microbiologia del suelo
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Maestra Altagracia Jiménez Díaz
MICROBIOLOGIA DEL SUELO
Objetivos
10/04/232
Valorar la importancia del suelo y la influencia de los microorganismo.
Aprender sobre los horizontes del suelo y su composición.
Valorar el impacto de la contaminación del suelo.
Valorar la importancia de la biorremediación
MICROBIOLOGÍA DEL SUELO
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“Estudio de los microorganismos que habitan el suelo, su actividad metabólica, sus diversas funciones en el flujo de energía, así como el ciclo nutricional.”
Es producto de innumerables descubrimientos científicos.
Se considera a Winogradsky (1856-1953) como el “padre de la microbiología del suelo” debido a la extraordinaria diversidad de procesos del suelo que logró investigar.
Dentro de los científicos célebres que impulsaron la microbiología del suelo fueron: Beijerinck, Waksman, Fleming, Pasteur y Koch.
Suelo
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Complejo dinámico, caracterizado por una atmósfera interna, una cantidad particular de agua, elementos minerales, flora y fauna determinadas”
“La parte más diversa biológicamente de la Tierra”
Composición del SueloFracción MineralFracción OrgánicaAguaAireOrganismos vivos
Existe una gran diversidad de microorganismos que viven en el suelo.
Existen del orden de varios miles de millones de bacterias por gramo de suelo.
10/04/235 Maestra Altagracia Jiménez Díaz
El número y tipos de microorganismos presentes en el suelo dependen de
diversos factores ambientales como son
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La mayor parte son heterótrofos, siendo comunes los bacilos esporulados.
Los actinomicetos que son los responsables del olor a tierra mojada.
y en la rizosfera (región donde el suelo y las raíces de las plantas entran en contacto) especies de los géneros Rhizobium.
Pseudomonas.
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Meteorización mecánicaEl agua y el viento
transportan fragmentos de roca a grandes distancias. desgaste que las fracciona en partículas más pequeñas
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Meteorización química (corrosión)
Disuelven materiales menos solublesH2O + NO2 (NO3)
H2O + SO2 Ácidos
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Meteorización orgánica-biológica
Los ácidos producidos por plantas y las bacterias pueden afectar las rocas.
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Los microbios pueden existir varios cientos de metros por debajo de la superficie de la Tierra.
Los mecanismos de sobrevivencia aún no se conocen.
La formación del suelo puede ocurrir en:
El mismo sitio donde la roca es meteorizada.
Pueden ser transportados a otros sitios por:
La gravedad
El viento
El agua
Los glaciares.
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Materia orgánica del suelo
Origen de la materia orgánica del suelo:Bacterias Hongos Algas Líquenes Musgos y plantas que crecen sobre o entre los minerales y
las rocas erosionadas.Plantas y animales muertos.
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Contribuyen a la formación de materia
orgánica
la convierten en ácido carbónico o ácidos
orgánicos
disuelven rocas.
Controlan la disponibilidad de muchos nutrientes importantes para las plantas.
Los microbios en el Los microbios en el
suelosuelo
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La actividad microbiana es limitada por el agua (sequía, humedad) y estado de los nutrientes.
La actividad microbiana es clave en la productividad de los suelos.
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Ciclos biogeoquímicosEl planeta Tierra
actúa como un sistema cerrado en el que las cantidades de materia permanecen constantes.
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Los animales requieren compuestos orgánicos más complejos para su nutrición.
La vida sobre la Tierra depende del ciclo de los elementos químicos
Que va desde su estado elemental pasando a compuesto inorgánico y de ahí a compuesto orgánico para volver a su estado elemental.
Los microorganismos son esenciales en estas transformaciones químicas.
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Se pueden hacer controles
Biocontrol de
patógenos por hongos saprobios.
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Raíz de trébol (Trifolium repens) colonizada por hongos micorricios arbusculares.
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Efecto de hongos micorricios sobre el crecimiento de olivos propagados vegetativamente.
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Aspecto de las raíces colonizadas con micorrizas
arbusculares.
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Ciclo del nitrógeno
La fijación biológica de nitrógeno, crucial en el ciclo biogeoquímico del nitrógeno, es considerada, después de la fotosíntesis, como el proceso bioquímico más importante para el mantenimiento de la vida sobre la Tierra.
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FIJACIÓN DE N2
La llevan a cabo las bacterias diazofróficas para su propio crecimiento.
Sólo cuando mueren se liberan al medio los compuestos orgánicos nitrogenados que se transforman en nitrato y amonio.
Que ya pueden asimilarse por las plantas o por otros microorganismos.
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Azospirillum basilense
Bacteria fijadora de N2 que se encuentra con frecuencia en la rizosfera del maíz y otras gramíneas.
Además produce fitohormonas que favorecen el desarrollo de las plantas.
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FIJACIÓN DE N2 EN SIMBIOSIS
Las bacterias de la familia Rhizobiaceae, conocidas con el nombre genérico de rizobios, se caracterizan por infectar las células de las raíces de las plantas leguminosas y formar nódulos.
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Características físicas del suelo
Hay diferentes tipos de suelo y sus características varían dependiendo de la localización y el clima.
Los suelos difieren con profundidad, propiedades físicas, composición química y origen.
Estos pueden clasificarse como suelo.Minerales y orgánicos. Los suelos minerales contienen materia
sólida mayormente inorgánica. Los suelos orgánicos contienen poca materia inorgánica. 10/04/2329
Se denomina horizonte a las capaz que forman el suelo
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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.
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Horizonte A
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Suelo: Horizonte A
Rocas, silicatos
Desechos orgánicos
O2, NH3, CH4, H2S
Lluvia•Inorgánicos granulados•Residuos orgánicos, humus.•Agua (inundado, mojado)•Gases (disueltos y difusos)•Sistemas biológicos (raíces, insectos, microobios)
O2, N2, CO2
Capa de agua
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El horizonte B es la segunda capa
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MATERIAL SÓLIDO DEL SUELO:
material orgánico
material inorgánico.
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MATERIAL INORGÁNICO
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MATERIAL ORGÁNICO:
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TEMPERATURA DE CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Tipo de micro-
organismo
Temperatura óptima
Temperaturas límite
Ejemplo de microorganismo
Psicrófilas
Alrededor 20oC
5 a 30oC Achromobacter
Mesófilas 25 a 37oC 5 a 45oC Staphylococcus, Mayoría de los hongos.
Termófilas Superior a 45oC
40 a 80oC Desulfovibrio, Thermoactinomyce, Algunas algas verdes azules
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7. LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO IÓNICO: Corresponde a la cantidad de iones metálicos que una determinada cantidad de suelo es capaz de intercambiar. Estos intercambios son vitales para que los iones metálicos puedan acceder a la planta.
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8.La modificación o transformación por contaminación Deforestación,… Los factores que conforman un suelo implica un desequilibrio que afecta al resto de los factores y activa normalmente, procesos de regresión en ese suelo.
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TIPOS DE SUELO:
Clasificaremos los suelos de una manera general eligiendo las condiciones climáticas como principal factor.
porque el clima proporciona al suelo un carácter típico determinado con independencia del tipo de roca madre del que procede.
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I- PODZOL:Suelo de climas húmedos y fríos.Tiene abundante materia vegetal.Horizonte A: Arenoso y de carácter ácido. Horizonte B: Recibe materiales coloidales que son arrastrados hasta las zonas más profundas formando en ellos una zona endurecida.
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Suelo de regiones con clima húmedo y veranos cálidos.
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II.-CHERNOZEN:
Horizonte A: rico en humus y en óxidos de hierro lo que le da un color pardo-amarillento.
Horizonte B: rico en carbonato cálcico lo que le da un color gris-pardo.
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III.- LATERITAS:Suelo de regiones tropicales de clima cálido y húmedo.Horizonte A: prácticamente inexistente.
Horizonte B: rico en óxidos de hierro y aluminio lo que le da un color rojizo.
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IV.- SUELOS DESÉRTICOS
Suelo de regiones de clima desértico.Horizonte A: Color gris claro.
Horizonte B: En el se forman nódulos de carbonato cálcico por las aguas de infiltración.
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CONTAMINANTES DE LOS SUELOS
Es una porción de terreno, cuyas cualidades han sido modificadas por el hombre al incorporarse alguno de los siguientes factores:
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Contaminación física:
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Los RESIDUOS COMO AGENTES CONTAMINANTES DE LOS SUELOS
Aquellos productos generados en las actividades de producción y consumo que no alcanzan en el contexto en el que son producidas.
ningún valor económico pudiendo ser debido tanto a la falta de tecnología adecuada para su aprovechamiento como a la inexistencia de un mercado para los posibles productos a recuperar.
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CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS
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CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS
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CLASIFICACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE LOS SUELOS
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Contaminación del suelo
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TRANSPORTE Y DISPERSION DE LOS CONTAMINANTES DEL SUELO
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EFECTOS DE LA CONTAMINACION DE LOS SUELOS.
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La presencia de contaminantes en un suelo supone la existencia de
potenciales efectos nocivos para el
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La presencia de contaminantes en el suelo se refleja de forma directa sobre la vegetación induciendo:
Su degradación.Reducción del numero de especies
presentes en ese suelo.
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Cuando estas sustancias son bioacumulables el riesgo se amplifica al incrementarse las concentraciones de contaminantes a medida que ascendemos en la cadena trófica, en cuya cima se encuentra el hombre
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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.
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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.
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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 aeración, humedad, temperatura y pH.)
Tipo de plantas en el suelo (el sistema de raíces influye en el número y tipo de organismos presentes).
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Bacterias
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Grupos más abundante por su versatilidad metabólicaAutóctonas (crecimiento lento) y alóctonas (más activas).Funciones en el suelo:Producción de materia orgánica.Oxidación de compuestos (NO3-, SO42-,etc) nutrición vegetal.Interacciones sinérgicas y antagónicas.Procesos biogeoquímicos.Principales bacterias aisladas del suelo:Gram (+): Bacillus (resiste condiciones extremas), ArthrobacterGram (-): Pseudomonas.
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Factores ambientales que regulan la población:Tº mesófilas tolerantes al frío Humedad 50 - 75 % Variaciones pH estacionales Nutrientes orgánicos e inorgánicosActinomicetos10 – 50 % de la población microbiana total del suelo.Participan en procesos de:Degradación de compuestos resistentesFormación del humusEnfermedades de vegetalesAntagonismos microbianos ATBFactores ambientales que regulan la población: Tº - pH - Humedad - O2 - Materia Orgánica Principales géneros que encontramos en el suelo: Streptomyces (90 %) y Nocardia
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Las bacterias antárticas podrían remediar la contaminación con hidrocarburos
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Noticias científicas: Bacteria que limpia suelo contaminado.
Hongos
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Cientos de especies se encuentran en el suelo, generalmente cerca de la superficie donde prevalece una condición aeróbica.
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.
AlgasMayormente encontramos algas verdes y
diatomeas en la superficie o cerca de ésta ya que necesitan luz para llevar a cabo fotosíntesis.
Estas juegan un papel importante en suelos erosionados o desérticos, ya que como son fotosintéticos inician la acumulación de materia orgánica en esa área.
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Debido a que las algas dependen de la luz solar y de la fotosíntesis para proveer sus necesidades energéticas, viven cerca de la superficie del suelo.
La población algal disminuye en períodos de oscuridad o de baja temperatura.
Las algas son una fuente de nutrientes para un número considerable de habitantes del suelo, incluyendo protozoarios, hongos, lombrices de tierra y nemátodos.
En suelos áridos, son comunes los líquenes, que son una simbiosis de alga-hongo.
Algas
ProtozoariosSon importantes en la cadena alimentaria, ya que su modo de nutrición es la ingestión de bacterias controlando así la población bacteriana.
Son encontrados en la mayoría de los suelos en una densidad de 104 a 105 organismos por gramo de suelo. Generalmente se encuentran cerca de la superficie debido a que requieren oxígeno. Los Protozoarios son predadores de algas y bacterias del suelo.
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Virus
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La rizósfera
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Interacción entre los microorganismos del suelo
Relaciones simbióticas:
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Un ejemplo de comensalismo 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.
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Relación negativa.
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)
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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. metano4. sulfuros5. Enzimas líticas (éstas rompen la pared
celular de las bacterias)
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Competencia Es una asociación negativa que resulta de la competencia entre especies por nutrientes esenciales
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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
10/04/2391
Bibliografía:
Internet Google,Altavista ,Terra,(microbiología del suelo)
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Vela, G.R. y Rosenthal, S. (1972). The effect of peptone on azotobacter morfology. J. Bacteriol. 111, 260-266.
María Cecilia Arango Jaramillo
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