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Lectura: Procesos biológicos de alimentación del suelo
Vocabulario:
Bacterias
Hongos
Protozoos
Nematodos
Artrópodos
Biomasa
Sucesión en las plantas
Disponibilidad de nutrientes
Lixiviación
Aeróbico
Exudaciones anaeróbicas
Existe una red alimentaria del suelo óptima (ver la Figura # 1, con un modelo de Red
Alimentaria del Suelo) para cada tipo de combinación de cosecha, región climática, clase
de suelo, cantidad de materia orgánica y suministro de agua. El equilibrio ideal de la red
alimentaria para cultivos en hilera en Arizona es diferente del equilibrio ideal para
árboles frutales o viñedos en California.
Acaros
Nem atodos
Brotes
Raíces
fitófagos
C hacia
el hongo
Nem atodos
Fungívoros
depredadores
N,P hacia
la planta
Algas
Hongos
Nem atodos
m icorrizales
fungívoros
Bacterias
Líquenes
Hongos
saprofíticos
Materia
orgánica
Moléculas
com plejas
Nem atodos
Bacterívoros
Flagelados
Depredadores
Superiores
Azúcares
Sim ples
Materia
m uerta
Acaros
depreda
dores
Am ebas
Bacterias
Ciliados
Figura # 1. La Red Alimentaria en sistemas de céspedes, jardines y cultivos en hilera
saludables. Las bacterias y los hongos alteran la estructura del suelo, el pH del suelo, la
forma del nitrógeno y, posiblemente, otros nutrientes y micronutrientes.
Las bacterias tienden a dominar en suelos de plantas anuales, mientras que los hongos
son más predominantes en sistemas perennes.
A medida que ocurre la sucesión de las plantas, los alimentos que las plantas liberan al
suelo, desde las exudaciones de las raíces hasta los tallos de las plantas y las hojas
muertas, tienden a aumentar el componente fungal más que el bacteriano. Así que, con el
tiempo, se forma el suelo, y se vuelve cada vez más fungal. Esta transición puede tomar
miles de años en algunos climas. Con el manejo apropiado de la biología del suelo, puede
reducirse significativamente el tiempo que toma llevar a cabo esta transición.
Cuando los suelos son impactados por químicos tóxicos para el control de enfermedades
fungales o bacterianas, o para combatir plagas de insectos o nematodos, puede hacerse un
daño severo a la red alimentaria del suelo. La Figura # 2 ilustra el ejemplo de un suelo
tratado con metilbromido de una a tres veces al año por varios años.
Brotes
Nematodos
Raíces
fitófagos
Insectos
Algas
plagas
Musgo
Hongos
Nematodos
patógenos
bacterívoros
Flagelados
Materia
orgánica
Amebas
Bacterias
Materia
Ciliados
muerta
Figura # 2. Una Red Alimentaria insalubre en un sistema cuyas plantas sufren de
enfermedades significativas, falta de agua o disponibilidad de nutrientes, a no ser a través
de entradas para fertilizantes inorgánicos.
Observen la pérdida de muchos grupos supresores de enfermedades. Los únicos hongos
restantes en este sistema son, por ejemplo, sólo los hongos causantes de enfermedades, es
decir, ninguna de las especies de hongos beneficiosos.
Los nematodos que se alimentan de plantas dominan la comunidad de nematodos.
No existen los hongos micorrizales, lo que deja totalmente abiertas las raíces para las
plagas y los patógenos que se alimentan de las plantas. Está claro que conviene contar
con el conjunto adecuado de organismos en el suelo para mejorar y sostener las especies
de plantas deseadas. Es cierto que tenemos una idea inicial de lo que debe contener una
red alimentaria para algunas especies de plantas, sin embargo, no conocemos la estructura
exacta de la red alimentaria ni el número exacto de cada especie de cada organismo
presente para el crecimiento óptimo de cualquier planta. Por consiguiente, hace falta
llevar a cabo más trabajos significativos en esta área de investigación.
Cada análisis aporta su correspondiente información
La Red Alimentaria del Suelo consta de todo el sistema de organismos interactuantes, que
se hallan en el suelo y en las superficies de las plantas: tanto en el suelo como en el
follaje elevado de las plantas.
Todas las partes de la red alimentaria deben estar presentes en las cantidades apropiadas,
pero ¿cuáles son las “cantidades apropiadas”?
Las cantidades varían dependiendo de las necesidades de la planta, el tipo de suelo, el
clima (tanto el macro- como el micro-), la época del año, la cantidad y el tipo de materia
orgánica presente.
Consideren las generalizaciones siguientes acerca de los procesos sucesionales y la
proporción de hongos a bacterias presentes en el suelo.
1. Los organismos del suelo inmobilizan nutrientes en su biomasa previniendo así
que esos nutrientes se lixivien o los pierda el suelo. La pérdida de la vida del
suelo significa que muchos nutrientes no podrán retenerse en el suelo, y que la
fertilidad del suelo se verá reducida.
2. La vida del suelo construye la estructura de los pasajes de aire y poros del suelo.
Cuando el aire no puede penetrar en el suelo, y los organismos consumen el
oxígeno, no puede penetrar más aire en el suelo. El suelo se vuelve anaeróbico, y
los organismos estrictamente aeróbicos entran en dormancia. Los anaerobios
facultativos desconectan sus enzimas aeróbicas, y conectan sus enzimas
anaeróbicas. Algunos de los desperdicios que producen son alcoholes, los cuales
resultan muy tóxicos para los tejidos de las plantas: en particular, las raíces. Otros
productos de desecho (del metabolismo), también, son tóxicos, pero no tan
tóxicos como el etanol. Los seres humanos no detectan el alcohol muy bien, así
que nos toca seguirles la pista a otros productos anaeróbicos, tales como el olor a
huevo podrido, el amoniaco, el vinagre, la leche cortada u olores pútridos
producidos durante el metabolismo anaeróbico.
3. La descomposición sólo ocurre por la acción de los organismos en el suelo. Sin
vida, no hay descomposición. Vida reducida: descomposición reducida. Los
nutrientes permanecen atrapados en el material de la planta muerta, y no vuelven
a estar disponibles para las plantas. Los materiales tóxicos requieren un conjunto
específico de organismos para la descomposición. ¿Qué organismos se necesitan
para descomponer cada conjunto de materia orgánica? No solemos saberlo, así
que, de inmediato, lo más sensato es conseguir devolver TODOS los organismos
beneficiosos al suelo.
4. Los azúcares, proteínas y carbohidratos producidos por las plantas alimentan los
organismos del suelo. Las plantas seleccionan, para su crecimiento, los
organismos que les son más beneficiosos, y, por consiguiente, se declaran en
contra de los organismos causantes de enfermedades. Cuando todos los
organismos están presentes para que la planta “escoja” de entre ellos, las
exudaciones dan de comer a aquellos organismos que mejor sostienen el
crecimiento de la planta. No se trata de la evolución lamarquiana. Consideren que,
si una planta secreta por las raíces alimentos que dieron de comer a organismos
causantes de enfermedades, esa planta sería atacada por los patógenos, y moriría
mucho antes de reproducirse. Por eso, las plantas han sido seleccionadas para
tener estas asociaciones con bacterias y hongos, Protozoos, nematodos,
microartrópodos y hongos micorrizales en el suelo. Se sobreentiende que estos
organismos son especies beneficiosas, que ayudan a prevenir que los organismos
causantes de enfermedades ataquen la planta.
5. Las bacterias y los hongos inmobilizan nutrientes en su biomasa, y no los dejan
escapar, en la mayoría de los casos. Hay bacterias nitrificantes, por supuesto, pero
los grupos de amidas o amonios que ellas convierten no se incorporan a su
biomasa. La forma de N comenzó siendo inorgánica, y se mantiene inorgánica, lo
cual no corresponde a la auténtica mineralización. Las bacterias amonificantes
tomarán los grupos de amidas y de aminas, y los convertirán en amonio, pero, la
mayor parte del tiempo, ese N lo requiere la bacteria, por lo que no suele verse un
desprendimiento neto de amonio. En el suelo, ¿qué libera N en una forma
disponible para las plantas?
6. Los Protozoos y los nematodos consumen bacterias, hongos y Protozoos, y, como
el C:N de las bacterias y los hongos es mucho más estrecho (mucho más N por
cantidad de C presente) que el de los Protozoos y los nematodos, se libera
nitrógeno en una forma disponible para las plantas. Esto ocurre, mayormente, en
la zona de la raíz porque la planta está secretando exudaciones que dan de comer
a bacterias y hongos, lo cual inmobiliza los nutrientes. Los Protozoos y los
nematodos se sienten atraídos a la zona de las raíces por las elevadas poblaciones
bacterianas y fungales (si la planta está secretando cantidades de alimento). ¡La
raíz de una planta en crecimiento es un punto de alta actividad en el suelo!
Cada planta con su correspondiente red alimentaria
¿Cómo saber cuánto de cada clase de organismos necesita su planta?
Hemos estado observando bastantes suelos diferentes de lugares diferentes.
Entender la interacción entre la sucesión y la red alimentaria puede ser útil cuando
tratamos de determinar la red alimentaria que se seleccionará para el crecimiento de una
planta en particular.
Al comienzo de la sucesión, las bacterias son el único grupo de organismos capaz de
sobrevivir (Figura 3), pero su crecimiento modifica el suelo rápidamente liberando
recursos alimentarios para que crezcan y sobrevivan cada vez mayores cantidades y tipos
de otras bacterias. Una vez que una mínima población bacteriana ha construido una
estructura de suelo, primero, los Protozoos y, luego, los nematodos que se alimentan de
bacterias pueden establecerse, sobrevivir y crecer. Los depredadores comienzan a ciclar
nutrientes, y a establecer una estructura de suelo cada vez mejor. Los hongos, también,
pueden establecer, sobrevivir y crecer entonces, y construyen agregados de suelo más
grandes. Finalmente, llegan los nematodos que se alimentan de hongos y los
microartrópodos. Todos estos grupos de organismos construyen el suelo, paso a paso,
creciendo cada vez más en número y diversidad a medida que el ecosistema se vuelve
más y más productivo y complejo.
Los sistemas de hierbas, muy temprano en la sucesión, tienen diez veces más biomasa
bacteriana que biomasa fungal, al tiempo que tienen menos cantidad de bacterias y
hongos que más adelante en la sucesión; lo típico es que haya menos especies de
bacterias y hongos en estas etapas sucesionales tempranas. Los céspedes y los pastos
altamente productivos tienen más o menos igualada la biomasa de bacterias y la de
hongos, más altos niveles de biomasa de cada grupo si se los compara con el sistema de
hierbas, y más especies de ambos grupos. Además, los sistemas más productivos tienen
más biomasa y un número mayor de especies de Protozoos, nematodos y
microartrópodos.
Número típico de organismos por cucharadita de suelo saludable:
Bacterias
Hongos
Protozoos
Nematodos
Tierra cultivable
100 mil.-1 bil.
Varias yardas
Miles
10-20
Praderas
100 mil.-1 bil.
10s-100s de yardas
Miles
Decenas-centenas
Bosques
100 mil.-1 bil.
1-40 miles (en coníferas)
Cientos de miles
Centenas
Número típico de organismos por pie cuadrado de suelo saludable:
Artrópodos
Lombrices de tierra
Tierra cultivable
<100
5-30
Praderas
500-2000
10-50
Bosques
10,000-25,000
10-50 (0 en coníferas)
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