Posts etiquetados con ‘agregados del suelo’

Microorganismos y la Estabilidad de los Agregados del Suelo

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Estructura del Suelo. Fuente: Conozcamos el Campo

La importancia de los microrganismos del suelo en la formación y estabilización de agregados va siendo reconocida y mejor entendida con el tiempo. Los agregados resultan ser las estructuras que confieren al medio edáfico su porosidad y permeabilidad en todo lo relacionado con el flujo de agua y aireación del suelo. Del mismo modo fijan los nutrientes, poniéndolos a disposición de las plantas. Ya hemos hablado en numerosos post de los agregados, los microrganismos del suelo, ingenieros del suelo, etc.  Sin embargo no nos hemos detenido en como la formación de los primeros es propiciada por la actividad microbiana. Este post pretende ayudar a rellenar una laguna tan importante en nuestra bitácora. Hoy traducimos el resumen y parte de la introducción de un artículo publicado por los Investigadores iraquíes Mustafa Ismail Umer, Shayma Mohammad en la revista rusa  Eurasian Journal of Soil Science que puede leerse en acceso abierto (ver enlace más abajo). Ya es hora que pasemos de los estudios que recomiendan los boletines de noticias occidentales a aquellos llevados a cabo en otros territorios geopolíticos, que no son necesariamente peores, como en este caso. Comencemos pues.

Algunos parámetros microbianos tales como la respiración basal, la respiración inducida por el sustrato, la biomasa microbiana y el coeficiente metabólico microbiano se correlacionaron bien con el contenido de materia orgánica, la estabilidad de los agregados, la textura y la densidad aparente del suelo. El resultado muestra una correlación positiva entre todos los parámetros microbiológicos con la estabilidad de los agregados del suelo en el siguiente orden: coeficiente metabólico microbiano> respiración microbiana biomasa = sustrato inducida> respiración basal.

Los microorganismos parecen ser los principales agentes para la estabilización de los agregados edáficos. Tanto hongos como bacterias contribuyen a la estabilización de los mentados agregados del suelo a través de la deposición de polisacáridos extracelulares y la formación de materiales húmicos aromáticos degradados, que forman los complejos arcilla-metales-materia orgánica.

Además de un papel indirecto en la agregación y la estructura del suelo a través de su contribución a la humificación, los microorganismos del suelo también actúan directamente. Las bacterias y los hongos exudan polisacáridos coloidales que actúan como pegamento entre las partículas del suelo. Los hongos edáficos,  por ejemplo, producen glomalina, compuesto que se ha demostrado promover la formación y estabilización de los agregados, ralentizando la descomposición de la materia orgánica. Resulta curioso que en el artículo comentado comiencen a aparecer distribuciones de las variables que inducen a pensar en estructuras potenciales, que como ya sabéis, aparecen en el suelo por doquier. Sin embargo ese es otro tema.

Pero eso no es todo en lo concerniente al papel de los microrganismos en la formación y estabilización de los agregados del suelo, ni mucho menos, como veremos a continuación…….

Juan José Ibáñez

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Estructura del suelo y flujo de agua: partículas, agregados, rugosidad

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Agregado del Suelo. Fuente: University of Abertay Dundee (Escocia)

 La realidad de campo supera en complejidad a lo que los científicos podemos especificar, modelar  e introducir en las simulaciones numéricas. Como corolario, los resultados  que ofrecen tales modelos matemáticos deben valorarse con suma precaución.   Ya os he contado en alguna ocasión la frase de un afamado matemático que, más o menos, venía a decir “el problema no estriba en que los científicos hagan uso de modelos matemáticos, ya que son importantes para testar sus hipótesis, sino que muchos finalmente terminan por creerse sus resultados”.   El estudio que analizamos hoy ha sido llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Southampton. En él se “pretende” modelar la importancia de la estructura del suelo en el comportamiento hidrológico y la captación del agua por las raíces de las plantas. Con  tal motivo los autores dicen haber detectado diversos rasgos geométricos del medio edáfico (tomografía, RX).  En primer lugar, estudiaron la repercusión de la textura (fracciones granulométricas). Los resultados no debieron ser satisfactorios, por cuanto la nota de prensa no menta nada más al respecto, como tampoco el abstract del artículo de investigación. Seguidamente pasaron a indagar el comportamiento de los agregados del suelo (conjunto de partículas de diferente tamaño agrupadas/cementadas entre sí por diversas fuerzas).  Según su modelo, el flujo del agua cerca de los agregados edáficos resultaba ser clave con vistas a cuantificar adecuadamente las propiedades hidrológicas.  De acuerdo a la nota de prensa (más bien confusa) los poros interiores de los agregados son demasiado pequeños, por lo que parecen “prácticamente impermeables” a su humectación, no ocurriendo lo mismo cerca de su superficie, en donde las cavidades resultaban ser de mayor tamaño. Francamente no me quedó claro si “cerca” implicaba a los poros mayores de las cavidades agregacionales más próximas a la superficie de estos aglomerados, o si se encontraban fuera de los agregados aunque bordeándolos (en sus fronteras). Por lo tanto, consulté el resumen del trabajo (que también os añado abajo) que resultó ser mucho más explícito:Los resultados muestran que la rugosidad de la superficie de los agregado tiene un efecto significativamente mayor en el flujo que la microestructura dentro del agregado. Por lo tanto, esta es la región en la que la resolución de la TC de rayos X para el modelado basado en imágenes tiene el mayor impacto”. Dicho de otro modo  es la rugosidad de la superficie del agregado la que parecía afectar en mayor medida al comportamiento hidráulico de los suelos. ¡Ahora si!.

 Ya os comenté en algunos post anteriores como en los siguientes: “Propiedades de la Materia: Composición, Tamaño, Abundancia, Forma y Superficie”; “Secuestro de Carbono y Rugosidad de las partículas minerales del Suelo”; El Microcosmos del Suelo: La revolución de las Imágenes”; Peso, masa, densidad, rigidez y otras características del microcosmos que albergan los suelos;” “¿Cuanto Mide un Metro Cuadrado de Suelo?  La rugosidad es una variable poco estudiada en muchos ámbitos de la ciencia a pesar que hoy sabemos que afecta seriamente al comportamiento de la materia, y más aún en  los medios porosos heterogéneos. En consecuencia estos resultados vuelven a corroborar nuestras tesis. 

Sin embargo, volvemos a reiterar que en la naturaleza los suelos atesoran grietas que se contraen y expanden, cavidades elaboradas por animales de todos los tamaños, como nidos o refugios, canales para el tránsito de invertebrados del tipo de las lombrices de tierra o las formadas por las propias raíces de la vegetación, enormes estructuras de gran porosidad creadas por los termiteros y hormigueros, etc. En consecuencia los resultados obtenidos por estos autores se me antojan que atesoran mucho menos valor del que ellos alegan, por cuanto pasan por alto esta “realidad de campo”, centrándose expulsivamente en los miopes inputs de sus “avanzados modelitos”. Eso sí, de corroborarse la importancia de la rugosidad de los agregados, algo habríamos avanzado en la comprensión de la hidrología del suelo. Pero de aquí intentar modelizar con eficacia el comportamiento hidrológico de los suelos en la naturaleza (sin tener en cuenta lo anteriormente aludido) existe un abismo.

 Juan José Ibáñez  (más…)

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La biomasa microbiana y su importancia en los suelos

La nota de prensa que os ofrecemos hoy nos informa de la importancia de la materia orgánica de origen bacteriano en los suelos. así como de su papel en la estructura de los ecosistemas edáficos, fertilidad y secuestro de carbono atmosférico. Se trata de nuevas indagaciones que, en parte, cambian la percepción vigente, del rol desempeñado por las sustancias húmicas en los suelos. Toda novedad debe ser corroborada debidamente antes de incorporarse al corpus doctrinal de una disciplina, por lo que habrá que esperar estudios posteriores con vistas a validar si se trata de “ciencia buena”. Hasta la fecha los expertos sostenían que la mayor parte de la materia orgánica (SOM) de los suelos era de origen vegetal, con independencia del papel que finalmente pudieran desempeñar otras fuentes. Sin embargo, lo que dice haber descubierto este esquipo de investigadores alemanes cuestiona tal tesis. De acuerdo con ellos la biomasa bacteriana y en especial la procedente de sus paredes celulares desempeña un rol esencial, acumulándose en cantidades considerables, por lo que resultaría ser esencial no solo en la formación de los agregados del suelo, sino en el almacenamiento de carbono (y como corolario en su secuestro de la atmosférico, a largo plazo (…).

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Descomposición de la materia orgánica del suelo. Fuente: Maximum Yield (más…)

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Emulando los Diseños de la Naturaleza: Agregados del Suelo y Catálisis Industrial

Ya os he comentado en más de alguna ocasión, que los agregados del suelo debieran ser fuente de inspiración en diversos procesos industriales. Uno de los post más explícitos que escribí sobre este tema llevaba por título “Materia Blanda, Nanotecnología y Agregados del Suelo”. Durante algunos años se me ha pasado por la cabeza: “Si vuelvo a ver un día a Avelino Corma se lo tengo que contar (os juro que aunque no me creáis es cierto). Este investigador resulta ser una de las figuras con mayor renombre de la Ciencia del los Materiales en el CSIC y España. Ya os comenté cual es mi valoración de su actividad científica en este post. También le conocí personalmente durante mi estancia en el Comité Científico asesor del CSIC. Pues bien, a lo que vamos,  como  Avelino Corma es creativo y sagaz como pocos, no era de extrañar que, tarde o temprano diera con una clave que atesoran los agregados del suelo y cuya importancia he defendido en numerosos post (ver relación abajo). Estas estructuras edáficas atesoran poros de todos los tamaños que son conformes con estructuras multifractales. Por lo tanto, defendía sus bondades con vistas a que los científicos de otros campos entendieran que se trata de una interesantísima fuente de inspiración. Obviamente, desconozco casi todo lo relacionado con la ciencia de los materiales. Ahora bien, las notas de prensa relacionadas con la materia me inducían a pensar que tales estructuras atesoraban propiedades no indagadas hasta la fecha pero con un enorme potencial. Pues bien Avelino, que con toda seguridad no se ha inspirado en los agregados del suelo, ha logrado obtener unas arcillas sintéticas, inspiradas en otras naturales (zeolitas) que atesoran poros de varios tamaños, lo cual tiene numerosas ventajas en ciertos procesos de catálisis industrial. Debemos recordar que en ese gran reactor que descompone todo, y al que llamamos suelo, la estructura-tamaños de los agregados-poros es lo que le confiere sus prodigiosas propiedades. Como veréis más adelante, hasta el momento los expertos en ciencias de los materiales han enfocado su atención en las arcillas y materiales orgánicos más simples en su composición y geometría. Ahora bien, el siguiente paso, si mi conjetura resulta ser válida, sería que se percataran de lo que son capaces en su interacción con esa materia polimérica del suelo, con propiedades de gel, a los que denominamos ácidos húmicos. Unas y otros reiteramos, una vez más que resultan ser polímeros, con propiedades de gel que al juntarse dan lugar a estos fantásticos reactores naturales capaces de catalizar casi todo tipo de reacciones simultáneamente, con independencia del tamaño de los compuestos implicados. ¡En hora buena Avelino!. ¡Otro éxito a tu bojaca!. Seguidamente, os expongo la nota de prensa, ¡algunos de los post que he escrito sobre el tema y algo más.       

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 Estructura del suelo. Fuente: Blog Ecomerge

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