PRIMER CURSO NACIONAL DE SUSTRATOS Colegio de Postgraduados Texcoco, Estado de México 28 – 30 de Julio, 2010
PROPIEDADES BIOLÓGICAS DE LOS SUSTRATOS Dr.. David Dr Da vid Espinosa-Victoria Es pinosa-Victoria Colegio de Postgraduados
[email protected] uruguayeduca.edu.uy
Propiedades biológicas de los sustratos
A.
Bioestabilidad B.
Sanidad
A. Bioestabilidad
La principal propiedad biológica de un sustrato es la bioestabilidad, o estabilidad de su componente orgánico frente a los microorganismos que lo pueden degradar (Lemaire, 1997).
Esta propiedad permite conocer el grado de alteración de un sustrato orgánico durante el ciclo del cultivo.
Para estimar el nivel de degradación del sustrato utilizado, normalmente se cuantifica el contenido de materia orgánica inicial y después de cierto tiempo (algunos meses). El contenido de materia orgánica se determina por calcinación (Ansorena, 1994). La inestabilidad biológica de los sustratos se puede acentúar con el empleo de subproductos orgánicos compostados de forma incompleta.
La inestabilidad biológica de los sustratos incide en varios aspectos en el cultivo
Compactación por pérdida de volumen Disminución de la porosidad total Disminución del contenido de aire Aumento del contenido de agua a 10 cm de tensión Aumento del pH Aumento de la CIC Aumento de la salinidad
Microorganismos identificados en los sustratos orgánicos
Saprófitos Simbiótico mutualistas Simbiótico parasíticos
Identificación de microorganismos en diferentes sustratos* para almácigos de café en Colombia Hongos Bacterias Pseudomonas spp. Xanthomonas spp. Acinetobacter spp. Serratia spp. Shigella spp. Enterobacter spp. * Suelo + pulpa de café/lombricomposta/gallinaza
Trichoderma spp. Paecilomyces spp. Fusarium spp. Aspergillus spp. Penicillium spp. Pestalotia spp. Cylindrocarpon spp. Sclerocystis spp. Glomus spp. Acaulospora spp.
Rhizopus
pfdb.net
userwww.sfsu.edu
Mucor
gfor.4t.com gfor.4t.com
Aspergillus
gfor.4t.com
lakatko.files.wordpress.com
Penicillium
uruguayeduca.edu.uy
recursos.cnice.mec.es
pikaia.wordpress.com
Trichoderma
nysaes.cornell.edu
agroterra.com
Dinámica de las poblaciones bacterianas durante el proceso de vermicomposteo 150
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
a c e s a i r e 100 t a m e d 1 g . 6 0 50 1 . c f u 0 23
46
69
92
115
148
Días de muestreo Quintero-Lizaola et al ., 2005
Dinámica de las poblaciones de actinomicetos durante el proceso de vermicomposteo
1.5
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
a c e s a i r e 1 t a m e d 1 g . 0.5 6 0 1 . c f u 0 23
46
69
92
115
148
Días de muestreo Quintero-Lizaola et al ., 2005
Dinámica de las poblaciones de hongos durante el proceso de vermicomposteo
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
350
a c e s 300 a i r e 250 t a m200 e d 1 150 g . 4 100 0 1 . 50 c f u
0 23
46
69
92
115
148
Días de muestreo Quintero-Lizaola et al ., 2005
Dinámica de las poblaciones microbianas del ciclo del C Amilolíticos
a 250 c e s a 200 i r e t a m150 e d 1 g 100 . 5 0 1 . 50 P M N
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
a 150 c e s a i r e t a 100 m e d
Celulolíticos
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
1 -
g . 0 1 . c f u
5
0 23
46
69
92
115
50
0
148
23
46
200
Lipolíticos
92
115
148
Días de muestreo
Días de muestreo
a c e s a 150 i r e t a m e d 100 1 g . 6 0 50 1 . c f u
69
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
0
100
a c e s a i r e t a m e d 1 g . 5 0 1 . c f u
Ligninolíticos
90 80
Paja molida con lombriz Paja picada c on lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada s in lombriz
70 60 50 40 30 20 10 0
23
46
69
92
115
148
23
46
69
92
115
148
Dinámica de las poblaciones microbianas del ciclo del N a c e s 300 a i r e 250 t a m200 e d 1 150 g . 350
Proteolíticos
150 a c e s a i r e t a 100 m e d
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
Amonificantes
1 -
g . 50 0 1 . P M N 0
6
6
0 100 1 . P 50 M N 0 23
46
69
92
115
148
23
46
Días de muestreo
a 25 c e s a 20 i r e t a m15 e d 1 g 10 . 4 0 1 . 5 P M N 0
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paca picada sin lombriz
Nitrificantes NH4-oxidantes
23
46
69
69
92
115
148
Días de muestreo
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
92
Días de muestreo
115
148
Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
a 100 c e s 90 a 80 i r e 70 t a m 60 e d 50 1 g 40 . 5 0 30 1 . 20 P M 10 N 0 23
46
69
Nitrificantes NO2-oxidantes
92
Días de muestreo
115
148
Dinámica de las poblaciones microbianas del ciclo del N Desnitrificantes Paja molida con lombriz Paja picada con lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
a 1000 c e s a 800 i r e t a m 600 e d 1 g 400 . 5 0 1 . 200 P M N 0
Libre fijadores de N2 23
46
69
92
Días de muestreo
115
148 250
Paja molida con lombriz Paja picada c on lombriz Paja molida sin lombriz Paja picada sin lombriz
a c e s 200 a i r e t a 150 m e d 1 g 100 . 6 0 1 . 50 c f u 0 23
Quintero-Lizaola et al ., 2005
46
69
92
Días de muestreo
115
148
B. Sanidad
Otra propiedad biológica importante es la sanidad del sustrato, Algunos sustratos contienen patógenos para algunas especies de hortalizas.
Necesidad de esterilización del sustrato.
Efecto supresivo del compost Se ha demostrado que el uso de compost (residuos orgánicos, lodos, residuos agrícolas, etc.) es capaz de controlar el crecimiento de patógenos, evitando así el desarrollo de enfermedades hasta en un 70%.
Fusarium en melón
Phythopthora en pimiento R. Sandoval
Control biológico
nysaes.cornell.edu
R h i z o c t o n i a hyphae
mycoparasited Trichoderma
nysaes.cornell.edu
by
Biota benéfica de la vermicomposta Morfología externa del soma vermiforme de la lombriz de tierra en el que se muestran tres zonas principales: Prostomio, tronco y pigidio (Espinosa-Victoria y Brito-Vega, 2010). Prostomio
Tronco
Boca Clitelo Metámeros Pigidio Ano
División del tracto digestivo de la lombriz de tierra en cuatro regiones para el estudio de las poblaciones bacterianas Brito-Vega, 2010; modificada de Horn et al ., 2003).
Región A
Región B
Región C
Región D
(Anterior)
(Media anterior)
(Media posterior)
(Posterior)
Presencia de microorganismos en el tracto digestivo de diferentes especies de lombrices de tierra (EspinosaVictoria y Brito-Vega, 2010). Especie de lombriz de tierra
Número de especies Actinomicetes Hongos Bacterias
Hábitat
Referencias
Pontoscolex corethrurus
-
-
13
Suelo ganadero
Bito-Vega et al . (2010 In press)
Eisenia fetida
-
-
91
Desecho industrial
Hyun-Jung et al . (2004)
Lumbricus rubellus
-
-
95
Suelo agrícola
Furlong et al . (2002) Krištůfek et
76 175
-
-
Eisenia lucens
145
-
-
Suelo forestal
Szabó et al . (1976)
-
22
-
Suelo tropical
Dash et.al . (1986)
Ortochaetona surensis Lampito maurittii Drawida willsi
Suelo forestal
Lumbricus rubellus Octalasion montanum
al .
(1993)
Diversidad bacteriana en el tracto digestivo de algunas especies de lombrices de tierra (Espinosa-Victoria y Brito-Vega, 2010). Lombríz de tierra Onychochaeta boricana
Habitat
Actividad BPCVǂ
Bacteria Bacillus sp
Referencia
Onychochaeta boricana
Suelo pobre en materia orgánica Suelo forestal
BPCVs
Bacillus sp
Eisenia fetida
Suelo de zona industrial
BPCVs
Klebsiella sp
Lumbricus rubellus
Agroecosistema
BPCV
Onychochaeta boricana
Suelo pobre en materia orgánica
Biocida
Azotobacter sp Enterobacter sp Pseudomonas sp Klebsiella sp Bacillus thuringiensis
Eisenia fetida
Suelo de zona industrial
Bacterias de vida libre y simbióticas
Flavobacterium sp Nocardia sp Gordonia sp Vibrio comma Clostridium welchii Proteus vulgaris Serratia marcescens Mycobacterium sp
Valle-Molinares et al . (2007) Méndez et al. (2003) Hyun-Jung et al . (2004) Singleton et al . (2003)
Valle-Molinares et al . (2007) Hyun-Jung et al. (2004)
l a t e g e v o t n e i m i c e r c l e d a r o t o m o r p a i r e t c a B = V C P B ǂ
El hábitat del invertebrado influye en la composición bacteriana de su tracto digestivo (Espinosa-Victoria y Brito-Vega, 2010). Plan de las Hayas (zona ganadera) Pseudomonas aeruginosa s Massilia timonae u r u Bacterium sp r h t Acinetobacter sp. e r o Aeromonas sp. c x e l o c s o t n o P
La Mancha (reserva ecológica con cultivo de plátano) Aeromonas punctata Bacillus megaterium
Citrococcus sp.
Bacillus horikoshii
Bacillus sp.
Bacillus sp.
Bacillus subtilis subsp. subtilis
Bacterium sp.
Bacillus mycoides
Terribacillus sp
Pseudomonas sp. Bacillus cereus
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