Reconocimiento de la microbiología y sus contribuciones en la agricultura sostenible.

   Microbiología de suelos

 

 

Presentado por:

Angelli Melissa Quilindo Velasco

Ingrid Katherine Chilito Garces

Leidi Yoana Fernandez Caicedo 

Yojan Arbey Trompeta Ipia

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Entregado a:

Franklin Gerardo Ojeda

 

 

Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD

Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y Del Medio Ambiente.

Septiembre 2024

Contenido

 

• Microorganismos presentes en el suelo y algunas características.

• Importancia de los microorganismos en el suelo. (constitución del suelo, procesos metabólicos)

• ¿Cómo puedo identificar y analizar el microbiota que existe en el suelo de mi
finca? (captura de hongos y bacterias)

• ¿Escoge un cultivo y revisa cómo puedes utilizar las micorrizas para su
beneficio?

• ¿Qué soluciones nos pueden dar los microorganismos para para recuperar y bioremediar suelos pobres y contaminados?

Microorganismos presentes en el suelo y algunas caracteristicas

 

La microflora (microorganismos) representada por los virus, las bacterias y los hongos.

Este tipo de organismos viven principalmente en la solución del suelo (agua gravitacional, capilar e higroscópica) y participan en la descomposición de la materia orgánica, así como la meteorización de los minerales del suelo.

Virus: Los virus son partículas de material genómico de ADN o ARN dentro de una capa de proteína, a veces contenida dentro de una envoltura de lípidos. Estas partículas afectan a casi todos los organismos de la Tierra y tienen una gran influencia en la agricultura, la salud y los procesos biogeoquímicos. Sin embargo, se sabe muy poco sobre ellas en un contexto ambiental, y aún menos sobre su diversidad y ecología en el suelo.

Aunque los avances metodológicos recientes han mejorado enormemente la capacidad para estudiar las comunidades virales del suelo en los últimos años, aún no se han explorado en detalle las contribuciones de la ecología viral del suelo a las redes tróficas, los ciclos de nutrientes, la salud y la calidad del recurso. Sin embargo, reportan haber hallado indicios del papel de los virus en los ciclos del nitrógeno (N) y carbono (C) al identificar una correlación entre la abundancia de virus con el contenido de estos elementos en el suelo, así como con la relación C:N. Otros investigadores afirman que cuando la infección viral causa la muerte de la célula huésped, puede movilizar carbono celular en un proceso que quizás ha sido pasado por alto en el ciclo del carbono.

Bacterias: Las bacterias son procariotas que comprenden organismos microscópicos, unicelulares o con las células formando asociaciones simples. La mayoría de las bacterias tienen un diámetro de 0,2 μm y una longitud entre 2-8 μm. Poseen una variedad de formas: redondas o esféricas (cocos), barras (bacilos) y otras como vibrios, espiroquetas que pueden adherirse entre sí formando diversos arreglos bacterianos, poseen diversas formas de metabolismo que los hacen altamente adaptables a diferentes condiciones ambientales. Se encuentran en todos los entornos del planeta, desde aguas termales y respiradores de aguas profundas hasta la atmósfera y la nieve ártica. También pueden colonizar plantas, animales y humanos como patógenos, simbiontes o simplemente formando una comunidad comensal. Algunas son capaces de vivir sin oxígeno (anaerobios), mientras que otras dependen de este elemento para crecer (aerobios), e incluso en algunos casos logran adaptarse para vivir en presencia o ausencia de oxígeno (anaerobios facultativos). Las bacterias forman parte de la microflora vital en la rizosfera al participar en los ciclos biogeoquímicos de nutrientes durante los cuales liberan elementos esenciales para su reciclaje. También descomponen la materia orgánica muerta, son los únicos microorganismos capaces de la fijación biológica de nitrógeno y son responsables de mitigar la toxicidad de los metales pesados. Además, las bacterias promueven el crecimiento y mejoran la productividad de las plantas mediante la secreción de reguladores de crecimiento, lo que también ayuda a la absorción de nutrientes por las plantas.

Hongos: Los hongos son un grupo muy diverso de organismos eucariotas pertenecientes al reino Fungi. Hasta el momento se han descrito alrededor de 100.000 especies, y las estimaciones sobre el número total de especies oscilan entre 0,8 y 3,8 millones. es probable que la gran mayoría de las especies de hongos registradas hasta ahora pasen al menos una parte de su ciclo de vida en el suelo. Estos organismos tienen papeles ecológicos fundamentales como descomponedores, mutualistas o patógenos de plantas y animales. Como los hongos son heterótrofos que dependen del carbono fotosintético como fuente de alimento, las interacciones directas e indirectas con las plantas son una parte importante de su ecología. Los factores climáticos, seguidos de las variables edáficas y espaciales, constituyen los mejores predictores de la riqueza fúngica y la composición de la comunidad a escala global.

Nematodos: Los nemátodos son el grupo de animales más abundante en el suelo y en los ecosistemas acuáticos, y representan alrededor del 80 % de todos los animales de la Tierra. Generalmente, las especies de nemátodos del suelo poseen una longitud  aunque también pueden encontrarse con longitudes de hasta 5 mm. Tienen una población estimada de 4,40 x 1020 individuos, que dependen de las películas de agua que rodean las partículas del suelo para su actividad e intercambio de gases.

Los nemátodos sobreviven a condiciones extremas cerrando su metabolismo, alterando sus vías bioquímicas y la forma del cuerpo y entrando en un estado de latencia (criptobiosis), que es reversible cuando vuelven las condiciones ambientales favorables. Mientras se encuentran en criptobiosis, pueden ser dispersados por el viento. La abundancia de nemátodos del suelo generalmente disminuye al aumentar la profundidad y la distancia de las plantas, ya que muchos de ellos se concentran principalmente en la rizosfera. Una vez están muy cerca de las raíces de las plantas, estos organismos son atraídos por ciertos factores químicos asociados con el crecimiento vegetal, particularmente el CO2 y algunos aminoácidos.

Protozoos: Los protozoos son en su mayoría heterótrofos, unicelulares y eucariotas, y suelen tener una longitud de 10 a 50 μm, pero las muestras más grandes pueden medir hasta 1 mm. Son uno de los miembros de la biodiversidad del suelo menos estudiados debido a desafíos metodológicos, especialmente su aislamiento de la matriz. Hasta ahora se han registrado alrededor de 1.600 especies de protozoos del suelo, muchas de las cuales tienen adaptaciones especiales al entorno. aunque se considera que se distribuyen principalmente en los pocos centímetros superiores del perfil del suelo, también se encuentran a profundidades de más de 200 metros en ambientes de aguas subterráneas.

La mayoría de los protozoos se alimentan predominantemente de bacterias y, al ser considerados como los principales consumidores de las bacterias en los suelos, forman la base del canal de la red trófica bacteriana. Sin embargo, representan una gama mucho más amplia de gremios de alimentación que incluye hongos, cianobacterias, algas, materia orgánica, otros protozoos e incluso fauna del suelo multicelular. Los protozoos, al consumir bacterias, producen un aumento en el contenido de nitrógeno orgánico en el suelo y, por consiguiente, un aumento en la absorción de ese elemento por las plantas, lo que los lleva a concluir que la alimentación de los protozoos estimula fuertemente la mineralización y la reposición del nitrógeno bacteriano.

Importancia de los microorganismos en el suelo. (constitución del suelo, procesos metabólicos)

Raúl Botero Botero MVZ, M. (13 de octubre de 2022). Asocioaciones microbioanas en el suelo. [Imagen].

En la agricultura, la capacidad de los microorganismos no solo se basa en la formación de agregados y mejora de la parte física del suelo, sino que, también, en la parte biológica y molecular, el metabolismo en el suelo esta dado por procesos biológicos y químicos principalmente por los microorganismos.

Principales Procesos Metabólicos:

Descomposición de Materia Orgánica: los microorganismos involucrados son las bacterias, hongos y actinomicetos, estos microorganismos descomponen la materia orgánica compleja (como restos de plantas y animales) en compuestos más simples, liberando nutrientes esenciales como nitrógeno, fósforo y potasio.

Ciclo del Nitrógeno: en la fijación de Nitrógeno las bacterias como Rhizobium convierten el nitrógeno atmosférico en amoníaco, que las plantas pueden utilizar, en la nitrificación las bacterias nitrificantes convierten el amoníaco en nitritos y luego en nitratos, formas de nitrógeno que las plantas pueden absorber y en la desnitrificación las bacterias desnitrificantes convierten los nitratos en nitrógeno gaseoso, que se libera a la atmósfera.

Ciclo del Carbono: En la fotosíntesis las plantas absorben dióxido de carbono (CO₂) y lo convierten en materia orgánica a través de la fotosíntesis, Respiración Microbiana: Los microorganismos descomponen la materia orgánica, liberando CO₂ de vuelta a la atmósfera.

Producción de Enzimas y Fitohormonas: Los microorganismos producen enzimas que descomponen compuestos orgánicos complejos, facilitando la liberación de nutrientes y algunas bacterias y hongos producen hormonas que promueven el crecimiento de las plantas, mejorando su salud y resistencia.

Los microorganismos también son clave en la solubilización de fósforo, donde bacterias como Pseudomonas y Bacillus liberan ácidos orgánicos que permiten que el fósforo esté disponible para las plantas, esto mejora la constitución química del suelo y aumenta la cantidad de nutrientes esenciales.

Otro proceso importante es el ciclo del azufre, en el que bacterias como Thiobacillus oxidan el azufre, transformándolo en una forma que las plantas puedan absorber, esto junto con el ciclo del nitrógeno y el ciclo del carbono, muestra cómo los microorganismos manejan los ciclos biogeoquímicos que son esenciales para la vida en el suelo.

Control biológico: Algunos microorganismos actúan como agentes de control biológico, protegiendo a las plantas de plagas y enfermedades al competir con patógenos o producir compuestos antimicrobianos.

Zoberbac. (2024). Microorganismos [Imagen]. Zoberbac. https://zoberbac.com/wp-content/uploads/2021/09/portada-microorganismos-2-1030x515.png

Los microorganismos juegan un papel importante en la regulación del pH del suelo mediante la producción de ácidos orgánicos, lo que influye en la disponibilidad de nutrientes para las plantas. 

También, los microorganismos endófitos, que viven dentro de las plantas, ayudan a que las plantas absorban mejor los nutrientes y sean más resistentes a enfermedades, lo que indirectamente contribuye a la salud del suelo. Una de las funciones más destacadas de estos microorganismos es la formación de microagregados, las bacterias y hongos producen polisacáridos que unen las partículas del suelo, creando estructuras que mejoran la porosidad, la retención de agua y la circulación de gases, fundamental para que las raíces crezcan bien y para el buen estado general del suelo, además de facilitar los procesos metabólicos.