La microbiología del suelo: definiciones e importancia

LA MICROBIOLOGÍA DEL SUELO.

Nuestro suelo alberga la mayor parte de la biomasa activa existente en el planeta. Estos organismos presentan diferentes formas, tamaños y funciones, pero todos en conjunto son imprescindibles para el desarrollo de la vida tal y como hoy la conocemos.

1.- LA MACROBIOTA DEL SUELO; MACRORGANISMOS Y MICRORGANISMOS.

2.-LA RIZOSFERA Y TIPOS DE EXUDADOS DE LA RAÍZ.

3.-INTERACCIÓN RIZOSFERA & MICRORGANISMOS.

4.-TÉCNICAS PARA FOMENTAR LA MICROBIOTA DEL SUELO.

1.- MACRORGANISMOS Y MICRORGANISMOS.

Los organismos que viven en el suelo tienen funciones distintas, aunque en realidad la vida de cada uno está ligada a la de los demás y todos tienen un aspecto en común; la gran mayoría utilizan la materia orgánica y la mineral como fuente de nutrientes y energía. Según el tamaño los clasificamos en MICRORGANISMOS Y MACRORGANISMOS.

Los denominados macroorganismos del suelo son todos aquellos que se pueden ver a simple vista; mamíferos, gusanos, moluscos ácaros e insectos artrópodos son los principales macroorganismos que habitan la litosfera a distinta profundidad. Pero los principales macroorganismos en cuanto a presencia e importancia en el mantenimiento y evolución de los suelos son LAS RAICES DE LAS PLANTAS. El principal efecto de los macroorganismos sobre el suelo es sobre las propiedades físicas de este:

• Transportan partículas, tanto orgánicas como minerales, contribuyendo al mezclado de estas entre si y en consecuencia a la formación del complejo arcillo-húmico.
• Las galerías que hacen en el suelo contribuyen a la aireación y drenaje.
• Contribuyen a la agregación de las partículas del suelo.

Pero son los microorganismos los verdaderos intermediarios entre el mudo mineral y el mundo vivo. La mayor concentración de microorganismos se produce en la zona del suelo próximo a las raíces de los vegetales, lo que se conoce como rizosfera. Las plantas en su devenir por la vida producen unos exudados radiculares que contienen, según las especies, entre el 10 y el 50 % de la energía fijada en el proceso de la fotosíntesis; estos exudados están compuestos principalmente por azúcares como la fructosa y la sacarosa y sustancias de reserva como el almidón. Todas estas sustancias son ricas, entre otros componentes, en compuestos carbonatados y sirven de alimento a la microbiota de la rizosfera que, a cambio, solubilizan los minerales que necesita la planta para su ciclo vital, entran en simbiosis con la raíz aumentando su poder de absorción y fijan el nitrógeno atmosférico entre otros muchos beneficios. En la rizosfera, en contacto mismo con las radículas, la densidad de los microrganismos llega a ser tal que, en ocasiones, las raíces aparecen recubiertas por una especie de “manguito” que prácticamente las aísla del suelo; todos los procesos de absorción de nutrientes por parte de la planta se hacen por la intermediación de este recubrimiento microbiano, lo que da idea de las repercusiones que éste puede tener en el desarrollo y la salud de la raíz y, por tanto, del vegetal. En general, el efecto de la rizosfera aumenta progresivamente conforme se va desarrollando la planta; este efecto empieza a ser notorio desde la germinación de las semillas, alcanzando su máximo en el momento de la fructificación y decreciendo lentamente durante la senescencia de la planta o hasta su entrada en hibernación. El descenso es muy lento debido a las substancias nutritivas que encuentran los microorganismos asociados a los restos de las raíces cuando estas o la planta mueren.

La principal contribución de los microrganismos a los suelos es a sus propiedades bioquímicas:

• Fijación del nitrógeno atmosférico.
• Transformación de este nitrógeno en las formas asimilables por las plantas (nitrato NO₃^–, y amonio NH₄⁺).
• Degradación de las moléculas más complejas de materia orgánica para transformarlas en humus. El humus se asocia con las arcillas para formar el complejo arcillo-húmico, lo que favorece la aireación, el almacenamiento de agua y la fertilidad. El humus será mineralizado posteriormente, lentamente, liberando el nitrógeno y otros elementos, que se vuelven así disponibles para las plantas.
• Solubilizan los elementos contenidos en las materias minerales del suelo que están inmovilizados (K, Ca, Mn, Mg, etc.) volviéndolos asimilables para las plantas.

Un suelo equilibrado debe contener las siguientes cantidades de organismos por metro cuadrado:

• 10 a 20 gr/m² de protozoos.
• 100 a 200 gr/m² de lombrices de tierra.
• 50 a 100 gr/m² de otros organismos animales.
• 1.000 gr/m² de hongos.
• 1.000 gr/m² de bacterias.
• 300 gr/m² de actinomicetos.

2.-LA RIZOSFERA Y TIPOS DE EXUDADOS DE LA RAÍZ.

La zona del suelo denominada rizosfera la podemos dividir en dos zonas:

• Endorizosfera o rizosfera interna; es la parte comprendida entre la epidermis y la endodermis de la propia raíz.
• Exorizosfera; es la parte del suelo en íntimo contacto con la epidermis de la raíz.

De la raíz escapa de forma pasiva o son aportados de forma activa distintas sustancias procedentes del propio metabolismo de la planta:

• Exudados. Son principalmente azúcares, ácidos orgánicos y aminoácidos y la proporción de cada uno de ellos dependerá de la composición del citoplasma de las células. Son compuestos de bajo peso molecular que salen de forma pasiva de las células jóvenes de la raíz y son fácil y rápidamente procesados por los microrganismos de la rizosfera. Las materias carbonadas (azúcares, almidón, celulosa) son la fuente principal de energía de los microorganismos, pero para su desarrollo necesitan también de nitrógeno, pues para la descomposición de 30 g de celulosa se precisa 1 g de nitrógeno. Esto permite comprender la importancia de la relación C/N en los aportes orgánicos.
• Secreciones. Son sustancias de alto peso molecular, generalmente polisacáridos y salen de las raíces jóvenes de las plantas de forma activa. En la rizosfera, en contacto mismo con las radículas, la densidad microbiana llega a ser tal que cuando se mezclan estos polisacáridos exudados por las plantas con los expulsados por las bacterias próximas a la rizosfera se forma una especie de mucílago que rodea a la raíz y que denominamos MUCIGEL o BACTERIORRIZA; todas las actividades nutritivas de la planta se hacen por la intermediación de este recubrimiento microbiano, lo que da idea de las repercusiones que éste puede tener en el desarrollo y la salud de la raíz y, por tanto, del vegetal.

En este punto haremos hincapié de lo necesario de realizar aportaciones periódicas de sustancias que promuevan el crecimiento de nuevas raíces durante la mayor parte del ciclo de cultivo de nuestras plantas.

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• Lisatos. Son compuestos orgánicos que provienen de la muerte de las células de las raíces viejas. Cuanta más edad tenga la planta mayor es el aporte de este tipo de sustancias.

Las sustancias antes vistas provocan en la rizosfera la concentración de:

• Bacterias amonificantes; son aquellas que transforman el nitrógeno orgánico (aminoácidos exudados por la raíz) en amoniaco (NH₃). Este amoniaco posteriormente es transformado a nitrato (NO₃^–) por otro tipo de bacterias que serán el objeto de otro artículo.
• Bacterias fijadoras del nitrógeno atmosférico.
• Hongos.
• Sustancias estimulantes del crecimiento radicular secretadas por la microbiota concentrada en la rizosfera.
• Sustancias tóxicas procedentes de la transformación por parte de la microbiota de la rizosfera de sustancias secretadas o exudadas por la propia planta.

3.-INTERACCIÓN RIZOSFERA & MICRORGANISMOS.

• Unidades Formadoras de Colonias (UFC). Este término hace referencia a numero de colonias que se pueden desarrollar en una placa Petri con agar como sustrato, después de sembrar en ella una muestra de suelo que ha sido lavado un cierto número de veces. Un valor de UFC/g de suelo de 5×10^-4 significa que después de haber lavado una muestra de suelo 4 veces y depositada esta en la placa Petri con agar como sustrato se han desarrollado 5 colonias.
• R/S. Esta relación se refiere al número de microrganismos presentes en la rizosfera respecto a los que hay en el suelo no rizosférico.

Una vez explicados los dos términos anteriores pasamos a describir los distintos tipos de asociación planta & microrganismos que se pueden presentar en un suelo:

1. Asociaciones neutras. Es la que surge de la acción de los microrganismos saprófitos; entran en competencia con la raíz por los nutrientes, pero a la vez y al excretar protones, acidifican el medio y favorecen la solubilización de ciertos nutrientes. En este grupo también se encuentran las bacterias fijadoras de nitrógeno y las bacterias que intervienen en los procesos de desnitrificación y de solubilización del fósforo.
2. Asociaciones perjudiciales. Son aquellas que derivan en enfermedades del sistema radicular y los patógenos entran principalmente por heridas y por las zonas de elongación de las raíces.
3. Asociaciones beneficiosas. Las interacciones benéficas más importantes son aquellas que incluyen a las bacterias noduladoras de las leguminosas y a los hongos que micorrizan con la raíz las cuales serán objeto de un artículo por separado.

4.-TÉCNICAS PARA FOMENTAR LA MICROBIOTA DEL SUELO.

Desde que el hombre empezó a domesticar a las plantas para adaptarlas a su modo de vida, la fauna edáfica autóctona empezó a sufrir cambios. Hoy en día y debido a la modificación de las especies vegetales que habitan nuestros suelos, esta microbiota autóctona se ha visto reducida, de ahí la necesidad cada vez mayor de tener que realizar aportes de sustancias regeneradoras del suelo. La nueva agricultura moderna no puede obviar que una producción sostenible pasa principalmente por el cuidado del suelo. A continuación, veremos cómo hacer un cultivo sin que los suelos paguen por ello:

1. Cambio de la cobertura natural autóctona por un cultivo. El establecimiento de un cultivo alóctono en un suelo conlleva una mortandad de los microrganismos autóctonos que no son capaces de adaptarse a las nuevas condiciones de la rizosfera. La mayoría de los cultivos que vemos en nuestros campos proceden de lugares lejanos y existen microrganismos que son más versátiles y se adaptan a este tipo de cambio tan brusco pero la inmensa mayoría sucumbe.
2. El laboreo. Si nos fijamos, cada vez se ven menos labores de vertederas, esas vertederas profundas que daban la vuelta al suelo dejando al aire capas de este que de otra manera jamás verían la luz del sol. Con el paso de los años se ha demostrado que esta práctica tan habitual no hace tanto tiempo, promueve la microbiota aeróbica, es decir, las bacterias en detrimento de los hongos, y con ellas los organismos que se alimentan de ellas; los denominados bacteriófagos (nematodos y protozoos). Estos organismos producen una rápida descomposición de los residuos orgánicos y una rápida mineralización de los nutrientes, con la consiguiente lixiviación de aquellos que no asimila la planta y no son fijados en el complejo de cambio del suelo, como los nitratos y los fosfatos. Hoy en día la tendencia es al laboreo más superficial.

De todas formas, el laboreo rompe los micelios de los hongos, compacta la tierra disminuyendo su aireación, y por último esta el tema de las rotaciones de cultivos; esta práctica se hace para dejar a las plagas si su hospedador preferido, pero a la misma vez hacemos que la microbiota del suelo que había empezado a familiarizarse con esa rizosfera, tenga que cambiar de repente y empezar a adaptarse a otra.

1. El uso de agroquimicos. De las tres familias de agroquímicos más utilizados, insecticidas, herbicidas y fungicidas solo estos estos últimos tienen efecto sobre los microorganismos del suelo a las dosis recomendadas. Los insecticidas y herbicidas a altas dosis también resultan perjudiciales.