La vida en el suelo
Las plantas han desarrollado una serie de relaciones mutuamente confiables con organismos que no son visibles a simple vista. Estos organismos se denominan microorganismos y el campo de estudio que busca entenderlos es la microbiología.
La mayoría de estos organismos son heterotróficos, lo que significa que dependen de otros organismos vivos o muertos orgánicos para su supervivencia y multiplicación. La mayoría de estos organismos se encuentran en gran variación tanto en cantidad como en calidad en todo el suelo, con muestras tomadas sólo unos pocos centímetros de distancia, a diferentes profundidades que muestran diferencias considerables. Los hábitats ecológicos del suelo son sistemas complejos, dinámicos, interrelacionados y co-dependientes. En consecuencia, la densidad de población y la distribución de microorganismos dentro de un suelo está en un estado constante de cambio. Los microorganismos del suelo más densamente colonizan ciertas regiones dentro de un suelo y se ha demostrado que afectan sustancialmente la salud de las plantas, el crecimiento y la gestión de la enfermedad. Las formas dominantes de microorganismos dentro del suelo son:
Bacteria: El microorganismo más abundante en el suelo, las bacterias son microorganismos unicelulares (unicelulares) presentes en el suelo en tres formas; redondo / esférico, en forma de barra, espiral (cadenas onduladas largas). Las bacterias del suelo se dividen en dos categorías:
Autochnotus: bacterias que son nativas y cuya población está uniformemente extendida y relativamente constante en todo el suelo. Ellos derivan su alimento de materia orgánica del suelo nativo (por ejemplo, Arthrobacterspp.).
Zymogenous: bacterias que requieren una fuente externa de energía cuya población es más baja en el suelo que la bacteria Autochnotus. La población de bacterias Zymogenous fluctúa y aumentará cuando se introduce una fuente de energía externa en el suelo (por ejemplo, Pseudomonasspp. &Bascillusspp.). Las bacterias se clasifican además en términos de cómo obtienen su nutrición y energía, en particular el carbono y el nitrógeno.
Autrotrophic: las bacterias sintetizan alimentos de simples nutrientes inorgánicos y utilizan dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera para obtener su carbono. Los alimentos se producen a partir de la luz solar, en cuyo caso se denominan fotoautótrofos tales como Chromatriumspp., O mediante la oxidación de una molécula inorgánica tal como nitrato (NO3) que se crea a partir de nitrito (NO2) cuando es oxidado por Nitrobacterspp. Este proceso de bacterias que metaboliza y subsiguientemente fijando el nitrógeno es una parte clave del proceso de la nitrificación dentro del ciclo más amplio del nitrógeno.
Heterotrófica: la forma predominante de bacterias dentro de un suelo, derivan su carbono de consumir sustancias orgánicas complejas tales como material vegetal en descomposición y otros microorganismos. Ellos derivan su nitrógeno de compuestos orgánicos de nitrógeno que consumen tales como proteínas. Las bacterias heterotróficas son los consumidores dentro del ecosistema del suelo, degradando las sustancias orgánicas complejas en sus formas constituyentes más simples. Actinomycetes – un tipo de bacterias que tienen similitudes con los hongos. Al igual que las bacterias son celulares, y como hongos que producen micelio. Descomponen los componentes más resilientes de los materiales de desecho orgánicos como la celulosa, los polisacáridos, las grasas proteicas y los ácidos orgánicos después de que esas sustancias hayan sido inicialmente atacadas por bacterias y hongos. Son responsables de los pigmentos oscuros del humus y del olor a humedad de la tierra liberado por el suelo recién cultivado.
Hongos – están presentes en los suelos como micelio ramificado, rizomorfos estructurados paralelos y esporas. Los hongos ocurren a través de una amplia gama de población. Los hongos requieren un suministro adecuado de oxígeno y materia orgánica y favorecen un pH óptimo de 4,5 – 6,5. Los hongos juegan un papel importante en la descomposición de las sustancias orgánicas: celulosa, pectina, lignina y almidón. En las situaciones de césped una acumulación excesiva de estas sustancias se llama paja. Los hongos también juegan un papel importante en la formación inicial del humus así como la agregación de partículas del suelo que sirve para mejorar la estructura del suelo. Algunos hongos del suelo forman una asociación mutuamente beneficiosa (mutualista) simbiótica con las raíces de las plantas superiores, como las especies de hierba de césped curvadas (Agrostisspp.) Y festuca (Festucaspp.). Esta asociación simbiótica se conoce como una asociación micorrízica. Los hongos benefician a una planta movilizando nutrientes del suelo inmóviles, particularmente el fósforo y el hierro, que de otro modo son difíciles de acceder a las plantas. A cambio, la planta suministra a los hongos un suministro relativamente constante de carbohidratos y azúcares tales como glucosa y sacarosa. Las plantas que forman relaciones micorrízicas también se beneficiarán de una mayor resistencia a plagas y enfermedades a través de una variedad de mecanismos de señalización. Son más resistentes a la sequía debido a la mejor absorción y transporte de agua debido a la producción de osmolitos que son compuestos orgánicos que disminuyen el potencial osmótico. Las plantas asociadas con micorrizas también demuestran una mayor tolerancia a la toxicidad de los metales pesados debido al almacenamiento en buffer de los hongos. Colectivamente estos factores resultan en aumentos observables en el crecimiento de las plantas, el establecimiento y la salud. Algas – las algas más comunes que se encuentran en los suelos templados son las algas verdes (Chlorophytaspp.). Esto incluye las especies que forman asociaciones simbióticas con los hongos resultando en los líquenes. Las algas verdes están situadas justo en, (epidaphic) o justo debajo (endedaphic) la superficie del suelo donde su fotosíntesis libera oxígeno en el ambiente del suelo. Las algas del suelo actúan como agentes de cementación, y los agregados del suelo estables al agua mejoran la estructura del suelo. También desempeñan un papel en el ciclaje de nutrientes, en particular el nitrógeno, y contribuyen a la cantidad de materia orgánica cuando mueren, proporcionando así una fuente de carbono orgánico.
Algas bajo el microscopio y daño a los nematodos
Protozoos – una variedad de organismos unicelulares presentes en los 15 cm superiores del suelo en una variedad de tamaños. La mayoría de las especies se reproducen asexualmente como bacterias. Los protozoos se mueven en el suelo utilizando una serie de apéndices como el flagelo (látigo), los cilios o los pseudópodos (pie temporal) que se utilizan para clasificarlos en categorías. Los tres siguientes son comunes en los suelos:
Rhizopoda– usualmente sin apéndices pero pseudópodos pueden estar presentes, típicamente protoplasma desnudo sin una pared celular (por ejemplo, Amoebaspp.).
La locomoción de Mastigophora – flagella, muy a menudo saprofítica (se alimenta de organismos muertos) pero algunos contienen clorofila y son autotróficas, produciendo energía a partir de su entorno a través de la fotosíntesis (por ejemplo, Testramituspp.). Ciliophora – caracterizada por la presencia de cilios utilizados para la locomoción, son los menos numerosos en el suelo (por ejemplo, Halteriaspp.).
Los protozoos son una fuente de alimento para diversas formas de vida del suelo, incluyendo otros protozoos. También compiten contra y se alimentan de patógenos que ayudan a suprimir la enfermedad. Como algunas especies de nematodos, los protozoos procesan los nutrientes haciéndolos disponibles para su uso por las plantas y otros organismos del suelo. Al alimentarse selectivamente de algas y especialmente de bacterias (algunos protozoos pueden consumir 5 millones de bacterias al día), los protozoos ayudan a mantener un equilibrio ecológico en la composición bacteriana del suelo y en la población. Mediante el ciclo de nutrientes, que a su vez estimula el crecimiento en poblaciones bacterianas, los protozoos propician correspondientemente velocidades eficientes de descomposición y agregación de partículas.
Los protozoos tienen una concentración más baja de carbono (C) a nitrógeno (N) en sus células que las bacterias que comen. Con una relación de carbono a nitrógeno (C: N) para los protozoos a 10: 1 esto es mucho más que el rango de 3: 1 a 10: 1 para las bacterias.
Los protozoos contribuyen a los niveles de nitrógeno del suelo al excretar el exceso de nitrógeno que consumen de comer bacterias y otros protozoos de nuevo en el suelo como amonio disponible en la planta (NH4 +).
Nematodos – gusanos no segmentados típicamente 50 micrones (μm) de anchura y 1 mm de longitud. Los nematodos son omnipresentes en los suelos donde a menudo superan en número a todos los otros animales en ambas especies y cuentan los números. Los nematodos poseen un sistema nervioso central, sistema digestivo y sistema de fertilidad por lo que se considera que el animal más primitivo. Siendo organismos acuáticos, los nematodos requieren humedad adecuada del suelo para moverse con eficacia. Algunos nemátodos son parasíticos a las plantas y por lo tanto reciben atención frecuente sin embargo; la gran mayoría de los nematodos no son parásitos de las plantas. Cinco categorías de nematodos del suelo se describen en dos grupos:
Nematodos, Vida libre1. Alimentación bacteriana – consume bacterias.2. Alimentación fúngica: perforar las paredes celulares de los hongos y consumir el contenido.3. Predatorias – comen todos los tipos de nematodos y protozoos.4. Omnivores – comer una variedad de organismos y puede variar su dieta en diferentes etapas de la vida. Nematodos, No Vida libre1. Alimentadores radiculares: Parásitos vegetales que viven en raíces de plantas (ectoparásitos), dentro de la raíz de la planta (endoparásitos) o viven dentro y fuera de la raíz de la planta, a veces en diferentes puntos de la vida (semiendoparasita). La naturaleza inherente de algunas zonas de raíces de césped deportivo puede conducir a un ecosistema gravemente biológicamente desequilibrado. Cuando esto ocurre, una variedad de especies de nematodos parásitos vegetales puede proliferar hasta niveles que resultan en desarrollo y función de la raíz deformada, afectando adversamente el crecimiento y desarrollo general de la planta.
Relación carbono-nitrógeno Los microorganismos queman el carbono como combustible para formar un nuevo material celular utilizando su nitrógeno almacenado. Estos organismos entonces excretan el exceso de nitrógeno como amonio.
La materia orgánica se descompone en el suelo por microorganismos que utilizan el contenido de carbono como fuente de energía para alimentar sus cuerpos. Este proceso libera carbono y nitrógeno en el ecosistema del suelo como compuestos. Carbono en forma de carbohidratos, y nitrógeno en la planta disponible forma amonio y nitrato. Este proceso es la base del ecosistema del suelo.
La velocidad a la que se produce este proceso está influenciada por la relación de carbono a nitrógeno presente en las sustancias orgánicas y el suelo circundante.
Las tasas óptimas de descomposición y función del ecosistema del suelo se producen a una relación C: N de 24 partes de carbono a 1 parte de nitrógeno (24: 1) debido a condiciones más favorables para la descomposición de materia orgánica estable. Este equilibrio óptimo provoca un equilibrio entre la mineralización (disponibilidad de nutrientes) y la inmovilización (falta de disponibilidad de nutrientes).
La relación de carbono a nitrógeno en las plantas es crucial para las actividades celulares de rutina. Los compuestos de carbono, tales como los carbohidratos, la sacarosa y la glucosa, proporcionan energía de carbono para la asimilación de nitrógeno y la creación resultante de aminoácidos. Estos aminoácidos son los bloques de construcción de proteínas que las plantas usan para construir compuestos y en particular enzimas, que son esenciales para casi toda la actividad celular y la función de la planta.
Por esta razón es justo afirmar que la estrecha coordinación entre el carbono y el nitrógeno es el proceso central que impulsa la función de la planta y el suelo.
Beneficios de la aplicación de fuentes de carbono a las superficies de césped deportivo
A. Las proporciones de carbono a nitrógeno en los suelos de césped construidos están limitadas por dos razones principales:
- La alta tasa de filtración dominó las raíces de las raíces que contienen intrínsecamente bajas cantidades de materia orgánica.
2. Producción limitada de exudados radiculares debido a la reducción de la fotosíntesis. Esto se debe a una superficie superficial limitada resultante de cortas alturas de corte. B. Los insumos de carbono equilibran la relación C: N – facilitando la eficiencia de la función del ecosistema del suelo, resultando en:
- Descomposición óptima de la materia orgánica que conduce a la mejora del ciclo y la absorción de nutrientes.
- Mejora de las interacciones microbianas beneficiosas de las plantas.
Relación carbono-nitrógeno Los microorganismos queman el carbono como combustible para formar un nuevo material celular utilizando su nitrógeno almacenado. Estos organismos entonces excretan el exceso de nitrógeno como amonio.
La materia orgánica se descompone en el suelo por microorganismos que utilizan el contenido de carbono como fuente de energía para alimentar sus cuerpos. Este proceso libera carbono y nitrógeno en el ecosistema del suelo como compuestos. Carbono en forma de carbohidratos, y nitrógeno en la planta disponible forma amonio y nitrato. Este proceso es la base del ecosistema del suelo.
La velocidad a la que se produce este proceso está influenciada por la relación de carbono a nitrógeno presente en las sustancias orgánicas y el suelo circundante.
Las tasas óptimas de descomposición y función del ecosistema del suelo se producen a una relación C: N de 24 partes de carbono a 1 parte de nitrógeno (24: 1) debido a condiciones más favorables para la descomposición de materia orgánica estable. Este equilibrio óptimo provoca un equilibrio entre la mineralización (disponibilidad de nutrientes) y la inmovilización (falta de disponibilidad de nutrientes).
La relación de carbono a nitrógeno en las plantas es crucial para las actividades celulares de rutina. Los compuestos de carbono, tales como los carbohidratos, la sacarosa y la glucosa, proporcionan energía de carbono para la asimilación de nitrógeno y la creación resultante de aminoácidos. Estos aminoácidos son los bloques de construcción de proteínas que las plantas usan para construir compuestos y en particular enzimas, que son esenciales para casi toda la actividad celular y la función de la planta.
Por esta razón es justo afirmar que la estrecha coordinación entre el carbono y el nitrógeno es el proceso central que impulsa la función de la planta y el suelo.
Beneficios de la aplicación de fuentes de carbono a las superficies de césped deportivo
A. Las proporciones de carbono a nitrógeno en los suelos de césped construidos están limitadas por dos razones principales:
- La alta tasa de filtración dominó las raíces de las raíces que contienen intrínsecamente bajas cantidades de materia orgánica.
2. Producción limitada de exudados radiculares debido a la reducción de la fotosíntesis. Esto se debe a una superficie superficial limitada resultante de cortas alturas de corte. B. Los insumos de carbono equilibran la relación C: N – facilitando la eficiencia de la función del ecosistema del suelo, resultando en:
- Descomposición óptima de la materia orgánica que conduce a la mejora del ciclo y la absorción de nutrientes.
- Mejora de las interacciones microbianas beneficiosas de las plantas.
La importancia del equilibrio
Si la relación C: N es demasiado baja entonces un suelo está dominado por bacterias y la descomposición de la materia orgánica ocurre demasiado rápido, reduciendo el menú disponible de materia orgánica equilibrada para otros organismos del suelo. Esto tiene el efecto de reducir la eficiencia de la función del ecosistema del suelo y limita los beneficios asociados a la planta de un sistema floreciente.
Si la relación C: N es demasiado alta, la descomposición de la materia orgánica es demasiado lenta, el nitrógeno se limita y el equilibrio se aleja de las bacterias. Esto puede conducir a la acumulación de materia orgánica, y una limitación adicional de la función eficiente del ecosistema del suelo.
Alto carbono = descomposición más lenta p. lignina, más fácil de digerir por los hongos Bajo carbono = descomposición más rápida, p. celulosa, más fácil de digerir por las bacterias.
El ancho total del diagrama anterior representa un intervalo de relación C: N de un sistema dominante de hongos a 30: 1 a un sistema dominado por bacterias a 3: 1.
La dominancia relativa de hongos o bacterias está representada por la curva de campana inversa (línea blanca superior) con el ritmo de descomposición de materia orgánica representado por la curva de campana (línea blanca inferior).
La proporción óptima es de 24: 1, representada por las líneas punteadas, en este punto la mineralización de la nutrición de las plantas, la tasa de producción de materia orgánica estable y la diversidad y cantidad de microorganismos está en el óptimo.
Importantes áreas de interacción
Las áreas especializadas y concentradas del nicho ecológico donde se produce la interacción entre las plantas y los microorganismos se limitan a una estrecha región de suelo que se extiende varios milímetros hacia el exterior de las raíces de las plantas. Como resultado, la naturaleza química y física de un suelo cambia a medida que se extiende lejos de esta zona de raíz inmediata, con el área de influencia de la raíz disminuyendo a lo largo de la distancia. Por consiguiente; hay 1000 ‘2000 veces más microorganismos asociados con las raíces que viven en suelo desnudo.
Rizosfera: La proporción del suelo (R: S) es una expresión del aumento de la comunidad microbiana y su efecto como influenciado por las raíces de las plantas. Se calcula dividiendo el número de microorganismos en el suelo de rizosfera por el número de microorganismos en el suelo no rizosférico.
La medida en que los insumos agronómicos influyen en la microbiología del suelo, ya sea positiva o negativamente, no se entiende actualmente y es el tema del estudio científico en curso
Rhizosfera y Rhizoplane: Efecto y Función La función de estas regiones está influenciada por ciertos factores como: tipo de suelo, humedad del suelo, pH, temperatura, edad de la planta, estado metabólico de la planta, humedad relativa e insumos agronómicos tales como; fertilizantes, agentes humectantes y pesticidas. La interacción entre los microorganismos y las raíces de las plantas dentro de estas regiones es una actividad asociativa mutuamente beneficiosa.
Contribución de la planta
Exudados de raíz – las paredes epidérmicas externas (células) de los pelos vivos de la raíz están cubiertas con mucílago y cutícula (película protectora). Los compuestos orgánicos e inorgánicos acumulados en el citoplasma de las células de las raíces se secretan. Estas secreciones constituyen compuestos destinados a proporcionar una defensa directa de la planta frente a patógenos o en forma de carbohidratos, azúcares solubles en agua, ácidos orgánicos, vitaminas y minerales, aminoácidos,hormonas, compuestos amino, fenólicos y ésteres de fosfato de azúcar. Colectivamente apoyan y promueven las interacciones microbianas directas de las plantas. Un aumento en la exudación de la raíz se observa por las raíces de las plantas cuando en presencia de microorganismos.
Tela orgánica – como la piel humana, los pelos de la raíz están siendo constantemente vertidos en el suelo, esto proporciona a los microorganismos con una base de alimento adicional de la que derivar la energía. La excreción y el vertimiento de estos materiales por las plantas en la rizosfera es lo que permite a los microorganismos colonizar dichas regiones.
Contribución benéfica de los microorganismos
Defensa – los microorganismos en la rizosfera pueden ser beneficiosos, dañinos y neutrales hacia las plantas. Sin embargo, hay un campo de batalla intenso como la actividad competitiva entre todos ellos, con cada respuesta de manera diferente a los exudados de raíz. Como resultado, las plantas han desarrollado mecanismos con microorganismos beneficiosos que promueven la defensa de las plantas. Por ejemplo, para interactuar exitosamente con el tejido de la planta, un patógeno de la raíz tendrá que negociar exitosamente hongos simbióticos de la planta pasada en la rizósfera y el rizoplano. Los mismos hongos simbióticos de plantas reconocerán este ataque, mostrarán antagonismo al patógeno y comprobarán su avance en beneficio tanto de sí mismo como de la planta. Alternativamente, en respuesta a patógenos, las bacterias asociadas a las plantas pueden inducir la activación de las defensas de las plantas, un sistema denominado resistencia inducida sistémica (ISR) que se diferencia de la resistencia adquirida sistémica (SAR) inducida por patógenos.
Promoción del crecimiento de las plantas: los microorganismos catalizan reacciones que forman ácidos orgánicos que a su vez solubilizan los nutrientes inorgánicos en las formas disponibles en la planta. Ellos producen sustancias estimulantes del crecimiento y liberan otros elementos bloqueados como el fósforo a través del proceso de mineralización. También reducen la toxicidad de elementos como el azufre. Además, las bacterias asociadas a las plantas pueden producir fitohormonas y reguladores del crecimiento. Ejemplos de los cuales incluyen citoquininas, giberelinas y auxinas tales como ácido indol-3-acético. Estas sustancias están implicadas en la iniciación de las raíces, la división celular y la ampliación celular. El efecto de esta actividad sobre las plantas puede ser directo por medio de la promoción del crecimiento de las plantas, o indirecta a través de una mejor disponibilidad de agua y nutrientes debido a sistemas radiculares mejorados.
Azúcares y el papel que juegan
Las Limitaciones de un Entorno de Zona Radicular
Dependiendo de la etapa de vida de la planta se ha estimado que entre 12-40% de la cantidad total de carbohidratos producidos por la fotosíntesis se liberan en la rizósfera como exudado de raíz. Incluso en el 12% esta es una cantidad significativa del recurso de carbono de la planta, lo que ilustra la importancia de la promoción de las relaciones con los microorganismos beneficiosos para las plantas. Una superficie de césped y zona de raíz no es un medio ambiente natural, el tráfico de superficie combinado con bajas alturas de corte y los insumos agronómicos ponen énfasis continuo tanto en la planta como en la rizósfera. El potencial de la fotosíntesis se efectúa como resultado del área de la pequeña hoja de las pequeñas alturas de corte. Esto reduce el carbono derivado de la planta en forma de secreciones de exudado de la raíz que forman la base de la cadena alimenticia de la rizósfera. Debido a las tasas de infiltración necesariamente altas, las raíces estructuradas estructuradas con arena abierta contienen un bajo nivel de materia orgánica. Como resultado, los ambientes del suelo, como las zonas de raíz de césped, pueden describirse como entornos reducidos en carbono. En un ecosistema de suelos naturales, los microorganismos utilizan la materia orgánica para la energía a medida que la recorre a través de la descomposición en compuestos más simples de carbono orgánico y nitrógeno. Un proceso que sustenta la cadena alimenticia como nutrientes se libera lentamente en el suelo para apoyar otros microorganismos.
l papel del azúcar Las plantas han evolucionado para vivir junto a los microorganismos en el suelo para el beneficio mutuo, pero construido arena / suelo deportivo césped zonas radiculares están limitadas por la falta de material orgánico y exudados de raíz. Esto se traduce en una falta de fuentes de carbono disponibles que de otra manera apoyaría el ecosistema. Como resultado, existe la necesidad de introducir una fuente de carbono para complementar esta deficiencia inherente. Los bioestimulantes tales como BioMassSugar® que contienen 22-23% de hidrolizado de caña de azúcar e hidratos de carbono, que comprenden 14,50-17,50% de azúcares, inyectan una zona de raíz de césped con una fuente fácilmente disponible de energía de carbono fácilmente digerible a partir de la cual puede funcionar un ecosistema de suelo más diverso y eficiente. comenzar a funcionar. A su vez, esto beneficia la respuesta al crecimiento de las plantas, el establecimiento y la tolerancia al estrés biótico (patógeno) y abiótico (ambiental). Esto se debe a una mayor disponibilidad de nutrición, síntesis microbiana de compuestos beneficiosos vegetales y mecanismos de resistencia adquiridos sistémicos.
Por James Grundy
in Chemicals & Fertilisers, Pests & Diseases, and Technical
El 18 de Agosto del 2017
Fuente: Turfes
