Microbiología del suelo

Presentación del tema: "Microbiología del suelo"— Transcripción de la presentación:

1 Microbiología del suelo

2 Se considera a Winogradsky ( ) 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 encontramos a: Beijerinck, Waksman, Fleming, Pasteur y Koch.

3 . ES UNO DE LOS RECURSOS NATURALES MENOS INVESTIGADO.
AUNQUE GENERALMENTE NO SEA EVIDENTE A SIMPLE VISTA, EL SUELO ESTÁ ENTRE LOS HÁBITATS MÁS VARIADOS. .

4 Un biotopo, prácticamente ignorado.
El suelo: Un biotopo, prácticamente ignorado. 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 Suelo Fracción Mineral. Fracción Orgánica. Agua Aire Organismos vivos. Biotopo (del griego βíος bios, "vida" y τόπος topos, "lugar"), en biología y ecología, es un área de condiciones ambientales uniformes que provee espacio vital a un conjunto de flora y fauna. El biotopo es casi sinónimo del término hábitat con la diferencia de que hábitat se refiere a las especies o poblaciones mientras que biotopo se refiere a las comunidades biológicas.1 Término que en sentido literal significa ambiente de vida y se aplica al espacio físico, natural y limitado, en el cual vive una biocenosis. La biocenosis y el biotopo forman un ecosistema. La noción de biotopo puede aplicarse a todos los niveles del ecosistema: en un extremo se puede considerar el biotopo general, como el mar, formado por las comunidades vegetales, animales y de microorganismos que le corresponden, y en el otro extremo se puede considerar el biotopo local, como puede ser un arrecife coralino, con su fauna y vegetación característica asociada. Por lo tanto, el biotopo puede ser homogéneo desde el punto de vista ecológico, o puede comprender un conjunto de residencias ecológicas distintas, como es el caso de un río y su tramo alto, medio y bajo, donde viven, en cada uno de ellos, comunidades animales y vegetales diferentes. 

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8 EL SUELO Es el principal medio en el que crecen las plantas.
Es el soporte físico que continuamente les proporciona: Los nutrientes inorgánicos. El agua. El entorno gaseoso adecuado para los sistemas radicales.

9 Los nutrientes inorgánicos que utilizan las plantas provienen:
de la atmósfera, de la mineralización de la materia orgánica y de la meteorización de las rocas de la corteza terrestre.

10 Horizontes del suelo

11 Horizonte A: Contiene la mayor parte del material orgánico del suelo, vivo o muerto: Grandes cantidades de partes de plantas y hojas muertas. Insectos y otros artrópodos pequeños. Lombrices de tierra. Organismos descomponedores. Nemátodos La región más superficial y de mayor actividad física, química y biológica.

12 Residuos inorgánicos granulados.
O2, N2, CO2 Residuos inorgánicos granulados. Residuos orgánicos, humus. Agua Gases Raíces, insectos,microbios. Desechos orgánicos Lluvia O2, NH3, CH4, H2S Suelo: Horizonte A Rocas, silicatos Capa de agua

13 En un gramo de suelo del horizonte A pueden haber:
2.500 millones de bacterias + medio millón de hongos algas protozoos

14 Horizonte B:

15 Hay pocos microorganismos
El horizonte B: Contiene mucho menos material orgánico y está menos meteorizado que el horizonte superior. Hay pocos microorganismos Algunos materiales del horizonte A, llegan al B por filtración del agua a través del suelo: Óxido de hierro. Partículas arcillosas. Pequeñas cantidades de material orgánico.

16 Los microorganismos son escasos.
Horizonte C: Compuesto por rocas y minerales fragmentados y meteorizados de los cuales se ha formado el suelo verdadero de los horizontes superiores. Los microorganismos son escasos.

17 Influencia del ambiente del suelo en las poblaciones de microorganismos

18 POBLACIONES DE MICROORGANISMOS
Factores que afectan en mayor grado a las poblaciones de microorganismos: pH DEL SUELO Acidez- Alcalinidad TEMPERATURA POBLACIONES DE MICROORGANISMOS DISPONIBILIDAD DE OXÍGENO, AGUA Y SUSTANCIAS NUTRITIVAS TÉCNICAS DE MANEJO DEL SUELO

19 REQUERIMIENTOS NUTRITIVOS
Utilización de energía lumínica. Oxidación quimioautotrófica de materias inorgánicas. Respiración heterótrofa de materia orgánica. Fermentación de materia orgánica.

20 Los microbios en el suelo
Controlan la disponibilidad de muchos nutrientes importantes para las plantas. Contribuyen a la formación de materia orgánica.

21 Papel de la población microbiana del suelo:
Mineralización (descomposición) de la materia orgánica: proporciona a la planta los nutrientes necesarios para su desarrollo. Plantas y microorganismos son complementarios: unos fabrican materias carbonadas, otros liberan minerales.

22 Ciclo de la materia orgánica
CO2 Restos vegetales desaparecen bajo la acción de la microfauna y la microflora del suelo. Fotosíntesis Caída de ramas, hojas, frutos.. El árbol transforma el CO2 atmosférico, vía fotosíntesis en polímeros carbonados cada vez más complejos. Por este hecho, no hay ninguna necesidad de materias orgánicas y muy bien puede desarrollarse el árbol en un medio puramente mineral. En ausencia de descomponedores (bacterias y hongos) la cubierta vegetal que cae anualmente (hojas, ramas, etc.) se acumularía en la superficie del suelo. Este es el caso en los pinares, donde la presencia de coníferas conlleva una acidez que frena o inhibe la actividad microbiana y provoca el amontonamiento de acículas de varios centímetros. Microfauna del suelo Microorganismos del suelo Mineralización Humificación

23 Papel de la microfauna del suelo:
Disgregación de la materia orgánica. Diseminación de la microflora.

24 Diseminación activa con las heces de la microflora intestinal.
ELECCIÓN TRÓFICA: Régimen alimentario de la microfauna.  Seleccionan los alimentos para los microbios. Reutilización por otros organimos. Multiplicación de la microflora de las heces. microfauna Disgregación de la materia orgánica. Reincorporación de microorganismos al suelo. Heces Aumentan las superficies de ataque para los microbios. En condiciones normales, estas cubiertas vegetales desaparecen más o menos rápidamente bajo la acción combinada de la pedofauna (con il termine di pedofauna o fauna edafica o fauna tellurica si indicano tutti gli organismi animali che vivono in un suolo (greco, pedon)) y la microflora telúrica (5,7,8). Las materias orgánicas van a incorporarse al suelo. Los insectos (colémbolos) y los arácnidos (ácaros) (figura 2) van a fragmentar los restos orgánicos y por ello van a aumentar las superficies de ataque para los microorganismos. Pero también van a actuar de manera indirecta seleccionando sus alimentos (elección trófica). Esto no es forzosamente un inconveniente para los gérmenes. En el tubo digestivo del animal, una parte se digiere, pero otra se expulsa con las heces, pudiendo colonizar nuevos substratos. El colémbolo o el ácaro diseminarán así los hongos y las bacterias a grandes distancias (guardando las proporciones: 1 m) y se concentrará en la superficie la materia orgánica fresca (diseminación activa). También pueden transportar los gérmenes de manera accidental en la superficie de su cuerpo (diseminación pasiva) (9). Invasión por los microbios del suelo. Diseminación pasiva: Transporte accidental en la superficie del cuerpo. María Cecilia Arango Jaramillo

25 Plantas y microflora: organismos complementarios, en la mineralización de la materia orgánica.
Los residuos orgánicos no consumidos van a ser degradados por la microflora. Son los hongos, en primer lugar, los que van a atacar a la materia orgánica fresca.

26 Mineralización de la materia orgánica
Descomposición de hojas (Sucesión) Tiempo (las fases pueden ser simultáneas) Hongos: glucófilos utilización de las sustancias hidrosolubles Hongos celulolíticos: metabolismo de la celulosa. Hongos lignolíticos : degradación de la lignina. Bacterias: transforman residuos fúngicos y productos no consumidos por las hifas.

27 EL SUELO CONTIENE UNA GRAN VARIEDAD DE MICROORGANISMOS

28 Composición del suelo Los suelos están formados de materia sólida y espacio poroso. El espacio poroso es ocupado por diferentes proporciones de aire y agua, dependiendo de las condiciones de humedad. Poro Película de Agua Materia orgánica Arena O2 CO2,H2S, CH4 Arcilla Bacterias Los suelos están formados de materia sólida y espacio poroso (el 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 agua en el suelo está principalmente presenten forma de una fina película alrededor de la superficie de las partículas del suelo. La materia sólida de los suelos consta de materiales orgánicos, en proporciones que varían ampliamente para diferentes suelos. 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. Hifa (hongos)

29 Bacterias Grupo más abundante por su versatilidad metabólica
Autóctonas (crecimiento lento) y alóctonas (más activas). Funciones en el suelo: Degradación de compuestos resistentes. Enfermedades de vegetales. Producción de materia orgánica. Formación del humus. Oxidación de compuestos (NO3-, SO42-,etc)  nutrición vegetal. Interacciones sinérgicas y antagónicas. Antagonismos microbianos  ATB Procesos biogeoquímicos. Principales bacterias aisladas del suelo: Gram (+): Bacillus (resiste condiciones extremas), Arthrobacter. Gram (-): Pseudomonas.

30 Bacterias La mayor parte son heterótrofas, siendo comunes los bacilos esporulados. Los Actinomicetos son los más abundantes en el suelo, resisten condiciones secas y pueden sobrevivir en suelos desérticos. Ejemplos: Nocardia, Arthrobacter y Streptomyces. Las bacterias del género Streptomyces además de producir antibióticos, producen metabolitos llamados geosminas las cuales dan al suelo su olor característico (a tierra mojada). En la rizosfera (región donde el suelo y las raíces de las plantas entran en contacto) existen especies de los géneros Rhizobium y Pseudomonas. Nocardia Streptomyces

31 Hongos Viven generalmente cerca de la superficie donde prevalece una condición aeróbica. Algunos son de vida libre y otros como las Micorrizas, viven en forma simbiótica con las raíces de plantas. Son comunes, especies de los géneros Candida, Aspergillus, Penicillium, Rhizopus y Mucor. Algunos hongos son importantes patógenos de las plantas atacando al trigo y al maíz entre otros. Los hongos del suelo son extremadamente importantes en la descomposición de la materia orgánica, utilizando la celulosa, la lignina y la 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.

32 Penicillium sp

33 Rhizopus sp

34 Mucor produciendo esporangios negros sobre pan

35 Algas Mayormente se encuentran algas verdes y diatomeas en la superficie o cerca de ésta ya que necesitan luz para llevar a cabo la fotosíntesis. Juegan un papel importante en suelos erosionados o desérticos, ya que como son fotosintéticas inician la acumulación de materia orgánica en esa área. 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.

36 Protozoarios Generalmente se encuentran cerca de la superficie debido a que requieren oxígeno. Los Protozoarios son predadores de algas y bacterias del suelo, controlando así la población bacteriana.

37 MICROBIOLOGIA DEL AIRE

38 El suelo y el agua son la fuente de los microorganismos en la atmósfera.
El polvo transporta los microorganismos del suelo al aire. Las gotas de agua pueden contener microorganismos que penetran en la atmósfera. Las esporas de hongos constituyen la mayor proporción de microorganismos en el aire.