy alta 
de abril a septiembre y las temperaturas bajo cero son muy frecuentes entre 
diciembre y febrero. Sin embargo, se presentan variaciones mínimas de 6°C en 
julio y 18°C en diciembre o enero (SARH, 1998; Breunig, 2006). 
 
Es común en este tipo de climas continentales que la precipitación varíe a lo largo 
del año en sus promedios. Así hay años muy secos y otros bastante húmedos en 
donde prevalecen los primeros. El promedio de precipitación anual en el valle es 
inferior a 300 mm (12 pulgadas), que se produce principalmente a finales de 
verano manifestándose en escasos aguaceros acompañados de tormentas 
eléctricas, siendo común la condición de sequía; obteniendo una moda mensual 
generalmente entre 0.1 y 20 mm. La excepción es el mes de marzo, época más 
seca que acumula 0 mm de precipitación. La lluvia de invierno es menor pero, 
también contribuye a la precipitación anual (SEMARNAT, 2000; Breunig, 2006). 
 
 
2.1.4.3 Fauna 
 
La fauna de la región de Cuatro Ciénegas es quizá de las más estudiadas en las 
zonas áridas de México. El interés surge del elevado número de taxas endémicos 
de la región, de un total de 120 registradas, 32 son endémicas. Los hábitats de las 
diferentes especies conocidas de crustáceos pueden ser incluidos en dos grandes 
grupos: los cuerpos de agua salada y el resto del sistema hidrológico, donde se 
incluyen manantiales, pozas y zonas inundadas. La diversidad de crustáceos, 
incluye la presencia de 12 especies, de las cuales 6 son endémicas y otras 4 aún 
están pendientes de definir su nivel específico. La descripción de los moluscos de 
Cuatro Ciénegas se encuentra estudiada en dos vertientes, por un lado sólo se 
tiene referencia de un molusco terrestre (Humboltiana taylori) por Drake (1951); y 
por otro lado Minckley (1969) reporta 7 familias de moluscos acuáticos, de los 
cuales la familia mejor representada es la Hidrobidae, la cual cuenta con 10 
especies endémicas (Minckley,1984; Cole, 1984; Sosa, 2003). 
 
31 
 
En cuanto a los peces podemos mencionar que son el componente faunísitico más 
conspicuo en cuanto a diversidad y endemismo (Taylor, 1966; Minckey, 1966, 
1969 y 1984), teniendo un total de 16 especies con 9 endémicas, inusual para una 
zona árida. La heterogeneidad ambiental del sistema hidrológico ha permitido la 
presencia de importantes grupos de peces que se distribuyen en manantiales 
como Astianax sp., Notropis sp., Micropterus salmonoides y Hemichromis guttatus 
(Contreras-Balderas, 2003; Martínez-Tristán et al., 2005). En los manantiales de 
mayor cobertura vegetal se encuentran especies como: Lucania interioris y 
Gambusia spp. Los canales son dominados por poblaciones de híbridos de 
Cyprinodon atrorus y Cyprinodon bifasciatus además de Notropis xanthiacara y 
Dionda episcopa son los géneros más abundantes en sitios ribereños (Minckley, 
1984). Herpetofauna: de las 67 especies registradas por MacCoy, 66 especies son 
nativas, 8 anfibios anuros, 4 tortugas, 23 lagartijas, 31 culebras. Entre ellas se 
encuentran Apolone ater y Trachemys scripta en hábitat acuáticos, las especies 
Terrapene coahuila y Scincella lateralis viven en zonas semiacuáticas; 
Gerrhonotus lugoi y Cnemidophorus scalaris se distribuyen en hábitats desérticos 
(McCoy, 1984; Sosa, 2003). 
 
La avifauna de la región aparentemente no tiene una gran diversidad, pues sólo se 
tiene el registro de 61 taxa, de las cuales una gran mayoría son migratorias. Los 
hábitat ocupados por las especies como: garza morena (Ardea herodias) ocupa 
las zonas riparias; la lechuza llanera Speotyto (Atiene cunicularia hypugaea) se le 
encuentra en áreas de pastizales y matorral halófilo; y el reyezuelo rojo (Regulus 
calendula) se le encuentra en toda el área (Contreras-Balderas, 1984; Sosa, 
2003). 
 
Las poblaciones de mamíferos en el valle de Cuatro Ciénegas que más destacan 
son puma, venado, lince, coyote, zorra, oso negro, hasta pequeños roedores y 
lagomorfos. Entre los depredadores más comunes incluyen al coyote (Canis 
latrans) y el gato montés (Lynx rufus), ocupando los hábitat de vegetación 
arbustiva, se encuentra el venado cola blanca (Odocoileus virginianus), en la 
sierras borrego cimarrón (Ovis canadensis) (Sosa, 2003; Espinosa, 2005). 
 
Aprovechando recursos del pastizal se encuentra a las liebres Lepus californicus y 
Sylvilagus auduboni, Spermophilus sp. así como ratones del género Peromyscus, 
Reithrodontomys y Onychomys. Donde los suelos son relativamente profundos se 
encuentran las tuzas (Thomonys umbrinus) (Hall, 1981). También hay algas como 
Gongrosira calcifera Krieger, Cyanostylon microcystoides. Cuatro Ciénegas es el 
único ecosistema relicto del planeta que presenta una cadena trófica compleja 
asociada a los tapetes microbianos y estromatolitos, identificándose tanto 
especies bacterianas halotolerantes como halófilas estrictas del dominio Archaea 
(Marinococcus, Halomonas, Chromohalobacter, Halobacterium, Natronococcus), 
(SEMARNAT, 2000; Elser et al., 2005; Souza et al., 2006), 
 
 
32 
 
2.1.4.4 Vegetación 
 
La vegetación de Cuatro Ciénegas se encuentra repartida entre pastizal halófilo y 
vegetación acuática en el piso de la cuenca; en las dunas de yeso se albergan 
especies endémicas de plantas gypsófilas, también matorral xerófilo y matorral 
submontano en las partes más elevadas. El piso del valle sobre el cual se 
encuentra el área de protección, es un sitio plano, sobre la cota de 700 msnm. En 
el valle se encuentran por lo menos 837 especies de plantas vasculares y se 
reportan 23 taxa endémicos, como el lirio acuático. Al igual que en las dunas de 
yeso, donde habitan 6 especies endémicas. En la zona de transición, en las 
bajadas hay matorral desértico. Este último con gran diversidad de cactáceas, 
algunas protegidas por norma, e incluso 4 especies endémicas. En las lomas se 
encuentra chaparral, representado por mezquites; y en las partes altas vegetan 
bosques de encino y bosques mixtos de pino-encino. Resultado del efecto del 
clima y suelos, presenta al igual que la mayor parte del estado asociaciones 
vegetales características del desierto chihuahuense (Pinkava, 1984; Sosa, 2003), 
las cuales se describen a continuación. 
 
El matorral desértico rosetófilo se localiza en las partes bajas de la sierra y hasta 
una altitud de 1,100 msnm. Se caracteriza por diferentes especies de agaves, 
como la lechuguilla (Agave lechuguilla), yucas (Yucca spp.), sotoles (Dasylirion 
spp.), además de ocotillo (Fouqueria splendens), sangre de drago (Jatropha 
dioica) y candelilla (Euphorbia antisyphilitica). El matorral desértico micrófilo se 
presenta principalmente en las bajadas de la sierra. Las especies que lo 
caracterizan son gobernadora (Larrea tridentata), ocotillo (Fouqueria splendens), 
nopal (Opuntia bradtiana), sangre de drago (Jatropha dioica), (Koeberlinia 
spinosa), mezquite (Prosopis glandulosa) y huizache (Acacia greggii). También 
encontramos Matorral desértico de transición, conformado por una banda estrecha 
entre el matorral desértico micrófilo y el pastizal halófilo. Las especies más 
abundantes son huizache (Acacia greggii), mezquite (Prosopis glandulosa), 
saladillo (Suaeda mexicana), caméfito suculento (Allenrolfea occidentalis), 
rodadora (Salsola iberica) y algunos zacates como Atriplex canescens y 
Sporobolus spp. Es importante mencionar que dentro de éstos tipos de vegetación 
se encuentra una gran abundancia de cactáceas como Ariocarpus fissuratus 
(SEMARNAT, 2000; Martínez et al., 2006). 
 
La vegetación halófita esta formada por un conjunto de hierbas, generalmente 
bajo, de hojas pequeñas y carnosas, resistentes a suelos con gran concentración 
de sales y mal drenaje. A este tipo de vegetación se le encuentra 
predominantemente en el piso del valle y en los alrededores del sistema fluvial 
Churince, como son Distichlis spicata, Clappia suaedaefolia, Suaeda mexicana, 
Sporobolus airoides, Salicornia sp., Atriplex canescens, Cynodon dactylon, Atriplex 
acanthocarpa, Dasylirium sp., el mezquite (Prosopis glandulosa). Entre la 
vegetación gypsófila se encuentran yuca (Yucca treculeana), mezquite (Prosopis 
glandulosa), sotol (Dasylirion palmeri), nopal (Opuntia spp.), ocotillo (Fouqueria 
splendens), y efedra (Ephedra trifurca y Sedum spp). Además en Churince hay 
33 
 
áreas sin vegetación, donde abunda el zacate pata de gallo (Cynodon dactylon) 
(SEMARNAT, 2000). 
 
La vegetación acuática y semiacuática, está compuesta por Nymphaea amplia y 
Chara spp. y en las orillas de los ríos, lagunas, pozas y manantiales son comunes 
los tules (Typha dominguensis), y Eleocharis sp. y Juncus torreyi, además de 
bosque de pino encino (SEMARNAT, 2000; Sosa, 2003). 
 
 
2.2 CICLO DEL NITRÓGENO 
 
El ciclo del nitrógeno consta de cuatro procesos primordialmente: fijación del 
nitrógeno, amonificación, nitrificación y desnitrificación; habiendo pérdidas 
mediante adsorción, lixiviación ó volatilización. Principalmente el nitrógeno se 
encuentra en la atmósfera terrestre como N2, ya que termodinámicamente es la 
forma más estable, lo que explica que represente el mayor almacén de este 
elemento en la tierra. 
 
Este elemento es fijado mediante la combustión, acción volcánica y descargas 
eléctricas, aunque la mayor parte de nitrógeno es fijado por algunos 
microorganismos que pueden ser aeróbicos ó anaeróbicos, heterótrofos ó 
autótrofos, de vida libre ó simbiontes de plantas. Son capaces de fijarlo y reducirlo, 
por rompimiento del triple enlace; requiere una gran cantidad de energía. Es una 
reacción altamente endergónica, que consume 12 gramos de glucosa ó su 
equivalente, para fijar un sólo gramo de nitrógeno de manera biológica. Así su 
reciclaje implica dicha transformación a formas más fácilmente disponibles, como 
son amonio y nitrato, formas que asimilan las plantas para producir grupos amino 
y ácidos nucleícos (Ville et al., 1998; Madigan et al., 2004; Nelson et al., 2005). 
 
2.2.1 Amonificación 
 
La mayor parte del nitrógeno