TEÓRICO IV TEMARIO UNIDAD IV: Ecología microbiana del suelo. Distribución de los microorganismos. Interacciones biológicas entre microorganismos y microorganismos-planta. Efecto rizosférico.   UNIDAD V: Degradación de compuestos orgánicos en el suelo. Tipo de materia orgánica. Sucesiones microbianas de la descomposición. Balance humificación y deshumificación. Tasa de descomposición (k).

UNIDAD IV: ECOLOGIA MICROBIANA Relación de los microorganismos con el ambiente donde habitan: fracción abiótica (el hábitat): suelo partículas minerales (arena, limo, arcilla) agua y solutos gases (aire) compuestos orgánicos una fracción biótica (los componentes vivos): raíces fauna (detritívoros) microorganismos (descomponedores).

ESTAMENTO DESCOMPONEDORES BIOMASA MICROBIANA DEL SUELO P= V x D= 10-12 cm3 x 1.5g/cm3 = 1.5 x10-12 g Bacterias/g suelo = 109 Biomasa de bacterias/g suelo = 109 x 1.5 x10-12 g = 1.5 x10-3 g Biomasa por Ha Peso de 1 Ha = V x D V= 10.000 m2 x 0.2m = 2.000 m3 Densidad del suelo = 1 gr/cm3 P = 2.000 m3 x 1.000 Kg/m3 = 2 x106 Kg Biomasa de bacterias por Ha = 2x106 Kg x 1.5x10-3 Kg = 3.000 Kg/Ha

DISTRIBUCIÓN DE LOS MICROORGANISMOS EN EL SUELO Alta variabilidad espacial. Alta variabilidad temporal. En relación con: Contenido de humedad. Contenido de materia orgánica. Cantidad de oxígeno. Estructura del suelo (agregados). Presencia de microfauna. Presencia de raíces vivas.

Estructura de un agregado de suelo y sedimentos

INTERACCIONES MICROBIANAS 1 - Sinergismos Comensalismo Remoción de sustratos. Liberación de sustancias bióticas: AA, Vitaminas, bases. Remoción de inhibidores: destrucción de toxinas, reducción de presión osmótica, variación de O2 y pH. Protección ,albergue y superficies adecuadas. Mutualismo Síntesis y degradación de moléculas. Simbiosis Hábitat, nutricional, no casual, específica.

MUTUALISMO: Azospirillum REFERENCIAS Azospirillum lipoferum A y C cultivados en medio líquido B y D cultivados en medio sólido F: flagelo polar L: flagelos laterales

MUTUALISMO: Azospirillum

SIMBIOSIS: Rhizobium

Imagen de microscopio en la que se observa a la bacteria 'Rhizobium' colonizando la raíz del trébol.

Competencia: inter o intraespecífica 2 - Antagonismos Amensalismo Interacción biológica que se produce cuando un organismo se ve perjudicado en la relación y el otro no experimenta ninguna alteración, es decir, la relación le resulta neutra. Una especie produce sustancias: Inhibidoras (microbiostáticas) Tóxicas (microbiocidas) baja especificidad (ácidos inorgánicos y orgánicos, alcoholes, etc) alta especificidad (antibióticos) Competencia: inter o intraespecífica La capacidad de un organismo para competir depende de: Alta velocidad de crecimiento Tolerancia a factores abióticos Tolerancia a fluctuaciones ambientales Capacidad de multiplicarse a bajas concentraciones de nutrientes limitantes Eficiencia en el uso de nutrientes limitantes Requerimientos de factores de crecimiento (protótrofo aventaja a auxótrofo) Capacidad de sintetizar y almacenar sustancias de reserva. Capacidad de trasladarse a lugar con mejor disponibilidad del nutriente limitante

Parasitismo Predación Parásito: organismo que se nutre a partir de células, tejidos o fluidos de otro organismo denominado hospedante Parásitos facultativos obligados Parásitos endoparásitos (bacteriófagos) ectoparásitos (poco frecuente entre microorganismos) El periodo de contacto entre los organismos es corto y la presa normalmente es muerta y digerida rápidamente. El predator normalmente es de vida libre, de mayor tamaño que la presa y de menor especificidad en sus hábitos alimenticios. Relación entre número de presas y energía de captura (los protozoos consumen bacterias si están próximas, de manera tal que la energía ganada en la predación sea mayor que la necesaria para predarlas).

MATERIA ORGÁNICA EFECTOS SOBRE EL SUELO: TIPOS DE MATERIA ORGÁNICA Retención de agua. Aireación. Agregación. Estructura. Intercambio calórico. Reserva de nutrientes. Regulación de pH. MATERIA ORGÁNICA TIPOS DE MATERIA ORGÁNICA M.O. fresca: rastrojos y excrementos M.O. en descomposición (soluble) M.O. nativa (humus)

MATERIA ORGÁNICA FRESCA COMPUESTOS SIMPLES: HIDRATOS DE CARBONO. PEPTIDOS. AMINOÁCIDOS. citoplasma COMPUESTOS POLIMERIZADOS: PROTEINAS. ÁCIDOS NUCLEICOS. ALMIDÓN. CELULOSA. HEMICELULOSAS. SUSTANCIAS PÉCTICAS. QUITINA. LIGNINA. TANINOS. citoplasma pared celular COMPUESTOS HIDROFOBOS: CERAS. GRASAS. CUTINA.

MATERIA ORGÁNICA FRESCA Composición química de distintos vegetales Constituyentes % de materia seca Centeno joven Alfalfa Acículas de pino Grasas y ceras 2.35 10.41 23.92 Solubles en agua 29.54 17.24 7.29 Hemicelulosas 12.67 13.14 19.98 Celulosa 17.84 23.65 16.43 Lignina 10.61 8.95 22.68 Proteínas 12.26 12.81 2.19 Cenizas 12.55 10.30 2.51 Efecto de la edad en la composición química de la cebada

DESCOMPOSICIÓN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS ENZIMAS: EXTRACELULARES: ECTO O ENDO MOLECULARES. ADSORBIBLES POR ARCILLAS. FACILMENTE DEGRADABLES. FACILIDAD DE DESCOMPOSICION: TIPO DE ENLACE ENTRE MONOMEROS TIPO DE ENLACE ENTRE C. COSTO-BENEFICIO PARA EL MICROORGANISMO.

DESCOMPOSICIÓN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS PROTEÍNAS Aminoácido alifático Aminoácido aromático Aminoácido azufrado Enlace peptídico Enlace puente disulfuro

ALMIDÓN ORGANISMOS AMILOLÍTICOS: MUY DIVERSOS Y ABUNDANTES. - BACTERIAS (con o sin esporas, aerobias y anaerobias, Gram + o -) - HONGOS. - ACTINOMICETES. ENZIMAS: AMILASAS: amilosas 1-4. GLUCOSIDASAS: amilopectinas 1-6. Enlace glicosídico α1-6 Enlace glicosídico α1-4 Amilopectina

ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR DE LAS PLANTAS

FIBRA DE CELULOSA

DESCOMPOSICIÓN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS Estructura de la pectina SUSTANCIAS PÉCTICAS ORGANISMOS PECTINOLÍTICOS: - BACTERIAS (especialmente las patógenas y simbióticas). - HONGOS (patógenos y degradadores primarios). - ACTINOMICETES. Estructura de la pectina

HEMICELULOSAS MICROORGANISMOS: - BACTERIAS (específicas). - HONGOS Y ACTINOMICETES (muy abundantes). ENZIMAS: AMILASAS: amilosas 1-4.

CELULOSA ORGANISMOS CELULOLÍTICOS: - HONGOS (muy abundantes). - ACTINOMICETES. - BACTERIAS (muy específicas: aerobias (Mixobacterias. anaerobias (Clostridium). - PROTOZOOS. ENZIMAS: CELULASA C1 Y Cx, GLUCOSIDASAS β (1-4).

LIGNINA MICROORGANISMOS: - BACTERIAS (especialmente las patógenas y simbióticas). - HONGOS (patógenos y degradadores primarios). - ACTINOMICETES. ENZIMAS: HIDRÓLISIS DE ANILLOS AROMÁTICOS (acción rápida) RUPTURA DE ENLACES (acción rápida). RUPTURA DE ANILLOS (acción lenta).

ÍNDICE DE DESCOMPOSICIÓN COMPUESTOS SOLUBLES + HEMICELULOSAS + PROTEÍNAS CELULOSA + LIGNINA + TANINOS A: Fenoles B: Ceras C: Lignina D: Celulosa E: Hemicelulosas F: Azúcares

M.O. NATIVA: HUMUS ÁCIDOS FÚLVICOS: poco polimerizado peso molecular: 1.000 - 30.000. ÁCIDOS HÚMICOS: muy polimerizados peso molecular: 10.000-100.000.000, con melaninas RADICALES: - Carboxilos. - Fenoles. - Alcoholes. - Metoxilos. - Carbonilos. - Aminas. NÚCLEOS: - Bencenos. - Pirroles (con N).

RELACIÓN HUMUS ARCILLAS-CATIONES - Agregación. - Retención de agua. - Aireación. - Estructura. - Capacidad de intercambio catiónico. - Reserva de nutrientes. - Regulación de pH.

Sucesiones microbianas de la descomposición RESIDUO ORGÁNICO POLÍMEROS (Proteínas – Celulosa Lignina) MONÓMEROS (Glucosa Ácidos orgánicos O 2 SO 4 - NO 3 CO + H2O SH N Fauna Hongos Respiración Fermentación Oxidaciones incompletas MINERALIZACIÓN HUMUS Humificación Volatilización Mineralización NH HPO Oxidación i norgánica Asimilación Acidificación Solubilización

BALANCE MINERALIZACIÓN - HUMIFICACIÓN CO2 M. O. FRESCA HUMUS ÍNDICE DE MINERALIZACIÓN DEL C = CO2/MO (< 1 humificación, >1 deshumificación). ÍNDICE DE HUMIFICACIÓN = ÁCIDOS HÚMICOS/MO TIPO DE HUMUS = ÁCIDOS HÚMICOS/ÁCIDOS FÚLVICOS

FACTORES QUE REGULAN EL BALANCE MINERALIZACIÓN - HUMIFICACIÓN Clima. Cantidad de residuo. Tipo de residuo: cosechas, malezas, verdeos. Composición química de lo residuos. Época de deposición. Manejo: - Tala. - Desmonte. - Sobrepastoreo. - Laboreo. - Fertilización. - Fuego.

VELOCIDAD DE DESCOMPOSICIÓN