Figura 1: Organismos del suelo
Tomada de http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/microor'.gif
La actividad de los microorganismos es muy importante para la transformación y la vida de los suelos. Las bacterias y los hongos participan en los ciclos del carbono, nitrógeno, azufre, fósforo y en la incorporación del potasio y el magnesio, entre otros, para su asimilación por los vegetales.
Los procesos biológicos más importantes que se desarrollan en el suelo son: humificación (descomposición de la materia orgánica por hongos, bacterias, actinomicetos, lombrices y termitas), transformaciones del nitrógeno (amonificación, nitrificación, fijación) y mezcla-desplazamiento (lombrices y termitas principalmente).
La fuente principal del nitrógeno utilizado por las plantas es el nitrógeno del aire (78 % de la atmósfera terrestre), sin embargo, en esa estructura no es utilizable por las plantas superiores. Los caminos principales por los que el nitrógeno es transformado a formas (estructuras) utilizables por las plantas superiores son los siguientes:
1. Fijación por Rhizobium y otros microorganismos que viven simbióticamente en las raíces de las leguminosas (alfalfa, trébol, guisantes, soya, cacahuates y habas) y otras determinadas plantas no leguminosas.
2. Fijación por microorganismos que viven libremente en el suelo (numerosas especies de algas azul-verdosas y ciertas bacterias como: lasRhodospirillum que son fotosintéticas, Clostridium, que es una saprofita anaerobia y las saprofitas aerobias: Acetobacter y Beijerinckia) y quizá por organismos que viven en las hojas de las plantas tropicales.
Las algas azul-verdes soportan un amplio rango de condiciones ambientales, incluyendo superficies rocosas y extensos terrenos áridos. Son completamente autótrofas y requieren sólo luz, agua, nitrógeno libre (N2), dióxido de carbono (CO2) y sales que contengan los elementos minerales esenciales. Su importancia reside principalmente en que suministran nitrógeno asimilable a otros organismos durante los primeros estadios de la formación del suelo.
Tomada de: http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/spirulina2.jpg
Las bacterias que viven libremente requieren de residuos orgánicos como fuente de energía, parte de la energía de la oxidación de la materia orgánica la utilizan para fijar el nitrógeno elemental. La rizosfera de las raíces de las plantas (área del terreno adyacente a las raíces) es una zona de alto contenido en residuos orgánicos de la planta, donde tiene lugar la fijación del nitrógeno por las Azotobacter y las Clostridium.
3. Fijación como amoníaco, NO31+ , CN2 2- , por alguno de los varios procesos industriales para la fabricación de fertilizantes nitrogenados sintéticos.
4. Fijación, como alguno de los óxidos de nitrógeno, por las descargas eléctricas atmosféricas. El nitrógeno en la atmósfera está en forma de amoníaco, NH3, nitratos, NO31-, nitritos, NO21-, óxido nitroso y compuestos orgánicos, las cuales son arrastradas por la lluvia.
Las bacterias y los hongos habitan principalmente en los suelos bien aireados, pero solamente las bacterias realizan la mayor parte de los cambios biológicos y químicos en los ambientes anaerobios. Las bacterias son muy pequeñas, son raras las que llegan a medir varias micras de longitud. Se les clasifica en aerobias a las que viven sólo en presencia de oxígeno; anaerobias las que viven sólo en ausencia del oxígeno y anaerobias facultativas aquellos organismos que pueden desarrollarse en presencia o en ausencia de oxígeno.
Tomada de http://www.sagan-gea.org/hojaredsuelo/paginas/asper.jpg
La mayor parte de los organismos del suelo utilizan a los compuestos orgánicos complejos como fuente de energía y carbono a los que se clasifica como heterótrofos. Hay un pequeño grupo de microorganismos que usan al bióxido de carbono como única fuente de carbono y se les clasifica como autótrofas. Existen bacterias fotoautótrofas que aprovechan la energía del sol y las bacterias quimioautótrofas aprovechan la energía de la oxidación de materia orgánica y son de gran importancia para los suelos.
Cianobacterias
Las bacterias que utilizan a los compuestos nitrogenados como fuente de energía incluyen a las bacterias que oxidan el amonio y lo transforman en nitritos (Nitrosomonas y Nitrosococcus) y las bacterias que oxidan a los nitritos transformándolos en nitratos (Nitrobacter). Las reacciones químicas producidas por estos microorganismos se representan con las ecuaciones siguientes:
2 NH41+ + 3 O2 --------> 2 NO21- + 4 H+ + 2 H2O (Nitrosomonas)
2 NO21+ + O2 --------> 2 NO31- (Nitrobacter)
El azufre existe en forma de sulfuro en varios minerales primarios y se agrega a los suelos forestales en forma de residuos vegetales, animales o como lluvia ácida. Con frecuencia se agrega azufre elemental a los suelos de almácigos para aumentar la acidez, a fin de controlar determinados agentes patógenos de las plantas. La mayor parte del azufre del suelo forma compuestos orgánicos y sólo es absorbido por las raíces de las plantas en forma de sulfato por lo que es necesario el proceso de mineralización. La descomposición de la materia orgánica y su transformación a compuestos inorgánicos de azufre la realizan microorganismos heterótrofos y la oxidación de los sulfuros y del azufre elemental para transformarse en sulfatos la pueden realizar tanto las bacterias heterótrofas como las quimioautótrofas. Las bacterias del género Thiobacillus son los principales habitantes de los suelos bien aireados. El género aerobio acidófilo T. thiooxidans es el que predomina en los suelos forestales y realiza la reacción de oxidación del azufre según la ecuación:
2 S + 3 O2 + 2 H2O -----> 2 H2SO4 (T. oxidans )
La acidificación del suelo producida por el ácido sulfúrico resultante de la oxidación del azufre elemental produce un aumento de la solubilidad del fósforo, del potasio, del calcio y de varios micronutrientes, así como, la movilización de algunos minerales del suelo que son disueltos por el ácido sulfúrico.
La oxidación de compuestos inorgánicos de azufre pueden realizarla bacterias heterótrofas, actinomicetos y hongos en ciertas condiciones. El quimioautótrofo Thiobacillus nitrificans puede realizar la oxidación en forma anaerobia y utilizar el nitrato como aceptor del electrón y transformar los nitratos en nitrógeno gaseoso al mismo tiempo que oxida los compuestos de azufre. Sin embargo, bajo ciertas condiciones anaeróbicas como en suelos saturados por agua, los compuestos inorgánicos del azufre son reducidos a sulfuros en lugar de oxidarlos a sulfatos.
La oxidación del fierro la realiza la bacteria quimioautótrofa Thiobacillus ferrooxidans. La reducción del fierro férrico la realizan las bacterias aerobias y anaerobias facultativas como Bacillus, Clostridium y Pseudomonas.
Bacilos
Los hongos son los principales agentes de descomposición de la materia orgánica en todos los ambientes ácidos. Los hongos poseen una red de filamentos o hifas en el suelo y su micelio puede subdividirse en células individuales por medio de paredes transversales o septos. Los micelios fungosos se pueden observar fácilmente en los humus tipo mor y moder.
Una de las principales actividades de los hongos es la descomposición de la celulosa, hemicelulosa, pectinas, almidón, grasas y compuestos de lignina. Los hongos participan en la formación del humus y contribuyen al reciclaje de nutrientes y a la estabilidad de agregados mediante la degradación de residuos vegetales y animales.
Las algas, generalmente, tienen clorofila que les permite utilizar la luz solar como fuente de energía para fijar el bióxido de carbono (fotosíntesis), se encuentran en los suelos fértiles, ricos en bases con nitrógeno y fósforo disponibles, y tienden son escasas en suelos arenosos estériles y ácidos. Contribuyen a solubilizar a los minerales del suelo , acelerando así el proceso de intemperización del suelo. Generan materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos y aumentan el contenido de humus en el suelo. Las variedades de algas azulverdoso pueden asimilar el nitrógeno atmosférico, aumentando así la cantidad de nitrógeno en los suelos.
Las algas azulverdoso son principalmente activas en suelos húmedos o inundados y en suelos superficiales cuya alcalinidad ha aumentado como consecuencia de la quema de bosques. Como no dependen de la materia orgánica como fuente de energía, son los primeros colonizadores de las regiones áridas o arenosas y facilitan la invasión posterior de las plantas superiores.
Referencias: Tomado y modificado de:Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Lección 34: Microbiología del suelo http://datateca.unad.edu.co/contenidos/201504/contLinea/leccin_34_microbiologa_del_suelo.html
“La microbiología de suelos favorece el cuidado del ambiente”
Está comprobado que con el uso de microorganismos se puede potenciar el rendimiento de cultivos como la soja. Esta práctica, además, contribuye al desarrollo de una agricultura más amigable con el medio ambiente. Investigar el uso de microorganismos para controlar plagas, enfermedades y malezas, es otra de las tareas de la microbiología. Así lo explicó el ingeniero agrónomo Gustavo González Anta durante las jornadas de Microbiología desarrolladas en la Universidad.
“Conocemos sólo una pequeña fracción de los microorganismos que viven en el suelo. Pasamos una gran cantidad de nuestra vida cotidiana sin reparar en ellos, y hay una enorme riqueza en un gramo de suelo aún por develar”. Con esta apreciación, el ingeniero agrónomo Gustavo González Anta, definió el aporte de la microbiología en el desarrollo de prácticas agrarias más amigables con el medio ambiente.
En las III Jornadas Bonaerenses de Microbiología de Suelos realizadas en la UNNOBA, el docente Gustavo González Anta se refirió al proceso de fijación biológica del nitrógeno en cultivos de soja. “Cuando hablamos de soja, hablamos de proteína; cuando hablamos de proteína, hablamos de nitrógeno y, si en lugar de tomar el nitrógeno de un fertilizante de síntesis química o del suelo podemos asociar las plantas a un microorganismo fijándolo en el aire, conseguimos que la soja pueda nutrirse de modo conveniente, producir más proteína y generar más rendimiento”, indicó el profesional a InfoUniversidades.
En esta línea, destacó que la microbiología aplicada a este proceso permite reducir la polución ambiental, porque cuando se utilizan fertilizantes químicos se necesita gran cantidad de energía: “Hay un gran gasto de energía para producir el fertilizante nitrogenado por excelencia, que es la urea”. Además, el fertilizante químico no se aprovecha en su totalidad. En cambio, cuando la planta genera una simbiosis con las bacterias del género rhizobium y forma una estructura común como los nódulos, tanto el cultivo como la bacteria se nutren.
Trabajo científico
La producción de inoculantes es un proceso que resulta de un complejo trabajo científico. El productor recibe el inoculante a través de la cadena de distribución de agroinsumos tradicional y lo utiliza para tratar las semillas antes de sembrarlas. “Hablamos de soja, pero hay una gran cantidad de microorganismos específicos para otros cultivos”, aclaró Anta.
Sobre la receptividad del productor agropecuario para adoptar esta tecnología, el investigador precisó que el 90 por ciento de los productores utiliza inoculantes porque ve un beneficio de mayor rendimiento. “Tal vez, lo más importante desde el punto de vista agronómico es que la asociación de la planta a un microorganismo posibilita una estrategia biológica más saludable”, señaló y destacó la importancia del rol de la información: “Es un excelente ejemplo de cómo pueden complementarse el sector público y privado para que el productor adopte tecnología, en este caso, para una mejor nutrición de los cultivos”.
Por la sustentabilidad
La microbiología de suelos contribuye a la sustentabilidad: “Sabemos que el petróleo es un recurso finito. Por ejemplo, para producir una tonelada de amoníaco (insumo básico para la fabricación de la urea) se requiere de seis barriles de petróleo. Eso significa polución, costo y desaprovechamiento, ante una tecnología que no produce ningún tipo de contaminación y ayuda al rendimiento. Esto contribuye a la sustentabilidad del sistema y permite utilizar el nitrógeno del fertilizante en los cultivos que lo requieren, como el maíz y el trigo, que no tienen la capacidad de fijarlo como las leguminosas”, agregó.
El aporte de la microbiología no se limita a la fijación del nitrógeno sino que se traslada a otras áreas. “El otro gran tema es ver cómo podemos controlar plagas, enfermedades y malezas con el uso de microorganismos. Esto también hace a la sustentabilidad del sistema y a una producción más amigable con el medio ambiente” señaló el especialista.
El docente planteó la importancia de formar recursos humanos para intervenir en escenarios científicos y tecnológicos complejos: “Duplicamos nuestro conocimiento en cinco años y en el campo de la microbiología agrícola necesitamos equipos interdisciplinarios. Las nuevas generaciones tienen un ámbito de desarrollo profesional extraordinario, con una potencialidad infinita”.
En las III Jornadas Bonaerenses de Microbiología de Suelos realizadas en la UNNOBA, el docente Gustavo González Anta se refirió al proceso de fijación biológica del nitrógeno en cultivos de soja. “Cuando hablamos de soja, hablamos de proteína; cuando hablamos de proteína, hablamos de nitrógeno y, si en lugar de tomar el nitrógeno de un fertilizante de síntesis química o del suelo podemos asociar las plantas a un microorganismo fijándolo en el aire, conseguimos que la soja pueda nutrirse de modo conveniente, producir más proteína y generar más rendimiento”, indicó el profesional a InfoUniversidades.
En esta línea, destacó que la microbiología aplicada a este proceso permite reducir la polución ambiental, porque cuando se utilizan fertilizantes químicos se necesita gran cantidad de energía: “Hay un gran gasto de energía para producir el fertilizante nitrogenado por excelencia, que es la urea”. Además, el fertilizante químico no se aprovecha en su totalidad. En cambio, cuando la planta genera una simbiosis con las bacterias del género rhizobium y forma una estructura común como los nódulos, tanto el cultivo como la bacteria se nutren.
Trabajo científico
La producción de inoculantes es un proceso que resulta de un complejo trabajo científico. El productor recibe el inoculante a través de la cadena de distribución de agroinsumos tradicional y lo utiliza para tratar las semillas antes de sembrarlas. “Hablamos de soja, pero hay una gran cantidad de microorganismos específicos para otros cultivos”, aclaró Anta.
Sobre la receptividad del productor agropecuario para adoptar esta tecnología, el investigador precisó que el 90 por ciento de los productores utiliza inoculantes porque ve un beneficio de mayor rendimiento. “Tal vez, lo más importante desde el punto de vista agronómico es que la asociación de la planta a un microorganismo posibilita una estrategia biológica más saludable”, señaló y destacó la importancia del rol de la información: “Es un excelente ejemplo de cómo pueden complementarse el sector público y privado para que el productor adopte tecnología, en este caso, para una mejor nutrición de los cultivos”.
Por la sustentabilidad
La microbiología de suelos contribuye a la sustentabilidad: “Sabemos que el petróleo es un recurso finito. Por ejemplo, para producir una tonelada de amoníaco (insumo básico para la fabricación de la urea) se requiere de seis barriles de petróleo. Eso significa polución, costo y desaprovechamiento, ante una tecnología que no produce ningún tipo de contaminación y ayuda al rendimiento. Esto contribuye a la sustentabilidad del sistema y permite utilizar el nitrógeno del fertilizante en los cultivos que lo requieren, como el maíz y el trigo, que no tienen la capacidad de fijarlo como las leguminosas”, agregó.
El aporte de la microbiología no se limita a la fijación del nitrógeno sino que se traslada a otras áreas. “El otro gran tema es ver cómo podemos controlar plagas, enfermedades y malezas con el uso de microorganismos. Esto también hace a la sustentabilidad del sistema y a una producción más amigable con el medio ambiente” señaló el especialista.
El docente planteó la importancia de formar recursos humanos para intervenir en escenarios científicos y tecnológicos complejos: “Duplicamos nuestro conocimiento en cinco años y en el campo de la microbiología agrícola necesitamos equipos interdisciplinarios. Las nuevas generaciones tienen un ámbito de desarrollo profesional extraordinario, con una potencialidad infinita”.
Referencias: Ana Sagastume
comunicacion@unnoba.edu.arLorena Berro
Dirección de Comunicación Institucional
Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires
Muuy bueno
ResponderEliminar