Microorganismos y la Estabilidad de los Agregados del Suelo
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
(…) Aunque no de forma tan persistente como las bacterias, hongos también contribuyen a la estabilización de los agregados a través de las hifas que se anclan a las partículas minerales.
La influencia de hongos y bacterias en la estabilización de los agregados varía ampliamente entre las especies, especies, dependiendo en gran medida de los sustratos disponibles (principalmente la cantidad y calidad de los residuos que desprenden las partes aéreas de los vegetales y los productos exudados por las raíces (rizxodeposición).Por otra parte, el tipo de gestión del uso del suelo puede influir tanto en la composición de las comunidades microbianas, como en la estabilización de los agregados La biomasa microbiana del suelo resulta ser una de las propiedades biológicas más esenciales del medio edáfico, regulando numerosos procesos críticos en los ecosistemas, tales como la integración biofísica de la materia orgánica con la materia mineral, acuosa y gaseosa. También es muy importante en lo concerniente a la regulación de la cantidad y calidad de los componentes del ciclo hidrológico y de las emisiones de gases con efecto invernadero.
Aunque no de forma tan persistente como las bacterias, hongos también contribuyen a la estabilización de los agregados a través de las hifas fúngicas que se anclan a las partículas minerales.
El papel mecánico de microorganismos también resulta ser importante ya que su biomasa en el suelo puede superar los 40-200gm-2 y su estructura repleta de hifas contribuye al anclaje y cohesión de las diferentes partículas del suelo entre sí. El micelio fúngico ha sido descrito como una especie de estructura pegajosa, ya que enreda partículas en el seno de la red de hifas, cementando las partículas entre sí a través de sus exudados extracelulares de polisacáridos. Las tasas de descomposición de la materia orgánica en los agregados del suelo se reducen en comparación con la que no se encuentra asociada a los mismos. Tal hecho ha sido atribuido a factores tales como la reducida tasa de difusión de oxígeno en el interior de los agregados y la separación física entra la materia orgánica por un lado y la microflora y fauna por otro. Estabilidad de los agregados del suelo es el resultado de interacciones complejas entre procesos biológicos, químicos y físicos en el suelo. Los factores que afectan la estabilidad de los agregados pueden agruparse en: (i) abióticos (minerales de arcilla, sesquióxidos, cationes intercambiables): (ii) bióticos (materia orgánica del suelo, actividad de los sistemas radiculares de las plantas, la fauna del suelo y los microorganismos), y (iiii) del ambiente (temperatura y humedad del suelo). El objetivo del presente estudio estriba en determinar los parámetros microbiológicos que más se correlacionan con la estabilidad de los agregados del suelo mediante la adhesión de la materia orgánica y las partículas minerales. Organismos del suelo
Correlation between aggregate stability and microbiological activity in two Russian soil types
Bajar el artículo en acceso abierto: http://fesss.org/download/arsiv/JD0C36WP.pdf
Eurasian Journal of Soil Science
Abstract
Two Russian soil type, soddy-podzolic soil from Vladimerskaya region and dark-gray forest soil from Korskya region were taken some microbiological parameters were assyed as basal respiration, substrate induced respiration, microbial biomass, microbial metabolic coefficient and correlated with soil aggregate stability concerning soil organic matter ,soil texture and soil bulk density . The result shown a positive correlation between all microbiological parameters with soil aggregate stability at this rank, microbial metabolic coefficient > microbial biomass = substrate induced respiration > basal respiration. Microbiological parameters and soil aggregate stability in dark-gray forest soil are greater than soddy-podzolic soil except basal respiration as a result of high organic content in this soil as will as the biomass as a percent of soil total organic matter. aggregate disintegration coefficient of dark-gray forest soil is 0.0028 with R2 0.927 and need 85 rain drop (equivalent to an energy of 83385 J Kg -1 ) greater than soddy-podzolic which had disintegration coefficient 0.0039 with R2 0.849 and needed only 40 rain drop (equivalent to an energy of 39240 J Kg -1).
Introduction:
Microorganisms are the primary agents of aggregate stabilization. Both fungi and bacteria contribute to stabilization of soil aggregates through deposition of extracellular polysaccharides and formation of degraded, aromatic humic materials that form clay polyvalent metal organic matter complexes. Though not as persistent, fungi also contribute to aggregate stabilization through hyphal anchoring of particles. The influence of fungi and bacteria on aggregate stabilization varies widely among species and depends considerably on the nature of the available substrates (Aspiras et al. 1971) and on the products of rhizode positions (Reid and Goss, 1981). Furthermore, the type of land-use management can influence both the composition of microbial communities and their contribution to aggregate stabilization (Beare et al. 1994). Soil microbial biomass is one of the most important soil biological properties. It regulates many critical processes in ecosystems, such as the biophysical integration of organic matter with soil solid, aqueous and gaseous phases. It also becomes vital in regulating the quantity and quality of components in the hydrologic cycle and in greenhouse gas emissions. The measurement of microbial biomass is useful for describing biomass turnover in different ecosystems. Aggregation is a product of interactions of the soil microbial community, mineral and organic components, the composition of the above-ground plant community, and what has happened to the ecosystem in the past (ŽKemper and Koch, 1966 ; Tisdall and Oades,1982; Goldberg et al., 1988). In addition to an indirect role in aggregation and soil structure via their contribution to humification, soil microorganisms also act directly. Bacteria and fungi exude colloidal polysaccharides that can glue soil particles. Soil fungi, for example, produce glomalin, which has been demonstrated to represent a high proportion of soil organic matter promoting aggregate formation (Rillig et al. 2002). The mechanical role of microorganisms is also considerable, given their biomass of 40 200gm−2 and their hyphal structure (Dighton and Kooistra 1993; Thorn, 1997) that contributes to anchoring soil components to each other. The fungal mycelium has been described as a ‘sticky string bag’ because it entangles particles within the hyphae network and cements particles together through extracellular polysaccharide production (Oades and Waters, 1991). Decomposition rates of organic matter (OM) in soil aggregates are reduced compared with OM not associated with aggregates (Besnard et al., 1996; Angers et al., 1997). This has been attributed to factors such as a reduced oxygen diffusion rate within aggregates (Sexstone et al., 1985) and the physical separation of SOM from microflora and fauna (Hattori, 1988). Soil aggregate stability is the result of complex interactions among biological, chemical, and physical processes in the soil (Tisdall and Oades, 1982). Factors affecting aggregate stability can be grouped as abiotic (clay minerals, sesquioxides, exchangeable cations), biotic (soil organic matter, activities of plant roots, soil fauna and microorganisms), and environmental (soil temperature and moisture) (Chen et al., 1998). The aim of recent scientific work is to determine the most effective microbiological parameters correlated with soil aggregate stability and to link with the soil organic matter.