MICROBIOLOGIA DEL SUELO

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MICROBIOLOGIA DEL SUELO

Características físicas del suelo

Hay diferentes tipos de suelo y sus características varían dependiendo de la localización y el clima. Los suelos difieren en profundidad, propiedades físicas, composición química y origen. Estos pueden clasificarse como suelos minerales y orgánicos. Los suelos minerales contienen materia sólida mayormente inorgánica. Los suelos orgánicos contienen poca materia inorgánica.

Composición del suelo

El suelo está compuesto de diversas capas. A dichas capas se les llama horizontes y cada una se caracteriza por su composición abiótica y/o biótica.

Horizonte A

Aquí encontramos los minerales y la materia orgánica en distintos estados de descomposición. En esta capa se localiza el humus. El humus se define como el conjunto de residuos orgánicos, vegetales y animales que se incorporan al suelo y cuya degradación es dificil de realizar por microorganismos. La importancia de éste, es que mejora la textura y estructura del suelo, aumentando así su capacidad de retener agua y reduciendo los cambios en el pH. Además sirve como reserva de materiales nutritivos en el suelo.

Horizonte B

En esta capa encontramos partículas finas y minerales.

Horizonte C

Este se compone de materia mineral solamente.

Horizonte D

Esta capa posee roca sólida bajo el suelo, es importante para la formación de acuíferos. En Puerto Rico los acuíferos se localizan al norte de la isla, siendo éstos muy importantes como reserva de agua.

Cantidad de agua y composición de gases en el suelo

En el suelo, además de residuos orgánicos, encontramos agua y gases. La cantidad de agua en el suelo depende de:

la precipitación y otras condiciones climáticas

el drenaje, éste depende del tamaño de las partículas del suelo

la composición del suelo

la población viviente del suelo

Encontramos el agua en los espacios que hay entre las partículas del suelo o adheridas a la superficie de las partículas.

La fase gaseosa del suelo consiste mayormente de CO2, O2 y N2, éstos se encuentran en los espacios entre partículas donde no hay agua. La cantidad de gases es inversamente proporcional a la cantidad de agua en el suelo.

Factores que contribuyen al número y tipo de microorganismos en el suelo:

Composición del suelo (cantidad y tipo de nutrientes).

Características físicas del suelo (grado de aereación, humedad, temperatura y pH).

Tipo de plantas en el suelo (el sistema de raíces influye en el número y tipo de organismos presentes).

Flora Microbiana en el Suelo:

En un suelo fértil podemos encontrar raíces de plantas superiores, diversos animales y una gran cantidad de microorganismos.

Bacterias

Estas exceden la población de todos los otros grupos de microorganismos. Encontramos todo tipo de bacterias desde autotróficas, heterotróficas, aeróbias y anaeróbias.

Hongos

Cientos de especies se encuentran en el suelo, generalmente cerca de la superficie donde prevalece una condición aeróbia. Los hongos son los descomponedores de celulosa, lignina y pectina. La importancia del hongo en el suelo es que mejora la estructura física mediante la acumulación de sus micelios en él. Además los hongos forman unos agregados que ayudan a retener agua.

Algas

Mayormente encontramos algas verdes y diatomeas en la superficie o cerca de ésta ya que necesitan luz para llevar a cabo fotosintésis. Estas juegan un papel importante en suelos erosionados o desérticos, ya que como son fotosintéticos inician la acumulación de materia orgánica en esa área.

Protozoarios

Son importantes en la cadena alimentaria, ya que su modo de nutrición es la ingestión de bacterias controlando así la población bacteriana.

Virus

Este grupo incluye fagos, virus de plantas y virus de animales.

La rizósfera es la capa de suelo que se encuentra adyacente a las raíces. Esta región se caracteriza por una alta población microbiana. Las bacterias que crecen en la rizósfera se ven afectadas positivamente por substancias que liberan las plantas como amino ácidos, vitaminas y otros. A la vez el crecimiento de las plantas se ve afectado por substancias liberadas por la población microbiana.

Interacción entre los microorganismos del suelo

Relaciones simbióticas:

Neutralismo

Es esta relación dos especies ocupan el mismo ambiente sin que se afecte una o la otra (neutral).

Mutualismo

Es una asociación donde cada uno de los organismos envueltos se benefician (relación positiva).

Comensalismo

Es esta relación un organismo se beneficia mientras que el otro no se afecta (relación positiva). Un ejemplo lo observamos en los hongos que degradan celulosa a glucosa y otros compuestos, las bacterias no pueden degradar celulosa, pero sí glucosa beneficiándose de esta forma.

Antagonismo

Esto se observa cuando una especie afecta adversamente el ambiente de otra especie, produciendo diferentes substancias inhibidoras o antibióticas (relación negativa). Un ejemplo lo vemos en la producción de sustancias inhibidoras como:

1. antibióticos Es usual que un organismo produzca 5 ó 6 diferentes agentes antimicrobiano. Esto es para poder inhibir o matar una gran variedad de microorganismos.

2. cianuro (producido por hongos)

3. metano

4. sulfuros

5. enzimas líticas (éstas rompen la pared celular de las bacterias)

Competencia

Es una asociación negativa que resulta de la competencia entre especies por nutrientes esenciales.

Parasitismo

En esta relación un organismo vive dentro o encima de otro (huésped). El parásito se alimenta de las células, el tejido o el fluido de otro organismo (relación negativa).

Rol biogeoquímico de los microorganismos del suelo

Los microorganismos del suelo funcionan como agentes biogeoquímicos para la conversión de compuestos orgánicos complejos en compuestos inorgánicos simples y elementos constitutivos, esto se llama mineralización. Estos microorganismos del suelo están envueltos en los ciclos de nitrógeno, carbono, azufre y fósforo. También están envueltos en los ciclos de hierro, manganeso, mercurio, selenio, zinc y potasio.

Biorremediación

Es la utilización de organismos para degradar o remover contaminantes de un ambiente específico. Este proceso incluye la modificación de este ambiente para acelerar los procesos biológicos con o sin añadir microorganismos específicos.

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LA BIOLOGIA DEL SUELO, COMO ENTENDER LA ALQUIMIA DE LA VIDA EN EL SUELO.

Publicado el May 10, 2006 por Juanjo G

“En la época en la que vivimos nos damos cuenta de que la Tierra esta enferma, y no solo enferma sino diriamos muy enferma, ahi tenemos los ejemplos de los terremotos, maremotos, inundaciones que se dan por todo el planeta, y junto a ella estamos enfermando nosotros también, ahi esta el caso de las alergias, nuevas enfermedades como el SIDA, y asi una amplia lista, ¿para cuando empezaremos a tratar la enfermedad y no solo los síntomas?”

En buen estado, un suelo contiene mil millones de microorganismos por gramo. Ese mundo invisible, discreto, juega un papel fundamental para el desarrollo de la vida en el planeta. Para poder entrar en esta alquimia viva, hemos de conocer primero a los autores y saber cuales son sus acciones recíprocas en el seno del biotopo suelo.

La fauna y flora edáfica tienen una importancia básica en la recuperación de la funcionalidad y la fertilidad del suelo, constituyen la fracción viva del suelo y la mayor parte de sus propiedades no pueden explicarse sin contar con su intervención, por lo que deberemos conocer mejor su composición y funciones con el objeto de adecuar nuestro manejo agrícola a sus características y necesidades vitales.

Describiremos primero los más grandes llamados macroorganismos, y luego veremos los más pequeños y numerosos: los microorganismos.

Los macroorganismos del suelo:

Pertenecen a los dos reinos, el vegetal y el animal. Los macroorganismos vegetales del suelo son sencillamente las raíces de las plantas. Por ellas comenzaremos.

- Las raíces de las plantas:

Las raíces son generalmente bastante más voluminosas que las partes aéreas. Son, sin embargo, bastante menos conocidas porque no son tan fácilmente accesibles a la observación al desarrollarse en ese medio opaco que es el suelo. Mientras las plantas están en el suelo es imposible separar todo el sistema radical porque la cabellera de raíces, que evoluciona en ese medio aparentemente duro que es el suelo, es extremadamente frágil. Armándose de paciencia se puede cavar una fosa alrededor de una planta y salvar algunas raíces. Entonces nos sorprenderemos al ver que cada planta tiene un sistema diferente por ejemplo un irigo puede enraizar más profundamente que una encina y que una alfalfa puede enviar su raíz pivotante en busca de agua a más de diez metros de profundidad.

Sin embargo, aunque las raíces proveedoras de agua puedan hundirse muy profundamente su masa es reducida con relación a la de la nutritiva que se desarrolla en el horizonte B, donde se mezclan el humus y la arcilla. En este medio, la cabellera radical puede absorber los elementos nutritivos solubilizados por los microorganismos. En cambio segrega las exudaciones radicales, ricas en carbono que nutren a ciertos microbios del suelo. A la muerte de la planta, las raíces se descompondrán y formarán parte de nuevo de la materia orgánica. Las galerias formadas por el paso de las raíces servirán entonces para el paso del agua y de la circulación de los gases.

- La macrofauna del suelo:

Se trata de todos los animales visibles del suelo que pertenecen a cuatro grupos extremadamente diferentes: mamíferos, artrópodos, moluscos y lombrices de tierra.

Los mamíferos del suelo pueden ser roedores como los ratones o insectívoros como los topos. Los roedores tienen un único papel: crear inmensas redes de galerías donde se abrigan y reproducen, que permiten al aire y al agua penetrar masivamente en el suelo. El papel de los topos es triple; por las toperas que forman, aseguran la subida de suelo profundo y así una buena mezcla de los horizontes. Por sus numerosas galerías (un topo puede recorrer más de cien metros cada noche) aseguran una buena aireación del suelo.

Los artrópodos del suelo pertenecen a todos los grupos: crustáceos (cochinillas), arácnidos (arañas y ácaros), miriápodos (ciempiés e insectos), colémbolos. Su acción fundamental es trocear la materia orgánica que cae al suelo y producir con sus excrementos un soporte adecuado a la vida microbiana. La abundancia de sus excrementos se observa muy bien en los bosques bajo la capa de hojas muertas donde encontramos una especie de humus negro y grumoso. Estos habitantes de las sombras huyen de la luz y cumplen, al abrigo de las hojas muertas su lentro trabajo de digestión.

Los moluscos del suelo son variados en sus formas (babosas y caracoles) y en sus tamaños. Su papel es el de comer la materia orgánica, como hacen las lombrices de tierra.

Finalmente, el último grupo de la macrofauna, el más importante, es las lombrices de tierra. Su número puede ser considerable: más de diez millones por hectárea, lo que puede representar más de dos toneladas de lombrices. Sus acciones sobre el suelo son de dos clases: mecánicas y químicas. Del primer tipo son las galerías que excavan en gran número, aireando los suelos en todos los sentidos. Algunas especies circulan principalmente en horizontal, otras, salen durante la noche a buscar los restos vegetales que introducen en sus galerías. Este papel de mezcla y transferencia de horizontes es importante. Al mezclar la tierra y la materia orgánica en sus intestino, las lombrices mejoran la fertilidad de los suelos.

La tierra retiene mejor el agua, es más resistente a la erosión, contiene más elementos nutritivos para las plantas y se hace más permeable a las raíces que cruzan las galerías de las lombrices cuyas paredes húmedas son ricas en microbios y en materia orgánica. Si pudiéramos filmar en cámara rápida este trabajo enorme de las lombrices de tierra, asistiríamos a una escala más reducida, a un movimiento de tierra comparable al que realiza el arado. Sin lombrices, el horizonte B nutritivo no podría formarse.

Los microorganismos del suelo.

Dejemos el mundo visible y palpable y descendamos a lo infinitamente pequeño, allá donde se desarrolla toda la alquimia de la vida. Veremos un mundo microscópico pero no por ello menos importante, donde también hallaremos animales y vegetales. El papel de los animales es principalmente comerse a los vegetales. Los animales microscópicos más importantes del suelo son las amebas, de las que existen entre cien y trescientos kilos por hectárea y están presentes en todo el mundo. Algunas especies comen materia orgánica y otras comen bacterias. Esta acción depredadora es muy útil porque permite a las poblaciones microbianas, mantenerse en buena salud, eliminando el exceso de cuerpos microbianos y sobre todo, alejando nichos ecológicos para otras especies microbianas.

Cuando, por ejemplo, una hoja de una planta cae al suelo, es primero atacada por las bacterias que degradan la celulosa, las cuales se multiplican sobre las fibras celulósicas de la hoja. Después las amebas se comen a esas bacterias y liberan las fibras de lignina, permitiendo así a los hongos intervenir degradando dichas fibras. Sin la acción de las amebas, los hongos serían impedidos por las bacterias de la celulosa y no podrían atacar a las fibras de lignina. Las amebas son las reguladoras del mundo microbiano.

Veamos ahora cuales son los agentes de la microflora del suelo. Se dividen en cuatro grupos: algas, hongos, bacterias filamentosas o actinomicetos y bacterias.

Las algas no existen más que en la superficie del suelo, ya que necesitan el sol para su fotosíntesis. Su actividad se limita a los períodos en que el suelo está húmedo. A pesar de su escaso número (100:000 por gramo de suelo), tienen un papel importante como fuente de materia orgánica y como fijadoras de nitrógeno en simbiosis con las cianobacterias.

Los hongos no son los más numerosos de los microorganismos del suelo, pero su peso es muy importante debido a su gran tamaño, en comparación con las bacterias. Puede haber entre una y dos toneladas de hongos por hectárea de suelo agrícola. Representan las dos terceras partes de la biomasa microbiana del suelo. Su papel es variado; tienen una acción mecánica sobre la estructura del suelo al enlazar las partículas del suelo en las finas mallas de micelios. Pero su papel más importante es debido al hecho de que son los únicos organismos en la tierra, aparte de algunas bacterias raras, capaces de descomponer la lignina de las plantas.

La lignina es la principal fuente de humus del suelo. Para efectuar este trabajo fundamental, los hongos necesitan un suelo bien aireado ya que, todos ellos, excepto algunos muy especiales del rúmen de los bovinos, necesitan oxígeno para vivir. Se les llama aerobios. Por esa razón, la vegetación de los pantanos, que se descompone sin aire en el fondo del agua, produce turba y no humus. Otra característica de estos organismos, que comparten con los actinomicetos, es su capacidad de segregar antibióticos que les permiten resistir en el suelo a las invasiones de bacterias, más numerosas y prolíficas.

Los actinomicetos son un poco intermedios entre los hongos y las bacterias. De los primeros tienen el aspecto filamentoso y la capacidad de segregar antibióticos; de los segundos, la posibilidad de realizar numerosas reacciones bioquímicas. Su número en el suelo es elevado: de uno a cien millones por gramo de tierra y su peso total es, como media, de una tonelada por hectárea. Participan en la formación de los humus, en particular en los compost en los que son parte de los gérmenes termófilos que permiten la pasteurización de los residuos y preparan, gracias a los antibióticos que segregan, los nichos ecológicos para los hongos.

También mineralizan la materia orgánica y participan así en la alimentanción de las plantas. Ciertas especies pueden fijar el nitrógeno atmosférico en asociación con algunas especies.

Las bacterias son el último grupo de microorganismos del suelo. Es el grupo más numeroso y variado, ya que su densidad puede elevarse a cifras de diez a un millón de millones por gramo de suelo. Por su pequeño tamaño, su peso no llega a una tonelada por hectárea del suelo. Lo que da a las bacterias un lugar tan importante es su extraordinaria variabilidad bioquímica que les permite transformar todas las sustancias del suelo e introducirlas en el mundo vegetal.

De esta rápida panorámica de los organismos vivientes del suelo, recordemos, sobre todo, que están divididos en dos grupos principales. Los grandes que mezclan, airean y amasan el suelo, convirtiéndolo en un medio capaz de sostener vida, y los infinitamente pequeños que, a escala molecular, introducen en el mundo viviente los elementos inertes contenidos en la fracción mineral y orgánica de los suelos.

El suelo es el lugar de la gran fermentación de la vida; por eso una agricultura puramente química no puede mantener los suelos agrícolas y la alimentación equilibrada de las plantas.

Los organismos del suelo realizan un importante papel en el intercambio de elementos entre las partes vivas y no vivas del ecosistema; se considera a los microorganismos como reactores que evitan que los componentes orgánicos se acumulen indefinidamente, su función es la descomposición de estos productos orgánicos, su biodegradación y la síntesis de los compuestos inorgánicos.

Lo que hemos visto sobre la dinámica de los suelos, nos ha mostrado su extrema diversidad. No podemos, por lo tanto, reducirles a un papel de simple soporte y utilizar una fórmula universal.

Es evidente que lo que se propone con esta visión agroecológica de la agricultura es un cambio radical de actitud. Pero nos parece indispensable para garantizar en el futuro la fertilidad de nuestros suelos. La agroecología no explota el suelo, lo administra y lo mejora.

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