Funciones y caracterización de la diversidad microbiana del suelo (IIParte)

Nov 15, 2018 | Nutricion vegetal y animal, Sin categoría

Por Ing. Agr. Pedro A. Lobos (Director de Primicias Rurales)

En este artículo nos extenderemos sobre el papel de la diversidad microbiana en relación con la salud del suelo y demostraremos cómo esta relación es útil para comprender los efectos del manejo de cultivos y suelos. Los agricultores y los partidarios de la eco-agricultura reconocemos la importancia vital de la diversidad microbiana del suelo como un recurso clave para mantener la capacidad funcional de los ecosistemas agrícolas y naturales.
Artículos anteriores en Acres U.S.A. han discutido las muchas funciones impulsadas por microorganismos del suelo que son críticas para el crecimiento vigoroso de las plantas, incluyendo el ciclo de nutrientes; la descomposición de sustancias orgánicas que conducen a la formación de materia orgánica en el suelo (SOM) y agregados; la protección contra patógenos de las plantas; y la síntesis de compuestos reguladores del crecimiento de las plantas para la estimulación del crecimiento de las raíces y la producción vegetativa. Las comunidades microbianas prósperas son más abundantes en las raíces de las plantas y dentro de la rizosfera de las plantas que exudan parte de su carbono fijado fotosintéticamente a través de las raíces para alimentar a los microorganismos mientras median varios procesos biológicos (Figura 1).
Aunque la abundancia de microorganismos en los suelos y las rizosferas es evidente, a menudo pasamos por alto la importancia de la biodiversidad microbiana necesaria para el desempeño eficaz de la mayoría de las funciones. Por ejemplo, la degradación de sustancias orgánicas complejas como la lignina y la celulosa en residuos vegetales requiere grupos selectos de microorganismos, a menudo denominados consorcios, en los que cada miembro produce enzimas específicas para llevar a cabo uno o más pasos en el proceso de degradación.
Por ejemplo, la degradación de la lignina comienza con el ataque de hongos descomponedores de lignina que facilitan la rotura inicial del polímero que es dividido secuencialmente en compuestos más simples por diferentes microorganismos especializados en cada paso hasta que los simples compuestos de carbono se convierten en alimento y energía para los microorganismos o se forman pequeños fragmentos incorporados en la materia orgánica del suelo. Por lo tanto, las prácticas que alteran el microambiente del suelo y suprimen cualquiera de la docena de microorganismos necesarios para la degradación de la lignina u otras sustancias pueden alterar la descomposición general y la formación de SOM.
La comprensión de la diversidad microbiana y las capacidades funcionales del suelo en los ecosistemas agrícolas puede utilizarse para guiar y supervisar la gestión de los cultivos y las tierras. A pesar de la opinión ampliamente aceptada de que la diversidad estructural y funcional microbiana es un componente crítico para describir la salud del suelo, hay pocos indicadores microbiológicos que evalúen la salud del suelo en comparación con los de las propiedades químicas y físicas.
La falta de indicadores microbiológicos se debe a que la mayor parte del mundo microbiano no puede ser fácilmente cultivada para caracterizar a aquellos individuos o grupos que median los importantes procesos biológicos en el suelo y los ambientes acuáticos. Sin embargo, los avances en los métodos para superar los desafíos de medir el gran número de microorganismos en los suelos y la dificultad en el cultivo proporcionan algunos enfoques alternativos basados en la estructura y función de la comunidad microbiana.

Varios laboratorios en los Estados Unidos pueden ahora caracterizar comunidades microbianas en suelos basados en la composición celular de los ácidos grasos fosfolípidos (PLFA).
El contenido total de PLFA es una medida de la biomasa microbiana viable presente en el suelo. La identificación de PLFAs individuales («biomarcadores») permite la clasificación de grupos funcionales específicos de microorganismos (bacterias, actinobacterias, hongos y protistas). Estos marcadores biológicos PLFAs producen un patrón de los miembros de la comunidad microbiana para suelos de diferentes ecosistemas bajo diversas prácticas de manejo de la tierra. La representación de estos grupos de PLFA microbianos combinada con la información de otros indicadores de salud del suelo proporciona una sólida comprensión de la capacidad funcional de los suelos.
Para mostrar cómo se puede aplicar el análisis microbiano para la evaluación de la salud del suelo, utilizamos pruebas PLFA para caracterizar los suelos bajo diversas prácticas de manejo en una granja diversificada, orgánica y de base ecológica en un paisaje suavemente inclinado dominado por la marga limosa de Sharpsburg en el noroeste de Missouri.
La finca hizo la transición a la agricultura orgánica en los últimos 15 años con la restauración de SOM a través de enmiendas orgánicas de compost, pajote y biochar y el establecimiento de un ecosistema de pradera nativa reconstruida. Se estableció un huerto, incluyendo una variedad de árboles frutales de herencia, con plantas nativas de las praderas ubicadas en los callejones.
La biomasa microbiana del suelo representada por el contenido total de PLFA se representa en la Figura 2 como la altura total de las barras indicadas para cada tratamiento de manejo.
La biomasa microbiana se recicla constantemente mediante la rápida generación de células hasta los ciclos de descomposición («renovación microbiana») y se incorpora a la materia orgánica del suelo, lo que contribuye a sus importantes propiedades. La descomposición de la biomasa libera N disponible tanto para las plantas como para la comunidad microbiana viva y, por lo tanto, mantiene los procesos biológicos en suelos sanos.
La alta biomasa microbiana asociada con la presencia continua de raíces vivas de plantas de la pradera ayuda a explicar la alta productividad y fertilidad del suelo observada en esta finca.
La biomasa microbiana y todos los componentes microbianos fueron más altos en el huerto orgánico que fue manejado con vegetación nativa perenne en los callejones más las enmiendas de abono alrededor de cada árbol. Los parámetros microbianos se incrementaron aún más en porciones del callejón donde se aplicó el biocarbón. Las micorrizas (VAM) también fueron más abundantes en los tratamientos orgánicos, lo que indica una mejor movilización de nutrientes (P, N, K), disponibilidad de agua y protección de los patógenos radiculares con estos hongos simbióticos. El estado microbiano de la pradera restaurada se aproxima al del huerto manejado orgánicamente, pero debido a que se estableció en el paisaje más erosionado, el restablecimiento de la comunidad microbiana ha sido más lento.
Los resultados de este estudio a largo plazo, publicado en 2015 en eOrganic News, demuestran cómo las prácticas de gestión basadas en la ecología mejoran la función biológica del suelo, mejoran la salud general del suelo, promueven la producción de cultivos hortícolas sin insumos químicos sintéticos y mejoran la calidad del medio ambiente.

Primicias Rurales
Fuente: ACRES USA