ECOLOGIA DEL SUELO ORGANISMOS DEL SUELO
RHODES LEOPOLDO MEJIA VALVAS
ORGANISMOS DEL SUELO •
Es el Edafón •
Fauna
Microorganismos:
bacterias
hongos
algas actinomicetos
Grupos microbianos con tamaños, población y biomasa representativos, encontrados en el suelo Grupo microbiano
Tamaño (μm)
Población (Nº g-1 de suelo)
0,02 x 0,3
1010
Bacterias
0,5 x 1,5
108
Actinomicetos
0,5
107
Virus
Hongos Algas Protozoos Nematodos
–
2,0
8,0
105
5 x 13
103
15 x 50
103
1000
101
Datos de Meeting (1993)
–
–
–
–
–
–
–
Biomasa (Kg de peso fresco ha-1)
1011 109
300
108
300
106
500
106
10
105
5
102
1
–
–
–
–
–
–
3000 3000 5000
1500 200 100
Fauna del Suelo
Microorganismos:
Nemátodos
Artrópodos: Ácaros
Collémbolos
hormigas Miriápodos
termitas Coleópteros
Lombrices de tierra
Funciones de la Fauna del Suelo Trituran Muelen la materia orgánica
reduciéndola de tamaño y aumentando su superficie
incrementando su nivel de descomposición al ser más propensa al ataque microbiano Afectan las propiedades físicas Mezclan la materia orgánica con el suelo Reciclan nutrientes
Predatores
Nemátodos Saprófitos Regulan las poblaciones de bacterias y hongos Controlan las tasas de descomposición de la hojarasca Reciclan nutrientes Patógenos de plantas
Lombrices de tierra Especies: Lumbricus terrestris, Allolobophora caliginosa, Eisenia foetida
Excrementos (casts):
Disminuyen la d.ap., disminuyen la susceptibilidad a la erosión, aumentan la CIC, los nutrientes disponibles, mejoran la estructura
Bioturbadores:
Al hacer galerías, mejoran la aireación y la conductividad hidráulica
Lombrices de tierra (cont.) Incrementan el crecimiento microbiano al arrastrar y depositar dentro de sus galerías materia orgánica que es usada por los microorganismos como alimento. Propician la dispersión microorganismos
de
Comparación de propiedades entre los excrementos (“casts”) y el suelo circundante Casts ( Yeso)
Suelo
Densidad aparente (Mg.m-3)
1,11
1,28
CIC (cmol+/kg)
13,8
3,5
Ca2+ (cmol+/kg)
8,9
2,0
K+ (cmol+/kg)
0,6
0,2
P soluble (ppm)
17,8
6,1
N total (%)
0,33
0,12
Estabilidad estructural
849
65
Protistas Protozoarios
Heterótrofos Saprófitos Predatores de bacterias Requieren humedad Amebas degradan la lignina
Bacterias (Monera) Unicelulares Grupo numeroso Agregación
más
Solubilización del P
Mayormente son heterótrofos Descomposición de la M.O. Mineralización Inmovilización
–
Síntesis de compuestos húmicos
Bacterias (cont.) •
•
Amonificación: conversión del nitrógeno que en la materia viva aparece principalmente como grupos amino (-NH 2) o imino (-NH-) a ion amonio Nitrificación del N: oxidación del N
NH4+ •
Nitrosomonas
Nitrobacter
Nitrosococcus
Nitrocystis
NO2-
NO3-
Denitrificación: reducción del Nitrato a N molecular (N 2): 2NO3- + 10e- + 12H+ → N2 + 6H2O Realizada por Pseudomonas
Bacterias (cont.) •
•
Fijación biológica del N2 atmosférico: realizada por bacterias simbióticas y de vida libre N2 + 8H+ + 6e- + 16ATP
2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi
Fijación simbiótica del N 2 atmosférico •
•
Combinación del N2 atmosférico con H para formar amonio, el cual luego es incorporado en compuestos nitrogenados orgánicos útiles para las plantas
Bacterias: Rhizobium, Bradyrhizobium, que viven en nódulos de las raíces de leguminosas (frijol, alfalfa, arveja, soya, etc.)
Fijación del N2 atmosférico por bacterias de vida libre
•
•
•
Bacterias de vida libre: Azotobacter, Azospirillum, Clostridium, Beijerinckia Viven en la rizósfera Cantidad de N fijado es menor que el fijado por las bacterias simbióticas
Nódulos en soya
Efecto de la aplicación de fertilizantes sobre la nodulación
Actinomicetos
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•
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Degradación de materiales orgánicos en el suelo: quitina, celulosa y hemicelulosa pH óptimo: 6,0 – 7,5 Tienden a ser más abundantes en suelos secos
Frankia: simbiosis con especies arbóreas (aliso, casuarina). Fijación de N2 atmosférico
Frankia Simbiosis con especies arbóreas (aliso, casuarina). Fijación de N2 atmosférico
Hongos •
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Se desarrollan en cualquier tipo de suelo en función al pH, pero son importantes en suelos ácidos Heterótrofos Descomposición de la M.O.: desde compuestos simples hasta bastante complejos (lignina, ácidos húmicos). Síntesis de compuestos húmicos Agregación Patógenos de plantas Micorrizass7uw
Micorrizas •
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Simbiosis entre la gran mayoría de plantas y hongos especializados Clasificación: ectomicorrizas y endomicorrizas Permiten a la planta aumentar su superficie de absorción gracias a las hifas Mayor absorción de agua, P, Cu y Zn Protegen a la planta contra la acción de patógenos Géneros importantes: Glomus, Gigaspora, Acaulospora, Sclerocystis
Ectomicorrizas
Ectomicorrizas •
•
Cubren la superficie de las raicillas con un manto fúngico. Las hifas penetran las raíces y desarrollan alrededor de las células de la corteza pero no penetran estas paredes celulares.
Endomicorrizas
Endomicorrizas o Micorriza VesículoArbuscular (MVA) •
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Penetran las paredes de las células de la corteza. Estructuras: vesículas (órganos de almacén para los nutrientes y otros productos) y arbúsculos (sitios de transferencia de los nutrientes minerales del hongo a la planta hospedera.
Algas •
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Fotoautótrofas, no dependen de la M.O. Mayor población en la superficie del suelo y grietas.
4 grupos de importancia: verdes (clorofitas), verde-azuladas (cyanofitas), diatomeas y Verdeamarillentas (xantofitas) Relativa abundancia e importancia:
Suelos de clima templado: verdes>diatomeas>verde-azul>verde-amar.
Suelos de clima tropical: verde azuladas > resto
Algas (cont.) •
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Colonizadores primarios en superficies expuestas a la luz solar (suelos volcánicos, desiertos, rocas), reforzado por la producción de ácido carbónico del metabolismo algal, el cual puede acelerar la meteorización Suelos inundados (p.ej.: arroceros): alga Anabaena en simbiosis con helecho Azolla, fija N2 atmosférico.
AZOLLA Son plantas acuáticas flotantes, de hojas pequeñas con raíces cortas
Anabaena autótrofa por tener unaclorofila dispersa,
Efectos perjudiciales •
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Causantes de enfermedades en las plantas, los más perjudiciales son los hongos Competencia por nutrientes. Los absorben más rápido que las plantas En condiciones de mal drenaje los microorganismos pueden agotar el oxígeno. Consecuencias: las raíces se quedan sin oxígeno; reducción de N, S (volatilización), Fe y Mn.
Efectos benéficos •
•
Descomposición de la M.O. Transformaciones inorgánicas: mineralización, nitrificación, oxidación de S, P, Fe, Mn
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Fijación de N2 atmosférico
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Micorrizas
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Agregación
INFLUENCIA HUMANA EN LOS SUELOS Entre las actividades que contribuyen a la degradación y pérdida de suelos están: SOBREEXPLOTACIÓN DEFORESTACIÓN SOBREPASTOREO DE CULTIVOS CONSECUENCIA
CONSECUENCIA
CONSECUENCIA
Se elimina la cubierta vegetal y se facilita la erosión.
Se empobrece el suelo y se contamina por el abuso de fertilizantes.
Se deja el suelo sin protección.
MEDIDAS DE PROTECCIÓN
MEDIDAS DE PROTECCIÓN
MEDIDAS DE PROTECCIÓN
REPOBLACIÓN FORESTAL
EVITAR LA SOBREEXPLOTACIÓN
EVITAR EL SOBREPASTOREO
NO HACER SURCOS A FAVOR DE PENDIENTE
Ciclos biogeoquímicos
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Ciclo del Carbono
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Ciclo del Nitrógeno
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Ciclo del Fósforo
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Ciclo del Potasio
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Ciclo del Azufre
Ciclo del Carbono Atmósfera CO2 Fotosíntesis Respiración
Combustión Plantas (CH2O)n
Animales y Microorganismos
Materia Orgánica del suelo
CO
Condiciones anaerobias
CH4
Disolución Meteorización CO2 en el agua Mineralización
Microorganismos
Plantas acuáticas y algas
Animales acuáticos
Precipitación como CaCO3
Ciclo del Nitrógeno Aproximadamente 80% de las moléculas en la atmósfera de la Tierra está compuesta de dos átomos de nitrógeno unidos entre sí (N2). Todas las plantas y animales necesitan nitrógeno para elaborar aminoácidos, proteínas y DNA
Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP
Ciclo del azufre nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos.