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Tarea 2 - Reconocimiento de la microbiología y sus contribuciones en la agricultura sostenible

Participantes:

Juan Camilo Sanchez Flórez

Juan Estevan Sanchez Castaño

Mauricio Hernández Guependo

Vibiana Méndez Gamba

Microbiología de Suelos 303019 _ 24

Tutora

Maria del Carmen Garcés

Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD

Escuela de ciencias agrícolas, pecuarias y medio ambiente (ECAPMA)

Agronomía

Octubre 2024

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En este Blog daremos las repuestas a las preguntas planteadas en la guía de actividades de la tarea 2 del curso de Microbiología de suelos, las cuales son :

• Microorganismos presentes en el suelo y algunas características.

• Importancia de los microorganismos en el suelo. (constitución del suelo, procesos metabólicos)

• ¿Cómo puedo identificar y analizar el microbiota que existe en el suelo de mi finca? (captura de hongos y bacterias)

• ¿Escoge un cultivo y revisa cómo puedes utilizar las micorrizas para su beneficio?

• ¿Qué soluciones nos pueden dar los microorganismos para para recuperar y bioremediar suelos pobres y contaminados?

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Microorganismos presentes en el suelo y algunas características.

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Microorganismos presentes en el suelo y algunas características.

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Los microorganismos presentes en el suelo son fundamentales para el mantenimiento de la salud del ecosistema terrestre. Su diversidad y funciones son cruciales para la producción agrícola, la conservación del medio ambiente y la sostenibilidad de los recursos naturales. En el suelo encontramos varios tipos de microorganismos como:

Bacterias: las cuales son de los microorganismos mas abundantes en el suelo. Donde desempeñan un papel fundamental en procesos como la descomposición de materia orgánica, fijación de nitrógeno (N) y la mineralización de nutrientes. Bacterias como Rhizobium, establecen la simbiosis con las leguminosas, contribuyendo a la fertilidad del suelo.

Hongos: existen diversos tipos de hongos que ayudan en la descomposición de la materia orgánica y en la formación de humus, además de actuar como agentes de control biológico al competir con patógenos. Las micorrizas, son una especie de hongo que tienen una relación simbiótica entre hongo y raíces de las plantas, son esenciales para la absorción de nutrientes.

Actino bacterias: son un grupo de bacterias que descomponen la materia orgánica y son conocidas por su capacidad de producir antibióticos. Son vitales en la transformación de compuestos complejos en formas simples para que las plantas las puedan asimilar.

Protozoos: Aunque son menos abundantes, los protozoos ayudan en la regulación de las poblaciones bacterianas en el suelo y contribuyen a la mineralización, ya que se alimentan de bacterias y liberan nutrientes bioasimilables.

Virus: aunque estos son menos conocidos, los virus del suelo pueden influir en la dinámica de las comunidades microbianas y afectan la salud del suelo a través de la depredación de bacterias.

Características de los microorganismos del suelo.

Diversidad: la cantidad y variedad de microorganismos en el suelo depende de factores como el tipo de suelo, el clima, la vegetación y el manejo agronómico. Esta diversidad es esencial para el funcionamiento del ecosistema.

Interacción: los microorganismos del suelo no existen de forma aislada; interactúan entre si y con las plantas, formando redes complejas que afectan la salud del suelo. Por ejemplo, la relación entre micorrizas y las raíces de las plantas, allí se muestra una mejora en la absorción de agua y nutrientes.

Adaptabilidad: muchos microorganismos son capaces de adaptarse a cambios en el medio ambiente, lo que les permite prosperar en condiciones adversas. Algunas bacterias pueden formar esporas que les permiten sobrevivir a sequias o a condiciones de alta salinidad.

Función del ciclo de nutrientes: son elementos clave en los ciclos de nutrientes, como el ciclo del carbono y el ciclo del nitrógeno. Estos ciclos convierten la materia orgánica en nutrientes accesibles para las plantas y ayudan a mantener la fertilidad del suelo.

El estudio de los microorganismos del suelo es de vital importancia para entender su rol en la sostenibilidad de los ecosistemas agrícolas y naturales. Estos organismos no solo contribuyen a la fertilidad del suelo, sino que también son puntos clave en la regulación del ciclo de nutrientes y en la resiliencia del suelo ante el cambio climático. Fomentar la salud microbiana del suelo mediante practicas sostenibles puede resultar en una agricultura más productiva y en la conservación del medio ambiente.

-Dante Bio [TEC]. (11 de marzo 2021). Introducción a la
microbiología y sus aplicaciones. [Archivo video].
https://www.youtube.com/watch?v=MSn72af7Jmc

- FAO. (8 de noviembre de 2020). La vida del suelo. [Archivo video].
https://www.youtube.com/watch?v=DXawKtivhug&t=118s

-Tv [Agro]. (Agro26 sept 2016). Microorganismos Eficientes en el Suelo.
[Archivo video]. https://www.youtube.com/watch?v=h0HsateMNU8

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Importancia de los microorganismos en el suelo. (constitución del suelo procesos metabólicos)

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Importancia de los microorganismos en el suelo. (constitución del suelo procesos metabólicos)

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Importancia de los microorganismos en el suelo.

Los microorganismos en el suelo son una base fundamental para la salud y la sostenibilidad de los ecosistemas terrestres. Su papel es de vital importancia en varios procesos que afectan tanto la constitución del suelo como los procesos metabólicos que ocurren dentro del mismo.

Constitución del suelo.

El suelo está compuesto por una mezcla de minerales, materia orgánica, agua y aire. Los microorganismos, en los que se incluyen bacterias, hongos, protozoos y nematodos, forman una composición esencial de la materia orgánica y contribuyen a su formación y descomposición. La actividad microbiana ayuda a descomponer el material orgánico muerto (como hojas y restos de plantas y animales) en nutrientes disponibles para las plantas, este proceso se conoce como mineralización, donde los microorganismos convierten compuestos de formas complejas en formas más simples que pueden ser absorbidas por las raíces de las plantas.

Procesos metabólicos

Los procesos metabólicos llevados a cabo por los microorganismos son diversos e interesantes. Estos incluyen:

Ciclo del carbono: Los microorganismos juegan un papel clave en el ciclo del carbono al descomponer la materia orgánica y liberar dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera durante la respiración. También fijan carbono a través de la fotosíntesis (en el caso de ciertos tipos de cianobacterias) o mediante procesos anaeróbicos.

Ciclo del nitrógeno: Este ciclo es de importancia para convertir el nitrógeno atmosférico (N2) en formas que puedan utilizar las plantas (como amonio NH4+ o nitratos NO3-). Las bacterias fijadoras de nitrógeno, como por ejemplo, Rhizobium, establecen simbiosis con las leguminosas para realizar este proceso. Otras bacterias participan en la nitrificación (conversión de amonio a nitrato) y desnitrificación (reducción de nitratos a N2), cerrando así el ciclo del nitrógeno.

Ciclo del fósforo: Aunque no se encuentra en forma gaseosa como el carbono o el nitrógeno, el fósforo tiene gran importancia para las plantas. Los microorganismos solubilizan formas insolubles de fósforo en el suelo, quedando disponibles para su absorción por las raíces de las plantas.

Descomposición: Este es uno de los procesos más importantes realizados por los microorganismos; ellos se encargan de descomponer compuestos orgánicos complejos en sustancias más simples que pueden ser utilizadas nuevamente por otros organismos vivos.

Biodegradación: Algunos de los microorganismos tienen la asombrosa capacidad única de degradar contaminantes ambientales como pesticidas o hidrocarburos, lo cual es crucial para mantener un entorno saludable en los ecosistemas.

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¿Cómo puedo identificar y analizar el microbiota que existe en el suelo de mi finca? (captura de hongos y bacterias)

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¿Cómo puedo identificar y analizar el microbiota que existe en el suelo de mi finca? (captura de hongos y bacterias)

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Hongos

La importancia de los hongos abarca una amplia gama de aspectos fundamentales en la interacción con el ecosistema, tales como la descomposición y la calidad de la agregación del suelo, los procesos de reciclaje de nutrientes, la estimulación del crecimiento vegetal, la patogenicidad y la supresión de enfermedades. Por tal motivo es significativa la adecuada identificación de los mismos.
Existen herramientas tradicionales empleando métodos de siembra en medios de cultivo y recuento directo de propágulos y esporas. Una técnica muy usada es la suspensión y posterior siembra por dilución del suelo. Generalmente, cuando se desea describir la comunidad de los hongos del suelo se utilizan los agares: papa glucosado (APG), extracto de malta (AEM) y Czapek-Dox.
Las técnicas moleculares ayudan a superar algunas limitaciones asociadas a técnicas tradicionales en métodos como los sistemas de identificación basados en análisis de secuencias nucleotidas, además, el uso de PCR.

Bacterias

Para determinar características metabólicas de las bacterias se tienen algunas pruebas, tales como las siguientes:
Medio TSI (triple-azúcar-hierro): usado para diferenciar los microorganismos tipo entero bacterias, teniendo en cuenta la fermentación de carbohidratos, tales como glucosa, lactosa y sacarosa, y mediante la producción de ácido sulfhídrico (H2S).
Medio SIM (Sulfuro-indol-movilidad): Es un medio semisólido destinado a evidenciar la producción de movilidad, la producción de indol y de ácido sulfhídrico por parte de los microrganismos.
Medio Citrato de Simmons: Este medio de cultivo se utiliza para evidenciar la utilización de citrato como única fuente de carbono y de sales de amonio como fuente de nitrógeno por parte de los microorganismos.
Prueba de catalasa: La enzima catalasa está presente en la mayoría de las bacterias aerobias y anaerobias facultativas, con la excepción importante de los estreptococos y enterococos, el peróxido de hidrógeno, producto final del metabolismo aerobio de los carbohidratos, es muy tóxico para las bacterias.
Prueba de coagulasa: suele realizarse para confirmar presencia de bacterias como Staphylococcus aureus.

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¿ escoge un cultivo y revisa como puedes utilizar las micorrizas para su beneficio?

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¿ escoge un cultivo y revisa como puedes utilizar las micorrizas para su beneficio?

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en el proceso natural del creciemiento y formacion de las plantas existe una asociacion mutua entre dos o mas organismos biologoicos (simbiosis) para lograr un beneficio existen ciertos procesos realizados por hongos llamados micorrizas, dichos procesos son la absorcion de nutrientes como el fosforo, nitrogeno, potasio y carbono estos nutrientes son aprovechados por las celulas de la raiz de las plantas, las cuales devuelven a estos hongos azucares para su sostenimiento, la asociacion de hongo-planta es un proceso fascinante de ayuda mutua que permite en la naturaleza un equilibrio natural.

endomicorrizas

penetran dentro de la raiz, se instalan dentro de la celula de la planta, depositando agua y nutrientes que obtienen del suelo.

ectomicorrizas

generan un manto en la raiz que va penetrando dentro de ella, sin entrar dentro de la celula de la raiz, sirve de proteccion frente a patogenos.

las micorrizas y la absorcion de agua y nutrientes

las micorrizas tienen la capacidad de aumentar la absorcion de agua, porque se instalan dentro de la celula de la planta, ademas depositan nutrientes que se obtienen del suelo. en el proceso realizado por las ectomicorrizas se genera la red de hartig, esta red se extiende dentro de las raices de las plantas mediante penetracion.

la relacion entre los hongos micorrizicos arbusculares y el fosforo

la realcion es un intercambio de nutrientes, la espora del hongo micorriza germina en cercanias de la raiz de una planta, al germinar el micelio del hongo penetra en la cuticula de dicha raiz y llega hasta las celulas de la misma formando los denominados arbusculos, el micelio se extiende por todo el suelo formando lo que se denomina como micelio extraradical, este explora el suelo formando nutrientes como el fosforo,nitrogeno, magnesio entre otros, pero el mas importante de estos es el fosoforo, el micelio lo traslada a traves de la celula vegetal, lo entrega como forma de fosfato, la planta a su vez lo regresa al micelio en forma de azucares producido por la fotosintesis.

Tv [Agro]. (Agro26 sept 2016). Microorganismos Eficientes en el Suelo. [Archivo video]. https://www.youtube.com/watch?v=h0HsateMNU8

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¿Qué soluciones nos pueden dar los microorganismos para para recuperar y bioremediar suelos pobres y contaminados?

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¿Qué soluciones nos pueden dar los microorganismos para para recuperar y bioremediar suelos pobres y contaminados?

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Biorremediación con fitorremediación

La fitorremediación es una técnica de utilidad que junta el uso de plantas con microorganismos del suelo para mejorar la recuperación, características y regeneración del suelo. Las raíces de las plantas pueden exudar compuestos que estimulan el crecimiento y actividad de los microorganismos benéficos. Estos microorganismos nos ayudan a descomponer los contaminantes acumulados en el suelo, mientras que las plantas absorben los nutrientes y metales pesados, contribuyendo de esta manera a la restauración del ecosistema.

Los microorganismos son esenciales para la recuperación y biorremediación de los suelos pobres y contaminados. Entre algunas soluciones podemos encontrar.

Aumento de la fertilidad del suelo: los microorganismos como bacterias y hongos micorrizas ayudan a descomponer la materia orgánica, liberando nutrientes esenciales como nitrógeno, fosforo y potasio. Esto mejora la estructura del suelo y su capacidad para retener agua, favoreciendo el crecimiento de las plantas.

Estabilización de suelos contaminados: algunas especies de microorganismos pueden formar biopelículas que ayudan a encapsular contaminantes, evitando su dispersión y facilitando su eliminación.

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Dante Bio [TEC]. (11 de marzo 2021). Introducción a la
microbiología y sus aplicaciones. [Archivo video].
https://www.youtube.com/watch?v=MSn72af7Jmc

FAO. (8 de noviembre de 2020). La vida del suelo. [Archivo video]. https://www.youtube.com/watch?v=DXawKtivhug&t=118s

Moreno et al.(2013). Microbiología agrícola. Un aporte de la investigación en Argentina. Ediciones MAGNA. https://ri.conicet.gov.ar/bitstream/handle/11336/107179/CONICET_Digital_Nro.a296d841-eb94-48f6-b2b5-f497296d3f9c_A.pdf?sequence=2&isAllowed=y

¿Qué es la fitorremediación? - phy2sudoe. (2017, 19 enero). Phy2sudoe. https://www.phytosudoe.eu/el-proyecto/que-es-la-fitorremediacion/

Tv [Agro]. (Agro26 sept 2016). Microorganismos Eficientes en el Suelo.

[Archivo video]. https://www.youtube.com/watch?v=h0HsateMNU8

Torres Arroyo, E. L., Gracia Herrera, L., Torrens Romero, E., & Villegas Gracia, R. (2022). Manual de introducción a la microbiología. Universidad de Córdoba. https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/5210