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MICROBIOLOGÍA DEL SUELO
Margarita Castillo RamírezMg(C ) Ing. Ambiental.
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MICROBIOLOGÍA DEL SUELO
• En la formación del suelo, se dan interacciones complejas entre el moriginal (Roca..), Topografía, clima y seres vivos.
SUELOS MINERALES
FRAGMENTACIÓN DE ROCAS
SUELOS ORGÁNICOS
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FORMACIÓN DEL SUELO
• COMBINACIÓN DE PROCESOS FISICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS
M.O: ESTADO DE LATENCIA SOBRE LA ROCA Y DESARROLLARSE CUANDO
HAY HUMENDAD.
FOTOTROFICO---PRODUCEN MATERIA ORGÁNICA—
BACTERIAS QUIMIOORGANOTROFICAS Y HONGOS
Fuentes: Brock y Madigan, 2000; Sylvia ,1999
AUMENTAN : CUBIERTA VEGETAL CO2+H20 H2CO3
DISOLUCIÓN DE ROCASSEGREGAN ACIDOS ORGÁNICOS
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Microorganismos en Biofertilización deSuelos
• la rizósfera puede definirse como el suelo que rodea las raíces de las plantas. Las
raíces de las plantas van penetrando las hendiduras y aumentan la fragmentación dela roca, y sus efectos causan el desarrol lo de la rizósfera. Cuando las plantas
mueren, sus restos pasan a formar parte del suelo y se convierten en nutrientes
para un desarrollo microbiano más extenso.
• Los microorganismos no sólo aportan nutrientes al suelo y las plantas; también
compiten con los patógenos por espacio en las raíces de las plantas , lo que es
benéfico, debido a que ayuda al control biológico de los patógenos y además se
generan sustancias antimicrobianas (antibióticos) y algunos microorganismos como
Pseudomonas, producen hormonas que estimulan el crecimiento vegetal.
• Las Pseudomonas , pueden causar un efecto simi lar de control al alcanzado por
químicos con el pentacloronitrobenceno, que causa efectos negativos en el ambiente.
Imagen tomada de: http://www.agbioinc.com/Spanish/im
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FORMACIÓN DEL SUELO
• LAS RAICES DE LAS PLANTAS—AUMENTAN LA FRAGMENTACIÓN DE LA ROCA
EXCRECIONES ----RIZOSFERA.• PLANTAS MUERTAS---MATERIA ORGÁNICA--NUTRIENTES• Minerales se solubilizan y el agua arrastrasustancias a capas mas profundas
• Animales del suelo: aireación y mezcla de las capassuperiores.El movimiento de materiales hacía el interior origina laformación de distintas capas –PERFIL DE SUELO
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Microorganismos en Biofertilización de
Suelos
Los microorganismos juegan un papel
muy importante en el proceso de
formación del suelo y en la
mineralización de la materia
orgánica.
Las bacterias producen en su
superficie externa lipopolisacáridos,
que participan en la conformación delos agregados del suelo.
Los ácidos orgánicos producto de la
biodegradación, son importantes para
el proceso de disolución de rocas.
Controlan la disponibilidad
nutrientes importantes para la
La actividad microbiana es productividad de los suelos.
Las plantas, fabrican l
carbonada, y los microorganis
a la liberación de minerale
aprovechados por las plantas. La comunidad microbiana de
agrícolas es un componente co
funciones esenciales en la fe
suelo.
Fuentes: Brock y Madigan, 2000; Sylvia ,19
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8/29Fuente: Brock y Madigan, 2000, Sylvia ,1999
• Los suelos están formados de materia sólida y
espacio poroso (espacio alrededor de las
partículas de suelo). El espacio poroso lo
ocupan diferentes proporciones de aire y agua,
dependiendo de las condiciones de humedad.
• El componente orgánico incluye los restos
de organismos en diferentes estados de
descomposición, así como una amplia gama de
plantas y animales vivos. También se pueden
incluir estructuras tan grandes como las
raíces de los árboles, pero el colectivo vivo
esta integrado principalmente por hongos
bacterias y otros microorganismos.
Arcilla
Materia orgánica
Película de Agua
BacteriasHifa
Arena
Poro
CO2,H2S,CH4
O2
Un agregado de suelo, integrado por minerales y componentes
mostrando la localización de los microorganismos. Son muy
organismos que se encuentran en el agua intersticial; la mayormicrocolonias adheridas a las partículas del suelo.
SUELO COMO HABITAT MICROBIANO
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CO
H2OMaterial m
utilizado
CAPA VEGETAL DEL SUELOMateria inorgánicaMateria orgánica
Raíces de las
Hojas de las plantas
Fotosíntesis
Microorganismos
El esquema representa, el proceso de
mineralización de la materia orgánica delsuelo. Los microorganismo utiliza latotalidad del carbono como fuente deenergía para crecer y reproducirse.
El gas carbónico resultante de larespiración del microorganismo, esexpulsado a la atmósfera queposteriormente puede ser utilizado por lasplantas en el proceso de fotosíntesis.
Una cantidad importante de materiamineral, no utilizada por losmicroorganismos es puesta a disposición delas plantas.
Fuente: Brock y Madigan, 2000, Sylvi
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SUELO COMO HABITAT MICROBIANO
• AGUA: factor influye en la actividad microbiana—depende de la comsuelo, lluvia, drenaje y cubierta vegetal.
• Permanece en el suelo: Adsorción Sobre Superficies – Agua libre foláminas o películas
• Suelos bien drenados el aire penetra con facilidad : concentración d
• Suelos encharcados: O2 consumido por M.O ---ANÓXICO
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SUELO COMO HABITAT MICROBIANO
ESTADO NUTRICIONAL: Superficies ricas en Materia Orgánica—Rizosferalrededores.
NO EN TODOS LOS SUELOS EL CARBONO ES LIMITANTE—NUTRIENTES INON2)
CUBIERTA VEGETAL: Tipo y cantidad de M.O
pH: Alcalino—Acidos
Temperatura: Desiertos---Bacillus
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BACTERIAS DELSUELO:
AEROBIAS ESTRICTAS ---Necesitan O2 Libre--
Streptomyces ANAEROBIAS FACULTATIVAS---Crecen ymetabolizan en ausencia de Oxígeno. –E.coli MICROAEROFILAS: resultan dañadas por nivelesaltos de oxígeno como el atmosférico (21%) yrequieren niveles bajos de O2 para crecer, en elrangode2a10%ANAEROBIAS ESTRICTAS : No toleran oxígeno ymueren en su presencia, por tanto sólodesarrollan en condiciones anaerobias;
Stre
Veil
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BACTERIAS DEL SUELO:
• Acinetobacter
• Agrobacterium
• Alcaligenes
• Arthrobacter
• Bacillus
• Breviacterium
• Xanthomonas
• Caulobacter
• Clostridium
• Corynebacterium
• Micrococcus
• Pseudomona
• Staphylococcus
• Streptococcus
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BACTERIAS DEL SUELO:
• La disponibilidad de formas fijadoras del Nitrógeno: Factor limítate pmicrobiana y crecimiento de plantas.
• Cianobacterias: forman costras en la superficie del suelo sin vegetaestabilización del suelo.
Azotobacter ---------Nitrógeno atmosférico---Formas fijadas de Nitróg
Clostridium
Rhizobium
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BACTERIAS DEL SUELO
Los M.O pueden llegar al suelo : Aire, Hidrosfera, Asociación con materanimal.• Patógenos en Plantas: por tejido vegetal enfermo—Agrobacterium,
Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas y Xanthomonas
Agrobacterium sp.Corynebacterium sp.
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BACTERIAS DEL SUELO
• Excrementos de animales o Aguas residuales
Salmonella sp.
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HONGOS EN EL SUELO
• Proporción mas elevada de la Biomasa microbiana del suelo.
• Organismos de vida libre o asociaciones micorrícicas con las raícesplantas
Aspergillus Geotrichum Penicillium Trichoderm
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Microorganismos en Biofertilización de Suelos
La asociación entre hongos y raíces de las plantas sedenomina micorriza.ectomicorrizas, en las cuales las células fúngicas formanuna vaina alrededor del exterior de la raíz con sólo unapequeña penetración de las hifas hacia el propio tejidoradicularendomicorrizas, en las cuales el micelio del hongo seencuentra incrustado en el tejido de la raíz.
Dentro de las endomicorrizas se encuentran lasmicorrizas vesiculoarbusculares (VA ). La característicade estos hongos y de donde procede su nombre son losarbúsculos y las vesículas.Esta asociación es vital para la asimilación de fósforo ynitrógeno por parte de la planta.
Fuente: Brock y Madiga, 2000.Imagen tomada de: cdeea.galeon.com
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LEVADURAS EN EL SUELO
• Candida Rhodotorula
• Cryptococcus
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Microorganismos en Biofertilización de Suelos
Mineralización de la materia orgánica
Comunidad microbiana
Hongos:glucófilosutilización delas sustanciashidrosolubles
Hongoscelulolíticos:metabolismo dela celulosa
Hongoslignolíticos :degradación dela lignina
Bacterias: transforman residuos fúngicos y productosno consumidos por las hifas.
Fuente: Brock y Madigan, 2000, Sylvi
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HONGOS EN EL SUELO
• La mayoría son oportunistas--- METABOLISMO ACTIVO EN CONDICIONES FAVORAB
aireación adecuada, concentraciones altas de sustrato.• Metabolizan Carbohidratos.—LOS HONGOS SE INACTIVAN• Esporangiosporas• Clamidiosporas• Conidios• Oosporas• Ascosporas• Basidiosporas• Clamidosporas• Esclerocios
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ALGAS EN SUELO
• Clórofitos Rodófitos
• Euglenófitos• Crisófitos
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PROTOZOOS EN SUELO
• Tamaño pequeño—diversidad baja a diferencia de los de ambientes
• Estado vegetativo.
• Protozoos flagelados son dominantes en hábitat terrestre
• Cerca a la superficie son abundantes: O2 Altas concentraciones.• Depredadores de bacterias y algas del suelo
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Microorganismos en Biofertilizacióde Suelos
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En algunos suelos, el fósforo es un elemento limitante para el desarrollo de laal pobre aporte de material parental. Los microorganismos son los encargad
los fosfatos para liberar fósforo inorgánico y otras formas solubles disponibles p
• Se han reportado bacterias y hongos solubilizadoras de fosfato, entre las bacte
los géneros: Pseudomonas spp., P. cepacia, P.gladioli, Xanthomonas spp
Enterobacter agglomerans, Chromobacterium sp., X. maltophilia, Chromoba
gladioli • Entre los hongos solubilizadores de fosfato se encuentran: Penicillium spp.,
cítreo-viridae, Paecilomyces spp., Aspergillus níger, A. fumigatus, Scopulariop
sp., Mortierella sp. y un Ascomicetos.
Fuente: Useche, Valencia y Peréz, 20
Mi i Bi f tili ió d
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Microorganismos en Biofertilización deSuelos
• Microorganismos del suelo, sonutilizados también como
inoculantes para el suelo, queconsiste en producir biomasamicrobiana e incorporarlos al suelo.
• En muchos casos, los inoculantesestán constituidos por variasespecies microbianas. Por ejemplo,la utilización de Pseudomonas
putida (Bacteria) +Glomus spp
(Hongo) como inoculantes en trigo,para mejorar la utilización defósforo y nitrógeno en trigo.
Fuente: Sylvia ,1999, Valdivia-Urdiales, 2000
Los hongos del suelo, influfunciones de la planta, se haefecto hormonal, en plantas hongos y bacterias se ha obsernúmero de flores, un mayormateria seca y un mayor rendimi
Las Pseudomonas, además antibióticos, producen sideróforde bajo peso molecular con altahierro, este mecanismo aPseudomonas a controlar el patógenos que necesitan hiefunciones metabólicas.
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Microorganismos en Biofertilización de Suelo
Imagen tomade:http://recursos.cnice.mec.es/biosf/alumno/1bachillerato/organis/images/rhizobium.jpg
Una de las interacciones más interesantes entre bacterias yplantas son las que se dan entre las leguminosas como el trébol,la alfalfa, las judías y los géneros bacterianos Rhizobium,Bradyrhizobium y Azorhizobium.
…
leghemoglobina
La infección de las raíces de las plantas con la especie apropiadade conduce a la formación de nodulos radiculares que puedenconvertir el nitrógeno gaseoso en nitrógeno combinado.
Estas asociaciones son de gran importancia en agricultura,porque causa un aumento significativo del nitrógeno combinadoen los suelos. Dado que la carencia de nitrógeno suele darse ensuelos desnudos y sin abonar, las leguminosas noduladasofrecen una ventaja selectiva en estas condiciones y puedencrecer bien en zonas donde no lo harían otras plantas.
Fuente: Brock y Madiga, 2000.
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Fuente: Brock y Madiga, 2000.
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ZONAS DEL NODULO
• Cortical: células no diferenciadas, ni infectadas.
• Zona meristemática: activas divisiones celulares, con células no infeorigen a otras zonas.
• Zona Vascular: sistema de vasos ligados a los de la raíz –por ellos laaporta los materiales energéticos y retira los productos nitrogenad
fijación.• Zona bacteriana: o de infección con células colonizadas y otras no
bacteroides—hipertrofiadas