Recuento de Grupos funcionales
Se define a los Grupos funcionales o fisiológicos del suelo como grupos de
microorganismos que en el suelo cumplen una determinada función. Por ejemplo el grupo de celulolíticos incluye microorganismos que no están emparentados taxonómicamente pero tienen en común su capacidad de degradación de la celulosa.
Para su determinación se emplean medios selectivos. A menudo se usan medios que usan sílico gel como solidificante, el que se impregna de los nutrientes necesarios para el grupo funcional que se desea hacer desarrollar.
Hay ciertos grupos fisiológicos que no se desarrollan formando colonias visibles sobre un medio sólido. Para estos se utilizan los recuentos por NMP (Número Más Probable) en medios líquidos y su determinación se realiza por agregado de un reactivo.
Recuento poblacional
Microflora Total es una técnica que en los estudios microbiológicos de suelo tuvo mucha difusión. La misma consiste en realizar recuento de viables en suspensiones de suelo sobre un medio general para que desarrolle la mayor cantidad de microorganismos presentes. Los medios más frecuentemente utilizados son: Agar Extracto de Levadura Glucosado y Agar Extracto de Suelo. Estos medios son los que dan los mejores recuentos. Aún utilizando estos medios nunca se logra recontar la totalidad de los microorganismos presentes. Solo se puede estimar entre un 1 a un 10% de lo obtenido en recuento microscópico directo. Las algas, los quimoautótrofos y muchos otros no desarrollan. A su vez desarrollan pocos hongos ya que estos son inhibidos por el desarrollo bacteriano. Para realizar un recuento de hongos se utiliza un medio selectivo para ellos como es el Agar Rosa de Bengala Estreptomicina.
MICROORGANISMOS DEL SUELO
Estudio de los microorganismos del suelo
Estimación de biomasa microbiana
Respiración inducida por incorporación de sustrato
Esta metodología consiste en medir la cantidad de CO2 producido por la respiración en una muestra de suelo inmediatamente después de la incorporación de un sustrato fácilmente descomponible (generalmente se emplea la glucosa). Generalmente se realiza la medición dentro de las tres horas posteriores a la incorporación del sustrato.
Dada las pequeñas cantidades de CO2 que se miden debe realizarse con equipos como un cromatógrafo de gases, un analizador de gases o un medidor de CO2 por absorción de luz infrarrojo.
Medición de ATP
El empleo de la medición de ATP como estimador de la masa microbiana se fundamenta en que este compuesto está relacionado a células vivas, ya que cuando se libera al suelo es degradado muy rápidamente. Para estimarlo se realiza una separación de los componentes sólidos del suelo y se combina con una enzima que en presencia de ATP emite luz. La intensidad de la luz emitida es medida en un
luminímetro. (Cuanto mayor luz es emitida hay más cantidad de ATP y por lo tanto mayor masa microbiana).
Biomasa microbiana por Fumigación-incubación
Una de las determinaciones que en los últimos años ha tenido gran difusión en la investigación relacionada a la población microbiana global de un suelo es la de Biomasa Microbiana. Esta consiste en aplicar la acción de un fumigante (cloroformo) a una porción de suelo y luego reinocularlo; finalmente se mide la cantidad de CO2 que se produce a partir de la muestra. La masa microbiana se estima por la relación que existe entre el CO2 producido en las muestras fumigadas y en otras que no se le aplica fumigación. En las muestras fumigadas hay una extramineralización de la materia orgánica provocada por la descomposición de los microorganismos muertos por acción del fumigante.
Como aditamento de esta técnica se puede estimar la porción de N y P contenido en la masa de microorganismos
Recuento microbiano mediante su cultivo
Para estudiar la ocurrencia y desarrollo de los microorganismos en el suelo se puede
recurrir a diferentes métodos. Algunos de los cuales detallaremos a continuación.
Actividad biológica del suelo
Actividades degradativa
En algunos estudios se pretende evaluar la velocidad de degradación de un determinado sustrato. Para ello se suele agregar el sustrato y se mide la aparición del producto. En otros casos se mide la velocidad de aparición de los productos a partir de la degradación de la materia orgánica del suelo (ej: mineralización de compuestos orgánicos nitrogenados que son degradados y entre los productos finales se
encuentran el NH4 +y NO3 que se pueden medir).
Actividad enzimática
La evaluación de las actividades enzimáticas en el suelo ha sido muy diversa dependiendo del objetivo del estudio. Existen numerosos trabajos en los que se ha medido: actividad sacarolítica, amilolítica, lipolítica, celulolítica, lignolítica, etc. Otras enzimas que pueden cuantificarse son la ureasa, proteasa, fosfatasa, deshidrogenasa.
La cuantificación de esta última enzima es una medida indirecta de la actividad respiratoria de un suelo.
Actividad metabólica
La actividad metabólica que se ha medido con más frecuencia es la actividad
respiratoria, la cual puede estimarse a través del consumo de O2 o la producción de CO2. La medición más frecuente es la de producción de CO2 a través de su absorción
en álcali y posterior titulación. Cabe destacar que al medir CO2 se incluye la actividad microbiana de fermentación y la estimación se disminuye por acción de los organismos autótrofos. (En condiciones normales de aerobiosis tanto la actividad autotrófica como la de fermentación se consideran despreciables frente a la respiración).
Observación microscópica directa.
Recuento de microorganismos del suelo
Para ello se preparan suspensiones de suelo. Una cantidad determinada de la suspensión se distribuye en una superficie conocida de un portaobjeto. Luego de coloreado se observa y recuenta al microscopio. Se puede calcular la cantidad de microorganismos por gramo de suelo. (Si se realizan las mediciones necesarias se puede calcular el biovolumen y con la densidad media de los microorganismos establecer la biomasa microbiana estimada).
Forma y ordenamiento de los microorganismos “in situ”
Este tipo de estudios permite establecer la distribución de los microorganismos en relación con los agregados de suelo, partículas de materia orgánica, raíces de las plantas.
Uno de los métodos más antiguos consiste en la introducción de un portaobjeto en la tierra y su posterior observación, previa tinción con colorantes adecuados (ácidos, anticuerpos fluorescentes).
Se han empleado también cortes finos de suelo para alcanzar este objetivo.
Hongos de la raíz: Micorrizas
Las micorrizas son simbiosis mutualísticas entre hongos y raíces de plantas superiores.
La planta suministra al hongo fuentes de carbono procedentes del producto de la fotosíntesis, como así también un nicho ecológico protegido de los fenómenos de antagonismo microbiano en la rizósfera. Por su parte el hongo participa en la nutrición de la planta, ya que las hifas del hongo se desarrollan en la raíz y emergen de ella
explorando sitios del suelo permitiendo la traslocación de nutrientes (especialmente fósforo) y agua.
Las micorrizas se clasifican sobre la base de su estructura y morfología en dos grandes grupos: ectotróficas y endotróficas.
Las primeras se caracterizan porque el hongo posee micelio tabicado y forma un manto de hifas que rodea la raíz. El desarrollo del hongo en el interior de la corteza es intercelular, dando un aspecto de red (red de Hartig).
Rizósfera
Los microorganismos del suelo mantienen un equilibrio inestable. Cuando se introducen plantas en el suelo, las raíces liberan células y sustancias al medio (proteínas, aminoácidos, hormonas, etc.) sobre las cuales pueden desarrollar los microorganismos.
En 1904 Hittner definió la rizósfera como la parte del suelo donde el sistema radical induce la proliferación microbiana. Esta región, comprende entre 1 – 2 mm de suelo a partir de la superficie de la raíz. (Algunos autores consideran que el efecto puede extenderse hasta 4 mm). En esta zona se distinguen Endorrizósfera (zona de tejido cortical donde pueden proliferar los microorganismos),Rizoplano (superficie radical) y suelo rizosférico.
PROTOZOARIOS
Son protistas unicelulares, eucarióticos, cuyo tamaño varía entre 5 y 100 µ y 1 o más centímetros. Están emparentados con algas y hongos. En general carecen de pared celular verdadera.
Todas las especies terrestres son microscópicas y en general no tienen clorofila. La mayoría son saprófitos,
alimentándose de sustancias solubles orgánicas e inorgánicas, o fagótrofos, alimentándose directamente de microorganismos o partículas. Este último tipo de nutrición predomina en el suelo. La partícula ingerida es encerrada en una vacuola donde se produce su digestión, pues el protozoario puede fabricar todas las enzimas necesarias. Tienen selectividad respecto a la presa. Consumen cocos, bacilos y algunas algas, pero no Clostridium, ni esporas de bacterias y hongos, ni tampoco hifas.
Cuando hay poca disponibilidad de células se enquistan, pero la presencia de ciertas bacterias en la cercanía favorece el desenquistamiento.
Virus
Son agentes ultramicroscópicos que dependen para su desarrollo de la presencia de un hospedante adecuado o específico. Debido a ello se ha clasificado a los virus de acuerdo al hospedante.
Existe un grupo de virus parásitos de plantas (virus fitopatógenos), otro de animales y otro de microorganismos. Entre estos últimos se pueden citar los bacteriófagos, actinófagos y otros que parasitan hongos, levaduras, algas y protozoarios.
- El grupo más estudiado de los virus que parasitan a los habitantes del suelo es el de los bacteriófagos. Morfológicamente presentan, por lo general, estructuras semejantes a una cabeza y una cola. Luego de la entrada del bacteriófago a la célula y de su posterior reproducción en su interior, ocurre la lisis.
Hongos
Los hongos, aunque no son los organismos más importantes del suelo, aportan una parte significativa de la biomasa, debido a su gran tamaño. Además son los principales agentes de descomposición en ambientes ácidos.
En contraste con las bacterias, los hongos pueden diferenciarse en forma efectiva en base a su morfología. Poseen un micelio ramificado formado por hifas independientes,septadas o no, y diversas estructuras reproductivas que pueden formar esporas sexuales o asexuales. Muchos géneros forman estructuras de resistencia (o de supervivencia) que les permite soportar períodos de condiciones adversas relativamente largos. En medio de cultivo el micelio suele ser incoloro y las esporas
coloreadas.
Todos los hongos son heterótrofos y una de las principales actividades es la degradación de moléculas complejas. Utilizan como fuente de carbono el almidón, pectina, disacáridos, celulosa, ácidos orgánicos, lignina (difícil de degradar por bacterias). Toman el nitrógeno del amonio o nitrato, pero también de proteínas, ácidos nucleicos, etc. Por ser heterotróficos dependen de la disponibilidad de sustratos
carbonados oxidables. Al incorporar substratos carbonados se incrementa la comunidad y también varía el dominio relativo de géneros como Aspergillus, Fusarium, Mucor, Penicillum y Trichoderma. Algunas especies abundan durante el período inicial de descomposición y luego disminuyen notablemente, mientras que otras mantienen niveles elevados durante más tiempo.
Algas
Su abundancia en el suelo es menor que la de las bacterias, hongos y actinomycetes. Las algas son autótrofas. Usan la luz como fuente de energía, toman CO2 del aire y obtienen agua y minerales del suelo. Poseen clorofila, aunque a veces se encuentre enmascarada por otros pigmentos. Algunas están adaptadas a la vida a mayor profundidad y son heterótrofas o autótrofas facultativas, es decir que pueden metabolizar una variedad de hidratos de carbono (almidón, sacarosa, glucosa, etc.), obteniendo la energía de la oxidaciones del carbono orgánico.
Las algas, pobremente adaptadas a la heterotrofia, no son buenas competidoras frente a bacterias y hongos, por lo que su contribución a las reacciones biológicas es mínima. En realidad la principal función de las algas de hábitats terrestres es la generación de materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas a través de la fotosíntesis, incrementando la cantidad de carbono orgánico. Esto es de suma importancia en la colonización de áreas desnudas, estériles o suelos erosionados. La materia orgánica de las algas propicia el desarrollo de bacterias y hongos (colonizadores secundarios), que al producir descomposición y ácidos orgánicos favorecen la intemperización de la roca (principio de formación de un suelo).
Existen muchas especies adaptadas a cambios ambientales, persistiendo en suelos alcalinos y desérticos, regiones alpinas, etc.
Son susceptibles a los herbicidas y al ataque de algunos protozoos, nemátodos, ácaros y lombrices.
Viven en la superficie del suelo o a escasa profundidad, sólo los autótrofos facultativos
viven en capas inferiores, pero su crecimiento es limitado.
En la superficie del suelo su número varía entre 100 y 50.000 / g de suelo. Por debajo de la superficie no suelen encontrarse valores superiores a 10.000 / g de suelo. La biomasa varía entre 7 y 300 kg. / ha.
En climas templados predominan clorófitas y diatomeas.
BACTERIAS
Actinomicetes
Son bacterias (células procariotas) que se parecen a los hongos por tener micelio
aéreo ramificado. Las colonias pueden ser pulverulentas o consistentes. Están distribuidos en diversos hábitats: estiércol, fango, etc. Se encuentran en distintas profundidades y son casi tan abundantes como el resto de las bacterias. Son aeróbicos y menos sensibles a la sequedad que éstas.
Cianoficeas
Estas bacterias son capaces de fotosintetizar y fijar N2. Estas características les permiten actuar de colonizadoras en materiales originales.
Pueden tener gran importancia en arrozales inundados. Cuando el pH es superior a 6 y el nivel de fósforo alto, en los suelos inundados predominan afloramientos de cianoficeas, generalmente pertenecientes a los géneros Anabaena, Nostoc
LAS BACTERIAS DEL SUELO SE DIVIDEN EN 2 GRANDES GRUPOS
ESPECIES ALUCTÓNAS
A diferencia de las anteriores, no participan activamente en las funciones bioquímicas de la comunidad. Llegan al suelo con las precipitaciones, en tejidos enfermos, aguas negras.
LAS BACTERIAS DEL SUELO SE DIVIDEN EN GRUPOS FUNCIONALES
Bacterias pectinolíticas
Degradan la pectina y sus derivados.
El género más abundante es Arthrobacter.
Bacterias celulolíticas
Degradan la celulosa. Es el grupo más numeroso por ser este
compuesto el más abundante en los residuos vegetales
Bacterias nitrificadoras
Oxidan el amoníaco hasta nitrato.
Bacterias amonificadoras
Descomponen las sustancias orgánicas nitrogenadas y
las transforman en amonio o en sales amoniacales
Bacterias fijadoras de nitrógeno
Toman el N atmosférico (N2) y lo transforman en
compuestos aprovechables por los vegetales.
ESPECIES NATIVAS AUTOCTÓNAS
Están presentes en el suelo y su numero se mantiene aproximadamente constante, con excepción de aquellas nativas denominadas ¨zimógenas¨ por Winogradsky, que proliferan ante el agregado de un sustrato especifico.
