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Microbiología del suelo

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  1. Microbiología del suelo María Cecilia Arango Jaramillo

  2. El suelo: Un biotopo, prácticamente ignorado María Cecilia Arango Jaramillo

  3. 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. María Cecilia Arango Jaramillo

  4. Los nutrientes inorgánicos que utilizan las plantas provienen de la atmósfera y de la meteorización de las rocas de la corteza terrestre. María Cecilia Arango Jaramillo

  5. Meteorización de la corteza terrestre • Los minerales son compuestos inorgánicos que normalmente están formados por dos o más elementos en proporciones de peso determinadas • Ejemplo: • El cuarzo( SiO2 ) • La calcita (CaCO3). María Cecilia Arango Jaramillo

  6. Las rocas se dividen en tres grupos según su origen y formación: • Ígneas • Granito, basalto, cuarzo, feldespato • Sedimentarias • esquistos, areniscas, piedra caliza • Metamórficas • Areniscascuarcita, • Esquisto  pizarra • Piedra caliza  mármol María Cecilia Arango Jaramillo

  7. María Cecilia Arango Jaramillo

  8. Procesos de meteorización  desintegración física y descomposición química de los minerales y las rocas superficiales  producen los materiales inorgánicos que formarán los suelos María Cecilia Arango Jaramillo

  9. Los suelos tienen diferente origen y composición Por lo tanto la microfauna asociada a ellos también María Cecilia Arango Jaramillo

  10. La meteorización implica procesos: Mecánicos congelamiento y descongelación calentamiento y enfriamiento, Químicos El agua se introduce entre las partículas, y los materiales solubles se disuelven en ella. Biológicos CO2 de la respiración y otras sustancias descomponen las rocas María Cecilia Arango Jaramillo

  11. Meteorización mecánica El agua y el vientotransportan fragmentos de roca a grandes distancias desgaste que las fracciona en partículas más pequeñas María Cecilia Arango Jaramillo

  12. H2O + SO2 H2O + NO2 (NO3)  Meteorización químia (corrosión) Ácidos  Disuelven materiales menos solubles María Cecilia Arango Jaramillo

  13. Meteorización orgánica-biológica • Los ácidos producidos por plantas y las bacterias pueden afectar las rocas. María Cecilia Arango Jaramillo

  14. 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. María Cecilia Arango Jaramillo

  15. 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 María Cecilia Arango Jaramillo

  16. 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 suelo María Cecilia Arango Jaramillo

  17. 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. María Cecilia Arango Jaramillo

  18. Los microbios pueden existir varios cientos de metros por debajo de la superficie de la Tierra Los mecanismos de sobrevivencia aún no se conocen María Cecilia Arango Jaramillo

  19. Sección vertical del suelo: • Variaciones en el color • Cantidad de materia orgánica viva o muerta (incluye microorganismos) • Porosidad • Estructura • Grado de meteorización. María Cecilia Arango Jaramillo

  20. Horizontes del suelo • Horizonte A • Horizonte B • Horizonte C María Cecilia Arango Jaramillo

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

  22. Lluvia O2, N2, CO2 • Inorgánicos granulados • Residuos orgánicos, humus • Agua (inundado, mojado) • Gases (disueltos y difusos) • Sistemas biológicos (raíces, insectos, microobios) Desechos orgánicos O2, NH3, CH4, H2S Suelo: Horizonte A Rocas, silicatos Capa de agua María Cecilia Arango Jaramillo

  23. 2500 millones de bacterias + medio millón de hongos + 50 000 algas + 30 000 protozoos En un gramo de suelo del horizante A pueden haber: María Cecilia Arango Jaramillo

  24. Región de acumulación Horizonte B: María Cecilia Arango Jaramillo

  25. 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 María Cecilia Arango Jaramillo

  26. 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. María Cecilia Arango Jaramillo

  27. 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 CO2,H2S, CH4 O2 Hifa Bacterias Composición del suelo Materia orgánica Arena Arcilla María Cecilia Arango Jaramillo

  28. Los fragmentos de roca y minerales en el suelo varían en tamaño: Partícula Diámetro en micrómetros Arena gruesa >200 - 2000 Arena fina >20 - 200 Limo 2 - 20 Arcilla <2 María Cecilia Arango Jaramillo

  29. Los suelos están divididos según su textura: Arenoso arcillosos: 35% o más de arcilla y 45% o más de arena Limo-arcillosos: 40% de arcilla y 40% o más de limo Margosos o francos: contienen igual proporción de arena, limo y arcilla. Ideales para la agricultura. María Cecilia Arango Jaramillo

  30. La textura del suelo influye en las comunidades de microorganismos porque de ella depende la aireación y la disponibilidad de agua María Cecilia Arango Jaramillo

  31. Los nutrientes inorgánicos para microorganismos y plantas están presentes en la solución del suelo como iones. OH- OH- OH- HCO3- HCO3- HCO3- SO4-2 SO4-2 NO3- NO3- Ca+ + Ca+ + Arcilla - Na+ K+ K+ H+ Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Intercambio de catiónico María Cecilia Arango Jaramillo

  32. Intercambio catiónico: Los cationes apresados por las partículas de arcilla pueden: Ser reemplazados por otros cationes Ser liberados a la solución del suelo para ser tomados por plantas ymicroorganismos. Partículas de arcilla: componentes esenciales de los suelos productivos. María Cecilia Arango Jaramillo

  33. Los aniones (NO3-, SO4-2, HCO3-, y OH-) son lixiviados del suelo más rápidamente que los cationes ya que no pueden fijarse a las partículas de arcilla. El fosfato, no puede ser arrastrado, ya que: Forma precipitados insolubles Es absorbido o adsorbidoen la superficie de compuestos que contienen hierro, aluminio y calcio. María Cecilia Arango Jaramillo

  34. La acidez o basicidad del suelo está relacionada con la disponibilidad de nutrientes inorgánicos para el crecimiento de plantas y microbios. Los suelos varían mucho en su pH, y muchos microorganismos tienen un estrecho margen de tolerancia. María Cecilia Arango Jaramillo

  35. La gente desconoce que cuando tiene un gramo de tierra en el hueco de la mano, tiene entre un millón y mil millones de seres vivos en esa mano. María Cecilia Arango Jaramillo

  36. Una muestra de suelo contiene: Insectos ápteros Arácnidos Sobretodo filamentos de hongos y de bacterias. María Cecilia Arango Jaramillo

  37. La cuenta de gérmenes por suspensión- dilución muestra más de un millón de gérmenes por gramo de tierra arable La riqueza de especies y la complejidad de la delgada capa cultivable condicionan la vida sobre la tierra, del mismo modo que la fotosíntesis. María Cecilia Arango Jaramillo

  38. CO2 Caída de ramas, hojas, frutos.. Microfauna del suelo Microorganismos del suelo Mineralización Humificación Ciclo de la materia orgánica Restos vegetales desaparecen bajo la acción de la microfauna y la microflora del suelo Fotosíntesis María Cecilia Arango Jaramillo

  39. CO2 Caída de ramas, hojas, frutos.. Acidez frena actividad microbiana Microfauna del suelo Descomponedores casi ausentes: hongos y bacterias Mineralización Humificación • Amontonamiento de acículas de varios centímetros. Fotosíntesis Acumulación María Cecilia Arango Jaramillo

  40. Papel de la microfauna del suelo: Disgregación de la materia orgánica Diseminación de la microflora María Cecilia Arango Jaramillo http://www.aecientificos.es/ElSuelo.html

  41. ELECCIÓN TRÓFICA: Régimen alimentario microfauna Seleccionan los alimentos para los microbios Multiplicación de la microflora de las heces Heces Invasión por los microbios del suelo Aumentar las superficies de ataque para los microbios. Diseminación pasiva Transporte accidental en la superficie del cuerpo Reutilización por otros organimos Diseminación activa con las heces de la microflora intestinal Disgregación de la materia orgánica Reincorporación de microorganismos al suelo María Cecilia Arango Jaramillo

  42. 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, y en el siguiente orden María Cecilia Arango Jaramillo

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

  44. Plantas y microorganismos son complementarios: unos fabrica materias carbonadas, otros libera minerales María Cecilia Arango Jaramillo

  45. Material mineral no utilizado por los microorganismos CO2 Microorganismos H2O CAPA VEGETAL DEL SUELO Materia inorgánica Materia orgánica  Hojas de las plantas  Fotosíntesis  Raíces de las plantas María Cecilia Arango Jaramillo

  46. Cuando se añade materia orgánica a los suelos agrícolas, las bacterias consumen todo el carbono disponible. Consecuencia: rarefacción, e incluso desaparición, de los microorganismos. Para estos casos, la naturaleza ha creado sistemas de protección para que los microorganismos sobrevivan Protección de los microorganismos ante desequilibrios ambientales María Cecilia Arango Jaramillo

  47. Estructuras de protección de los hongos Clamidospora:célula latente, con pared gruesa y cuyo contenido es rico en reservas Esclerote: esfera cuyo envoltorio externo está constituido de hifas muertas de pared gruesa, y el centro de filamentos vivos ricos en reservas, en estado latente. María Cecilia Arango Jaramillo

  48. Las (Gram+) forman endosporas. Susceptibles de sobrevivir muchos años en condiciones desfavorables. Las Gram- están desprovistas de mecanismos de resistencia Forman agregados biológicos cuando las condiciones son desfavorables La actividad celular y las divisiones, se hacen más lentas. Estructuras de protección delas bacterias María Cecilia Arango Jaramillo

  49. Numerosos procariotas para protegerse exudan en su superficie polisacáridos que se adhieren a láminas de arcilla. Son estructuras que permiten la supervivencia de las bacterias Se forman cuando las condiciones ambientales llegan a ser desfavorables Desaparecen cuando las condiciones pedológicas vuelven a ser adecuadas María Cecilia Arango Jaramillo

  50. Estas formaciones tienen un diámetro que varía de 10 a 1000 mm y pueden contener varios miles de gérmenes. María Cecilia Arango Jaramillo