TEÓRICO IV

1. TEÓRICO IV TEMARIO UNIDAD IV: Ecología microbiana del suelo. Distribución de los microorganismos. Interacciones biológicas entre microorganismos y microorganismos-planta. Efecto rizosférico. UNIDAD V: Degradación de compuestos orgánicos en el suelo. Tipo de materia orgánica. Sucesiones microbianas de la descomposición. Balance humificación y deshumificación. Tasa de descomposición (k).

2. 1% materia viva 4% materia orgánica UNIDAD IV: ECOLOGIA MICROBIANA • fracción abiótica (el hábitat): suelo • partículas minerales (arena, limo, arcilla) • agua y solutos • gases (aire) • compuestos orgánicos • una fracción biótica (los componentes vivos): • raíces • fauna (detritívoros) • microorganismos (descomponedores). Relación de los microorganismos con el ambiente donde habitan:

3. ESTAMENTO DESCOMPONEDORES BIOMASA MICROBIANA DEL SUELO P= V x D= 10-12 cm3 x 1.5g/cm3 = 1.5 x10-12 g Bacterias/g suelo = 109 Biomasa de bacterias/g suelo = 109 x 1.5 x10-12 g = 1.5 x10-3g Biomasa por Ha Peso de 1 Ha = V x D V= 10.000 m2 x 0.2m = 2.000 m3 Densidad del suelo = 1 gr/cm3 P = 2.000 m3 x 1.000 Kg/m3 = 2 x106 Kg Biomasa de bacterias por Ha = 2x106 Kg x 1.5x10-3 Kg = 3.000 Kg/Ha

4. DISTRIBUCIÓN DE LOS MICROORGANISMOS EN EL SUELO • Alta variabilidad espacial. • Alta variabilidad temporal. Influencia de la proximidad a las raíces sobre la abundancia de bacterias En relación con: • Presencia de raíces (Efecto rizosférico) • Estructura de agregación • Prácticas de manejo agrícola

5. Distribución de grupos microbianos en el perfil del suelo Humedad del suelo y número de bacterias

6. Efecto de la materia orgánica sobre las bacterias Influencia del tipo de suelo y el número de microorganismos

7. Estructura de un agregado de suelo y sedimentos

8. INTERACCIONES MICROBIANAS 1 - Sinergismos Comensalismo: El comensalismo es una forma de interacción biológica en la que uno de los intervinientes obtiene un beneficio, mientras que el otro no se ve ni perjudicado ni beneficiado • Remoción de sustratos. • Liberación de sustancias bióticas: AA, Vitaminas, bases. • Remoción de inhibidores: destrucción de toxinas, reducción de presión osmótica, variación de O2 y pH. • Protección ,albergue y superficies adecuadas. Mutualismo: El mutualismo es una interacción biológica, entre individuos de diferentes especies, en donde ambos se benefician y mejoran su aptitud biológica.  Síntesis y degradación de moléculas. Simbiosis: simbiosis se aplica a la interacción biológica, a la relación estrecha y persistente entre organismos de distintas especies.  Hábitat, nutricional, no casual, específica.

9. MUTUALISMO: Azospirillum REFERENCIAS Azospirillum lipoferum A y C cultivados en medio líquido B y D cultivados en medio sólido F: flagelo polar L: flagelos laterales

10. MUTUALISMO: Azospirillum

12. SIMBIOSIS: Rhizobium

14. Imagen de microscopio en la que se observa a la bacteria 'Rhizobium' colonizando la raíz del trébol.

15. 2 - Antagonismos Competencia:inter o intraespecífica La capacidad de un organismo para competir depende de: Alta velocidad de crecimiento Tolerancia a factores abióticos Tolerancia a fluctuaciones ambientales Capacidad de multiplicarse a bajas concentraciones de nutrientes limitantes Eficiencia en el uso de nutrientes limitantes Requerimientos de factores de crecimiento (protótrofo aventaja a auxótrofo) Capacidad de sintetizar y almacenar sustancias de reserva. Capacidad de trasladarse a lugar con mejor disponibilidad del nutriente limitante Amensalismo Interacción biológica que se produce cuando un organismo se ve perjudicado en la relación y el otro no experimenta ninguna alteración, es decir, la relación le resulta neutra. Una especie produce sustancias: • Inhibidoras (microbiostáticas) • Tóxicas (microbiocidas) baja especificidad (ácidos inorgánicos y orgánicos, alcoholes, etc) alta especificidad (antibióticos)

16. Parasitismo Parásito: organismo que se nutre a partir de células, tejidos o fluidos de otro organismo denominado hospedante Parásitos facultativos obligados Parásitos endoparásitos (bacteriófagos) ectoparásitos (poco frecuente entre microorganismos) Predación El periodo de contacto entre los organismos es corto y la presa normalmente es muerta y digerida rápidamente. El predator normalmente es de vida libre, de mayor tamaño que la presa y de menor especificidad en sus hábitos alimenticios. Relación entre número de presas y energía de captura (los protozoos consumen bacterias si están próximas, de manera tal que la energía ganada en la predación sea mayor que la necesaria para predarlas).

17. MATERIA ORGÁNICA TIPOS DE MATERIA ORGÁNICA M.O. fresca: restos orgánicos que por su tamaño y estado de conservación se identifica su estructura y origen. M.O. en descomposición o no humificada: compuestos orgánicos solubles y de bajo peso molecular originados de la degradación de la MO fresca. M.O. nativa o humus: se sintetiza en el suelo a partir de los productos resistentes a la degradación de la MO fresca. EFECTOS SOBRE EL SUELO: • Retención de agua. • Aireación. • Agregación. • Estructura. • Reserva de nutrientes. • Regulación de pH.

18. MATERIA ORGÁNICA FRESCA COMPUESTOS SIMPLES: • HIDRATOS DE CARBONO. • PEPTIDOS. • AMINOÁCIDOS. • Factores que afectan la proporción de los distintos componentes: • Origen • Especie • Edad • Estado fenológico • Condiciones climáticas citoplasma COMPUESTOS POLIMERIZADOS: • PROTEINAS. • ÁCIDOS NUCLEICOS. • ALMIDÓN. • CELULOSA. • HEMICELULOSAS. • SUSTANCIAS PÉCTICAS. • QUITINA. • LIGNINA. • TANINOS. citoplasma pared celular COMPUESTOS HIDROFOBOS: • CERAS. • GRASAS. • CUTINA.

19. MATERIA ORGÁNICA FRESCA Composición química de distintos vegetales Efecto de la edad en la composición química de la cebada

20. DESCOMPOSICIÓN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS ENZIMAS: • EXTRACELULARES. • ADSORBIBLES POR ARCILLAS y ÁCIDOS HÚMICOS. • FACILMENTE DEGRADABLES. FACILIDAD DE DESCOMPOSICION: • TIPO DE ENLACE ENTRE MONOMEROS • TIPO DE ENLACE ENTRE C. • COSTO-BENEFICIO PARA EL MICROORGANISMO.

21. DESCOMPOSICIÓN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS PROTEÍNAS Aminoácido alifático Enlace peptídico Aminoácido aromático Aminoácido azufrado Enlace puente disulfuro

22. ALMIDÓN Enlace glicosídicoα1-6 Enlace glicosídicoα1-4 ORGANISMOS AMILOLÍTICOS: MUY DIVERSOS Y ABUNDANTES. - BACTERIAS (con o sin esporas, aerobias y anaerobias, Gram + o -) - HONGOS. - ACTINOMICETES. ENZIMAS: AMILASAS: amilosasEnlace glicosídicoα 1-4. GLUCOSIDASAS: amilopectinasEnlace glicosídicoα 1-6. Amilopectina

23. ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR DE LAS PLANTAS

24. CELULOSA ORGANISMOS CELULOLÍTICOS: - HONGOS (muy abundantes). - ACTINOMICETES. - BACTERIAS (muy específicas: aerobias (Mixobacterias. anaerobias (Clostridium). ENZIMAS:CELULASAS

25. FIBRA DE CELULOSA

27. HEMICELULOSAS MICROORGANISMOS: - BACTERIAS (específicas). - HONGOS Y ACTINOMICETES (muy abundantes). ENZIMAS: AMILASAS (ENLACE GLICOSÍDICO α 1-4)

28. DESCOMPOSICIÓN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS SUSTANCIAS PÉCTICAS Estructura de la pectina UNIDAD ESTRUCTURAL: ácido galacturónicoENLACE GLICOSÍDICO α 1-4 ORGANISMOS PECTINOLÍTICOS: - BACTERIAS (especialmente las patógenas y simbióticas). - HONGOS (patógenos y degradadores primarios). - ACTINOMICETES.

29. QUITINA UNIDAD ESTRUCTURAL: acetilglucosaminaENLACE GLICOSÍDICO β1-4 ENZIMA: QUITINASA (poco común en la naturaleza) MUREINA ENLACE GLICOSÍDICO β 1-4 (degradación lenta) ENLACE PEPTÍDICO (degradación rápida)

30. LIGNINA MICROORGANISMOS: - BACTERIAS (especialmente las patógenas y simbióticas). - HONGOS (patógenos y degradadores primarios). - ACTINOMICETES. ENZIMAS: HIDRÓLISIS DE ANILLOS AROMÁTICOS (acción rápida) RUPTURA DE ENLACES (acción rápida). RUPTURA DE ANILLOS (acción lenta).

31. Sucesión microbiana de la descomposición MO fresca UTILIZACIÓN DE COMPUESTOS SOLUBLES DE LA MO. FRESCA fauna detritívora hongos pectinolíticos microorganismos aeróbicos y hongos sacarolíticos 2. DEGRADACIÓN DE POLÍMEROS (pared celular y citoplasma) a. degradación de la hemicelulosa b. ruptura de puentes H de la celulosa c. hidrólisis de los enlaces glicosídicos de la celulosa d. hidrólisis de la lignina e. hidrólisis de polímeros citoplasmáticos 3. DEGRADACIÓN DE MONÓMEROS EN EL SUELO (MO no humificada) microorganismos aeróbicos (agregados) microorganismos fermentadores 4. DEGRADACIÓN DE COMPUESTOS RECALCITRANTE (MO nativa) Disminuye la concentración de O2

32. M.O. NATIVA: HUMUS ÁCIDOS FÚLVICOS: poco polimerizado peso molecular: 1.000 - 30.000. ÁCIDOS HÚMICOS: muy polimerizados peso molecular: 10.000-100.000.000, con melaninas RADICALES: - Carboxilos. - Fenoles. - Alcoholes. - Metoxilos. - Carbonilos. - Aminas. NÚCLEOS: - Bencenos. - Pirroles (con N).

33. RELACIÓN HUMUS ARCILLAS-CATIONES - Agregación. - Retención de agua. - Aireación. - Estructura. - Capacidad de intercambio catiónico. - Reserva de nutrientes. - Regulación de pH.

34. Sucesiones microbianas de la descomposición RESIDUO ORGÁNICO HUMUS Fauna Humificación Hongos Asimilación POLÍMEROS + + - 2 NH SH HPO 4 4 (Proteínas – Celulosa – Lignina) Mineralización Respiración Oxidación Fermentación i norgánica Oxidaciones incompletas MINERALIZACIÓN MONÓMEROS (Glucosa – Ácidos orgánicos - - 2 NO SO 3 4 Acidificación - 2 - O SO NO Solubilización 2 4 3 CO N O 2 SH 2 + 2 H2O Volatilización N 2

35. BALANCE MINERALIZACIÓN - HUMIFICACIÓN CO2 M. O. FRESCA HUMUS ÍNDICE DE MINERALIZACIÓN DEL C = CO2/MO (< 1 humificación, >1 deshumificación). ÍNDICE DE HUMIFICACIÓN = ÁCIDOS HÚMICOS/MO TIPO DE HUMUS = ÁCIDOS HÚMICOS/ÁCIDOS FÚLVICOS

36. FACTORES QUE REGULAN EL BALANCE MINERALIZACIÓN - HUMIFICACIÓN • Clima. • Cantidad de residuo. • Tipo de residuo: cosechas, malezas, verdeos. • Composición química de lo residuos. • Época de deposición. • Manejo: - Tala. - Desmonte. - Sobrepastoreo. - Laboreo. - Fertilización. - Fuego.

37. VELOCIDAD DE DESCOMPOSICIÓN