la importancia de los microorganismos del suelo en la

LA IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS
DEL SUELO EN LA NUTRICIÓN VEGETAL
M.C. Armenia Velázquez Gurrola
XVIII Simposium de la Manzana
Cd. Cuauhtémoc, Chih. a 15 de Noviembre del 2012
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Los microorganismos del AGROECOSISTEMA
Los microorganismos de la rizosfera han mantenido una relación estrecha con las
plantas desde que éstas últimas iniciaron la colonización de la tierra y han
contribuido al mantenimiento, funcionamiento y estabilidad de los ecosistemas.
Read, D. 1998. Plants on the web. Nature. 396:22-23.
2
Los microorganismos del AGROECOSISTEMA
Un AGROECOSISTEMA es un ecosistema en el que el ser humano ha ejercido una
intencionada selectividad sobre la composición de los organismos vivos.
Los AGROECOSISTEMAS se diferencian de los ecosistemas no gestionados en que
están alterados intencionalmente, y a menudo manejados intensivamente con el fin
de proporcionar alimentos, fibras y otros productos.
La biodiversidad para el mantenimiento de los agroecosistemas, www.fao.org/biodiversity
3
Los microorganismos del AGROECOSISTEMA
3er Nivel
• Nematodos
• Protozoarios
2do Nivel
• Hongos
• Bacterias
1er Nivel
• Raíces
(exudados)
• Materia orgánica
Los microorganismos del suelo subsisten a partir de los exudados radiculares y la
materia orgánica del suelo. Una raíz activa será indispensable para que los
microorganismos sobrevivan.
Martens, M-H. 2000. The soil food web, tuning into the world beneath our feet. ACRES USA.
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Nutrición vegetal =
Mejor dosis de diversos nutrientes
Eficiencia del fertilizante utilizado
Fertilizante aportado al suelo y agua respecto a la demanda
del cultivo en diversas etapas fenológicas
Sin embargo…
Casi nunca se toma en cuenta
el órgano fundamental para la
absorción de nutrientes que es
LA RAÍZ
El concepto de BIOFERTILIZANTE
Producto a base de microorganismos que se emplea en la agricultura con el fin de
incrementar los procesos fisiológicos que influyen en el rendimiento de los cultivos y
garantizan una productividad biológica, económica y ecológicamente exitosa, sin
contaminación del ambiente.
Lo que NO es un biofertilizante:
Líquidos o fluidos biológicos como
sangre, suero de leche, o cualquier
sustancia orgánica sin previo
tratamiento o fermentación.
Aguirre-Medina y colaboradores, 2009. Los biofertilizantes microbianos: alternativa para la
agricultura en México. INIFAP, Folleto Técnico No. 5, Tuxtla Chico, Chiapas.
6
Compostas, tes de compostas y biopreparados
1. Productos a base de
microorganismos específicos
2. Compostas o enmiendas
sólidas a base de estiércoles
y materiales diversos
3. Biopreparados líquidos
4. Entre otros
Compostas
Actualmente utilizadas para:
Incrementar % de materia orgánica
en suelos
Incorporar nutrientes y humus al
suelo
Mejorar la estructura del suelo y
retención del agua
Biopreparados líquidos de composta
Aeróbicos (Extractos de composta) y Anaeróbicos (Lixiviados, Escurridos,
Caldos magros)
Poca consistencia de resultados, problemas de inocuidad y poca diversidad
biológica
Actualmente utilizados para:
Mejorar la estructura del suelo
Aportar nutrientes en forma soluble
Aporte microbiológico
Diferencias microbiológicas
Soil Foodweb Mexico
Compost Tea Foodweb Analysis
Carretera Culiacan El Dorado #3016,
Culiacan, Sinaloa 80300 Mexico
Phone: (52) 667 760 60 38
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Organism Biomass Data
Sample
Unique
#
ID
Plants: variety
Sample Received: 5/26/2006
Invoice Number: Not Yet Determined
Tea
Volume
(mL)
TE AEROBICO
LIXIVIADO
TE ANAEROBICO
1
1
1
Active
Bacterial
Biomass
(µg/mL)
97.3
451
10.8
Desired
Range
11
10 150
Total
Bacterial
Biomass
(µg/mL)
3,712
7,168
7,040
Active
Fungal
Biomass
(µg/mL)
19.5
0.00
0.05
150 3000
210
Total
Fungal
Hyphal
Biomass Diameter
(µg/mL)
(µm)
Flagellates
58.2
2.5
NR
7.33
2.0
NR
1.08
2.0
NR
Protozoa
Numbers/mL
Amoebae
NR
NR
NR
Ciliates
NR
NR
NR
Bold
Means Low
220
(A)
1000 +
1000 +
20 50
(A) Hyphal diameter of 2.0 indicates mostly actinobacteria hyphae, 2.5 indicates community is mainly ascomycete, typical soil fungi for grasslands,
diameters of 3.0 or higher indicate community is dominated by highly beneficial fungi, a Basidiomycete community.
Temperature of brewing, type of water (chlorine will kill organisms), type of compost and type of brewer used must be considered in determining
the set of organisms in the tea.
See the Compost Tea Manual for complete information. Tea assessment should be accompanied by leaf organism assessment
to see if there were effects of spraying or diluting in the sprayer.
Pesticide use, fertilizer use, tillage, irrigation, etc., affect soil and foliar effectiveness.
One report is sent to the mailing address on the submission form.
Diferencias microbiológicas
Sample 3
Composta Aeróbica
Composta Anaeróbica
Bacterias
Pocas bacterias
Hifas de Hongos
Deficiencia de hongos
Protozoarios
Buena diversidad
Olor a suelo de bosque
Olores desagradables y materia
orgánica en descomposición
Diferencias microbiológicas
“La microbiología de las
compostas ayuda a los
productores a comprender su
rol como inoculante del suelo
y protector de plantas”.
Experiencias negativas con
composta debidas a compostas
inmaduras que inhiben la
germinación de semillas y causan
rápida pérdida de nitrógeno, daño
en raíces e incluso muerte de las
plantas.
Funciones de las bacterias en el suelo
o Alimentan a otros miembros de la cadena
alimenticia.
o Descomponen materia orgánica.
o Retienen nutrientes en la rhizosfera,
impidiendo que se lixivien.
o Mejoran la estructura del suelo y el flujo
de agua reduciendo la erosión.
o Compiten con microorganismos
fitopatógenos.
o Filtran y descomponen contaminantes.
Bacteria solubilizadora de Fósforo
Funciones de las bacterias en el suelo
Antagonismo
Efecto inhibitorio de Bacillus
subtilis sobre Sclerotinia sp.
PGPR’s. Estimulación del
desarrollo vegetal
Efecto estimulador de Azospirillum
brasilense en semillas de amaranto.
Fijación asimbiótica de nitrógeno
Microorganismo
Condiciones
Azotobacter vinelandii
Aerobias
Cylindrospermum cylindrica
Aerobias, con luz
Klebsiella pneumoniae
Período de
incubación (días)
Nitrógeno fijado mg
de N/ml
3
1,050
55
52
Anaerobias
2
60
Clostridium butyricum
Anaerobias
10
136
Chlorobium sp
Anaerobias, con luz
5
20
Rhodospirillum sp
Anaerobias, con luz
10
76
Fijación de nitrógeno molecular en medio de cultivo
Alexander, 1980
Estimulación Vegetal
Existen muchas sustancias capaces de regular el desarrollo
de las plantas, afectando sus procesos fisiológicos y
morfológicos a muy bajas concentraciones.
Sustancias denominadas PGR’s (plant growth regulators),
fitohormonas u hormonas vegetales.
Se ha encontrado que existen diversidad de géneros y
especies de bacterias, incluyendo las PGPR, capaces de
sintetizar este tipo de sustancias y estimular a la planta
(Costacurta y Vanderleyden, 1995)
(“Rhizosphere bacteria”, Kapulnik and Okon)
PGPR
(Plant Growth Promoting Rhizobacterias)
Rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas
Microorganismos beneficiosos para las plantas
Azotobacter sp.
Pseudomonas sp.
Azospirillum sp.
Rhizobium sp.
Acetobacter sp.
Giberella fujikuroi
Exudados radiculares como señalizadores o precursores de
fitohormonas para microoganismos en rizosfera.
Fuente: Marschner H. 1995.
Funciones de los
hongos en el suelo
o
Degradan compuestos complejos de carbono.
o
o
Mejoran la acumulación de materia orgánica.
o
o
o
Retienen nutrientes en su estructura,
reduciendo la pérdida de estos al subsuelo.
Físicamente unen partículas de suelo para formar agregados.
Son fuente importante de alimento para otros organismos de la cadena alimenticia.
Mejoran el desarrollo de la planta cuando el hongo del tipo VAM forma la simbiosis
con la raíz.
o
o
Compiten con organismos patógenos.
Degradan ciertos tipos de contaminantes.
Funciones de los hongos en el suelo
Antagonismo
Efecto de los metabolitos no volátiles en el
desarrollo micelial de Fusarium spp
Efecto de los metabolitos volátiles en el desarrollo
micelial de Fusarium spp
Funciones de los hongos en el suelo
Craig y colaboradores, 2008; Cupull-Santana y colaboradores, 2003;
Donoso y colaboradores, 2008.
Hongos estimuladores del desarrollo vegetal
Efecto de los metabolitos volátiles en el
desarrollo vegetativo de pepino, chía y
tomate
Observación microscópica del efecto de
Trichoderma harzianum en el desarrollo
radicular de pepino.
Funciones de los protozoarios en el suelo
o
Liberan nutrientes almacenados en su biomasa (cuerpos) microbiana que
son utilizados por las plantas.
o
Aumenta los índices de descomposición y la formación de agregados en el
suelo ya que estimulan la reproducción de las bacterias.
o
Evitan que algunos patógenos se
establezcan en las plantas.
o
Son presa de organismos mas grandes
del suelo, por ejemplo nematodos.
CICLOS
BIOLÓGICOS
GRACIAS
armenia@abiosamexico.com
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