C:APITUI,O IV

PROCESOS BIOI,ÓGICO5 DEI, SUELO (CONTINUACI^N)

2. Nitrificación.

3. Fijación de1 nitrógeno atmosférico.

4. Transformaciones de los nitratos y desnitrificación.

5. Transfortnaciones de las sustancias minerales.

2. NITRIFICACIÓN. - I,a descomposición de los prótidos y demás

sustancias orgánicas nitrogenadas da lugar, como hemos visto, a laformación de amoníaco en el suelo. Este amoníaco, en condiciones

adecuadas, se oxida rápidamente, dando lugar a la formación de ácido

nitroso y nitritos, que posteriormente son oxidados en ácido nítrico ynitratos, con lo cual el nitrógeno orgánico vuelve a ponerse en con-

diciones de ser utilizado nuevamente por los vegetales superiores.

Cuando las condiciones no son favorables para este proceso de nitri-

ficación, como ocurre en el caso de suelos excesivamente ácidos, el

amoníaco puede acumularse en el suelo.

Hasta las experiencias ya indicadas ( pág. i 2) de Schloesing y

Mŭntz, aplicadas a los suelos por Warington y otros, que demostra-

ron la naturaleza biológica del proceso de formación de nitratos en

la descomposicicín de la materia orgánica, era creencia generalizada

entre los químicos de principios del siglo XIX que los nitratos se for-maban por procesos exclusivamente químicos; sin embargo, la canti-

dad de nitratos que pueden formarse en el suelo mediante procesos

puramente químicos es insignificante al lado de la debida a la acción

de las bacterias.

^l proceso de nitrificación se lleva a cabo por dos grupos de bac-

terias, cada uno de los cuales tiene su campo de acción claramente

delimitado, conociéndose muy pocas especies bacterianas en cada

uno de ellos, que fueron aisladas por primera vez en i8ql por

Winogradsky, y que posteriormente se han ençontrado en todos

]os suelos.

b^l primer grupo de bacterias interviene únicamente en la oxida-ción del amoníaco en ácido nitroso. Aunque se desconoce el proceso

químico de la: oxidación, parece lo más probable que se verifique con

arreglo a la siguiente reacción:

2 NH$ {- 3oz --+ z HNOy -r 2 HqC) -r igti,8 calorfas.

- ro5 -

I3eesley (13) comprobó que la desaparición del amoníaco precede

a la formación del nitrito, siendo, en un principio, la suma de amoníaco

^• nitrito inferior a la correspondiente al amoníaco original.

Teorías más modernas (73) suponen que la oxidación del amoníacoen nitrito se verifica a través de la hidroxilamina y el ácido hipo-

nitroso:

i H

/H ,^H rH HI^I H j O--► N ` H --H,O: N;\HH ^ O-^N ^O +H,O

` H ^ OH

' OH Hidroxilamina

H H HN^J -}- H,O --+ N^ OH ; N^ OH -,- O--+ :V / O J- H,O

^^^ O ,^ OH \ OH \ OH

Cualquiera que sea el mecanisma de la oxidación del amoníaco,

se ha comprobado que para que pueda verificarse es esencial la pre-

sencia de carbonatos, principalmente de calcio (en su defecto, puede

servir el magnésico), que no sólo sirven como fuentes de CO, (aunque

las bacterias oxidantes pueden utilizar el CO, de la atmósfera), sino

que además actúan como amortiguadores para evitar la elevación

de la acidez del medio. 1^1 hidrato fémco actúa como estimulantede la oxidación, suponiendo Bonazzi (2z) que su papel es el de vector

de o^úgeno, acelerando el proceso.

La relación Ñ' entre el oxfgeno consumido duxante el proceso:

y el nitrógeno cambiado de amoníaco a nitrito, puede considerarseigual a 3; las cuidadosas experiencias de Bonazzi (2i) han demostra-do que esta relación oscila entre 2,8g t o,08.

El segundo grupo de bacterias oxida el ácido nitroso y los nitritosen ácido nítrico y nitratos, según las reacciones:

z H NO^ -}- O^ --+ z H NOa -{ 37,6 calorías.

s NaNO, -{- O, --► z NaNO,,

que han podido ser comprobadas por mediciones del oxígeno y ni-tritos consumidos.

^1 proceso de nitrificación en el suelo obedece a las leyes de la

autocatálisis (i94); la reacción, lenta al principio, se acelera después

- ioó -

y finalmente experimenta una detención, a consecuencia de la acu-mulación de los nitratos formados.

I,a materia orgánica no puede ser nitrificada directamente, de-

biendo descomponerse previamente con desprendimiento de amoníaco.

Omeliansky, que realizó estudios sobre el particular, no pudo obtener

la nitrificación directa con la urea, asparagina, metilamina, dimetil-

a}nina ,y albúmina de huevo, llegando a la conclusión de que todo elnitrógeno orgánico debe ser transformado previamente en amonfaco

para que pueda ser nitrificado.

La concentración de iones hidrógeno óptima para el prpceso denitrificación oscila entre pH ^,o y pH 8,0, pero algunas estirpes de bac-terias pueden vivir cón una acidez de pH 3,5 y una alcalinidad hastade pH io. En condiciones de alcalinidad o acidez crecientes, se des-arrollan estirpes de bacterias, álcali o ácido-resistentes, con mayormargen de tolerancia que las que se encuentran de ordinario en lossuelos (tq.g). Sin embargo, a mayor acidez de pH 3,5 las bacteriasnitrificantes son prácticamente inactivas.

I,a oxidación del amoníaco en nitritos y de éstos en nitratos estan rápida, que en los suelos laborables normales tan sólo se encuen-tran trazas de amoníaco o nitritos (i2z); lo que indica que la vela-

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^- -- - - --t---^-

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^

400

aWFffQG

oa

00

10 40 60 TD 80 9o to0°^ DE OXÍGENO

F^G. to. - Influenda de la tensión de oxígeno sobre la formadón de nitratos en el

suelo. (Plummer)

- Io^ -

cidad del proceso de nitrificación viene limitada por la velocidad de

producción dei amoníaco, siendo más rápida la transformación de éste

en nitritos, y más aún, la de éstos en nitratos.

F,n el laboratorio, utilizando medios de cultivo, ]a adición de ma-

teria orgánica, aun en dosis pequeñas, se ha visto que retarda y llega

a anular el proceso de la nitrificación. Sin embargo, en el suelo, en las

condicíones de vída normates de las bacterias nitrificantes, éstas no

sóío toleran concentraciones altas de materia orgánica (132), sino que

su presencia puede favorecer sus actividades (gq).

Para el proceso de la nitrificación se requiere la presencia de oxí-geno en eantidad suficiente que permita la res^iración normal de lasbacterias, habiendo determinado Plummer (IOgI como concentraciónóptima del oxígeno la de135 por Ioo (fig. Io).

I,a hurnedad y la temperatura ejercen también influencia sobre

la marcha de la nitrificación, habiéndose observado que con un 5 por

Ioo de^ humedad en el suelo el proceso se verifica muy débilmente.

alcanzando el máximo con un 15 por Ioo a zo por Ioo dG hume-

dad, a partir del cual, desciende y puede anularse completamente

al aproximarse al punto de saturacíón del suelo (139). I,a tempera-

tura óptima para la nitrificación se ha encontrado alrededor de

los 2^^. ^

3. ^IJACIÓN DEL NITRÓGENO ATMOSF>~R,ICO. -^l riitrógeri0 es el

gas inérte por excelencia, incapaz de reaccionar y combinarse con otroscuerpos a la temperatura ordinaria y aun a temperaturas muchomás elevadas; los quírnicos necesitan utilizar determinados catali-zadores, temperaturas y presiones muy elevadas, para vencer 1a iner-cia del nitrógeno, fijándolo en combinaciones con otros elementos;sin embargo, ciertos microorganismos provistos de catalizadores bio-lógicos, mucho más eficaces, están realizando constantemente la fija-ción y combinación del nitrógeno atmosférico a la temperatura ypresiórr ordinarias, lo que constítuye uno de los hechos más singularesde la Química biológica. , .

I,a fijación del nitrógeno atmosférico es patrimonio exclusivo deun pequeño nútneío de microorganismos, cuyos principales represen-tantes los constituyen dos grupos de bacterias:

cc) Bacterias que viven libremente en el suelo, obteniendo su

energía de diversas sustancias orgánicas que encuentran en el

mismo, sobre todo, glúcidos, alcoholes superiores y ácidos orgáni-

cos; y ^ ,b) Bacterias que se desarrollan en el interior de determinados

- ^08 -

vegetales, principalmente de la familia de las legurninosas, con los

+que establecen verdaderas simbiosis, viviendo alajadas en las nudosi-

dades que ellas mismas forman en las raíces cíe las plantas suhe-

riores.

I,as hacterias simbióticas son capaces cíe vivir libremente en el

suelo; pero, en este caso, su facultad de fijar el nitrógeno atmosfé-rico no ha podido ser comprobada claramente, por lo que se cree

permanece amortigúada.

^Fijación del nitrógeno atmosférico por bacterias libres.-I,os agri-cultores venían poseyendo de antiguo intuitivamente la nocióii deyue el nitrógeno atmosférico debía ser utilizado por la vegetación.

Ni los montes, ni Ios pasiizales de montañá, reciben ninguna clase

de abanos, a pesar de ser explotados regularmente; todos los veranos,^el ganado extrae definitivamente de los pastizales una considerable

:cantidad de nitrógeno, que fijan en sus organismos, aumentando su

peso, o segregan en la leche bajo forma de caseína; los aprovecha-

mientos maderables también extraen del'suelo de Yos montes una

cantidad considerable de nitrógeno, que no es restituído, y, sin em-

bargo, tanto los pastizales, como los montes, están sometidos desde

tiempo inmemorial a esta clase de aprovechamientos, y, a pesar de^ello, el contenido de nitrógeno de su suelo, no sólo no disminuye, sino

^que en muchos casos aumenta.

En ambos casos, estas pérdidas de nitrógeno sóla podían ser com-

pensadas mediante la fijación en el suelo del nitrógeno atmosférico, ^

hecho que fué comprobado por Berthelot en i88g mediante las si-,guientes experiencias: muestras de suelos diferentes, en las que sedeterminaba con precisión el contenido de nitrógeno combinado, fue-7on distribuídas en vasos, de los que unos se colocaron en una habi-

tación cerrada; otros, en una pradera en vitrinas cerradas, y otras

porciones de tierra fuerom m^servadas en frascos cerrados: I,a expe-

riencia se prolongó durante diez y siete meses, habiéndose efectuado

determinaciones del nitrógeno a los cinco, a los catorce y a los diez

y siete meses.

^n una de las muestras, las cantidades de nitrógeno encontrada$fueron las siguientes (i7):

AI empezar Ia egperiencta . . . . . . . . . . . . . . . . . o,o7oy gramos por ki2og.

A los cinco meses ........................ 0,0933 -A los catorce meses ...................... o,IIOy -

A Íos diez y síete meses ................... o,I179 -

-- Io9 -

I,os aumentos de nitrógeno se verificaron tanto para las muestras

colocadas al aire como para las encerradas en frascos cerrados, excepto

para la tierra previamente calentada a ioo°, en que no hubo aumento

ninguno, lo que probcí la íntervención de los microorganismos en el

proceso de fijación.

Según Berthelot, los microorganismos del suelo fijadores del nitró-

geno eran capaces de fijar de i5 a 3o kilogramos de nitrógeno por

hectárea. Henry (6i) estima que los suelos forestales, que encierran

una gran cantidad de humus, fijan una importante cantida.d de nitró-geno atmosférico, que puede evaluarse en 2o kilogramos por hec-

tárea y año.

Fn i$93, Winogradsky (ig7) aisló por primera vez una bacteria

anaerobia capaz de desarrollarse en un medio desprovisto de nitró-

geno, que paulatinamente enriquecía en este elemento a expensas

del nitrógeno atmosférico. En iqor, Beijerinck descubrió un grupo

de bacterias aerobias muy activas en la fijacíón del nítrógeno, y pos-

teriormente se ha ido completando el estudio del grupo de bacterias

libres fijadoras del nitrógeno atmosférico. •

F,stos microorganisrnos han de disponer de una fuente de energíaque les permita obtener de la atmósfera el nitrógeno que necesitanpara la elal^oración y síntesis de su protoplasma. I,a cantidad de ni-trógeno fijado y la eficiencia del proceso, dependen de una serie defactores físicos, químicos y biológicos, tales como composición y con-centración del medio, temperatura, humedad, aireación, edad y des-arrollo del cultivo, y peculiaridades raciales.

I,as principales condiciones externas para que el proceso de fija-ción del nitrógeno atmosférico sea llevado a cabo en el suelo por lasbacterias libres son:

i.^ Existencia de una adecuada cantidad de materia orgánicasusceptible de ser empleada por las baeterias como fuente de energfa_para sus procesos metabólicoŝ.

2.^ Suficiente cantidad de CO,Ca que actúe como amortiguadorpara evitar la acidificación del suelo y mejorando las condicionesfísicas del mismo.

3.• Fósforo en forma asimilable.4.s Temperatura y humedad dei suelo adecuadas. 'I,a intensidad de la fijación del nitrógeno varfa con la naturaleza

del material energético de que pueden disponer las bacterias; losmonosacáridos, así como otros hidratos de carbono sencillos, los alco-holes y los ácidos grasos, son las fuentes de carbono más adecuadas

- rzo -

para las bacterias libres. I,os poliholósidos, como la celulosa, pare-

cen servir como fuentes de energía si están parcialmente demolídos

por los microorganismos destructores de la celulosa; este hecho, pen-

diente acín de una confirmación definitiva, es de gzan importancia,

ya que una gran parte de la materia orgánica recibida normalmente

por los suelos está constituída por celulosa y pentosanas.

I,as bacterias anaerobias descomponen los hidratos de carbono y

sus derivados con formación de ácidos, principalmente butfrico y

acético, y gases. Del 55 al 67 por ioo del azúcar descompuesta es

transformada en gases, con una proporción de 4q por ioo de anhídri-

do carbónico y 5i por ioo de hidrógeno.

I,as bacterias aerobias descomponen los hidratos de carbono, al-coholes superiores y ácidos orgánicos, formándose escasos productosintermedios y anhídrido carbónico como único producto gaseoso; elmedio, no sólo no tiende a acidificarse, sino que puede disminuir suacidez a consecuencia de la utilización de los ácidos orgánicos delmismo como fuente de energfa para las bacterias (iio).

I,a concentración, en el medio, de la sustancia energética influyeen el proceso de fijación; al auméntar la concentración disminuyela cantidad de nitrógeno fijado por unidad de carbono utilizada. Ala pequeña concentracíón que suele ex^stir en las capas superficiatesdel terreno debe obedecer principalmente el que en ellas sea más eficazla utilización de energ^a.

I,a eficacia del proceso de fijación del nitrógeno (relación entre

nitrógeno fijado y carbono utilizado) es mayor durante los primerostiempos del desarrollo bacteriano en el medio de cultivo, coincidiendo

con el período de mayor multiplicación celular, como se observa en

el adjunto gráfico de Omeliansky (fig. ii), descendiendo a medida

que el cultivo envejece. T^n los cultivos jóvenes, el tanto de creci-

miento es más rápido, y como la necesidad de nitrógeno es función del

crecimiento orgánico, de aquí que sea más activa la fijaclóñ en laprimera edad; máŝ tarde, la mayor parte de la enerĝía es consumida

para el sostenimiento de las células, sin que tenga lugar nuevo des-arrolla

I,a fijación de io miligramos de nitrógeno exige, en condicio-

nes normales, el consumo de un gramo de elementos energéticos, demodo que para fijar z kiloĝramo de nitrógeno el suelo deberá per-der ioo kilogramos de elementos energéticos ; la casi totalidad

de la energía producida es utilizada en los procesos metabóli-

cos y actividades celularés, incluyendo 1a síntesis de grasas, fos-

- iII --

fátídos, hidratos de carhono }• prótidos de elevado peso mo-

lecular (2^). ^I,a Presencia de nitrógeno combinado asimilable, tal como sus-

tancias orgánicas nitrogenadas, sales amoniacales o nitratos, impide

fijar el nitrógeno atmosférico a las bacterias fijadoras. N sto no es

debido a que las bacterias no puedan desarrollarse en tales condicio-

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I'tr.. i i. -- Kelación entre el nitrógeno fijado }- el hidrato de earbono descompuesto.

(Omeliansky)

nes, que, por e1 contrario, favorecen grandemente su desarrollo, sinoa que para sus necesidades utilizan con preferencia el nitrógeno com-binado que encuentran a su alcance. Según Bonazzi (zo), las bacteriasaerobias fijan el nitrógeno atmosférico en ausencia de nitrógeno com-binado, y acttían como organismos desnityi f icantes er^ presencia denitratos. $1 nitrógeno del humus, a consecuencia probablemente desu difícil asimilación, no perturbá la fijación de nitró ĝeno atmosfé-rico, excepto a elevadas concentraciones.

-rr2-

Necesitando las bacterias fósforo para la síntesis de sus células,se coiriprende que la presencia dé^ compuestos fosforados en el medioacelere su actividad, sobre todo cuando se trata de fosfatos fácil-mente solubles. hn presencia de un exceso de matezia energética asi-milable se ha observado que existe una proporcionalidad entre el con-tenidó en fósforo del suelo y el desarrollo bacteriano (iz^), hecho queha servido de basé a un método biológico para la determinación dela riqueza en fósforo de los suelos, del que nos ocuparemos al estudiarlas bácterias aerobias fijadoras de s^itrógeno. .

I,as sales de hierro ejercen también una influencia favorable enel desarrollo de las barterias fijadoras de nitrógeno, habiéndose obser-vado que la adición de sulfato de hierro a un medio de cultivo en elque se empleaba la manita como eíemento energético, aumentabade 2,23 miligramos a io,3 miligramos la cantidad de nitrógeno fijadopor gramo de ' manita. Se supone que el hierro coloida.l absorbe elnitrógeno y el oxígeno del aire poniéndolos en íntimo contacto conlas células bacterianas.

Itespecto a la reacción del medio más favorable para la fijacióndel nitrágeno atmosférico por las bacterias libres, se han observadodiferencias entre las barterfas aerobias q las anaerobias; 1as prime-ras se desarrollan en un margen estrecho, entre ^ pH = 6,6 a 8,8,con el óptimo para un pH = ^ a 7,8, mientras que las segundasson más tolerantes para la acidez, habiéndose encoritrado en suelosde pH = 5 a 5,2, y presentando su Sptimo entre pH -^ ó,g y

pH = 7^3•I,as condiciones de temperatura óptimas para la fijación del nitró-

geno se encuentran alrededor de los 28^, siendo las temperaturaslfmites para el proceso g^ y 33p, aunque las bacterias pueden resistirtemperaturas más elevadas, sobre tqdo las anaerobias, capaces desoportar una temperatura de 75^ durante más de cinco horas.

I,as bacterias fijadoras de nitrógeno pueden resistir la desecacióndurante largo tiempo merced a la protección que les proporcionan lassustancias coloidales del suelo, principalmente la arcilla.; pero paradesarrollar su función fijadora requieren un cierto grado de hume-dad, variable con la naturaleza d^el suelo, aumentando las necesidadesde humedad con el contenido de materia orgánica del mismo. Un gra-do de humedad excesivo, próximo a la saturación, detiene la acciónde las bacterias aerobias, estimulando, por el contrario, el desarrollode las bacterias anaerobias. Por esta causa, al aumentar progresiva-mente la humedad del suelo se encuentran frecuentemente dos máximos

- tT3 -

de fijacián del nitrógeno, correspondiendo el primero a la actividadde las bacterias aerobias y el segundo a la de las anaerobias.

Fijación del nitrógeno atmos/érico ^or bacterias simbi6ticas. -

I)esde tiempo inmemorial eran conocidas por los agricultores las

propiedades fertilizantes del cultivo de las leguminosas; según Teo-

frasto (30o años a. de J. C.), en Macedonia y Tesalia practicaban ya

el abonado en verde de las tierras de cultivo, enterrando las legu-

minosas cuando estaban en flor, y en las obras de Plinio, Virgi-

1io y otros escritores de la F^ciad Antigua, ^son frecuentes las citas

referentes al enriquecimiento del suelo mediante los cultivos de plan-

tas leguminosas, siendo Baussingault (t838) el primero que, en el

curso de stts experiencias sobre nutrición vegetal, comprobó que por

el cultivo de plantas leguminosas el suelo se enriquecía no sólo en

rarbono, o^cígeno e hídrógeno, sino e^ grandes cantidades de nitró-

geno, cosa que no ocurría con el cultivo de los cereales. Este enrique-

cimiento lo atribuyó a que las leguminosas podían tomar el nitrógeno

del aire, facultad de que carecían los cereales.

Igualrnente eran conocidas las nudosidades que aparecen en lasraíces de las leguminosas, descritas y dibujadas por Malpighi (go)(siglo .cvu), entre otros, que eran consideradas por todos como aga-llas o cecidias de origen patológico, sin que a ninguno se le ocurrieraestablecer la rela,ción que existía entre la fij ación del nitrógeno atmos-férico por las leguminosas y las bacterias que por algunos habí^n sidoobservadas en las nudosidades de sus raíces, hasta que los magnfficostrabajos de Hellriegel y Wilfarth (gg) demostraron que las nudosi-dades de las raíces de las legumínosas eran ocasionadas por una infec-Ción bacteriana beneficiosa para la planta, porque en el interior dedichas nudosidades llevaban a cabo las bacterias la fijación del nitró- ^geno atmosférico.

En suelos esterilizados, en loŝ que no se formaban nudosidadesen las raíces, las plantas, una vez agotadas las reservas nitrogenadasde los cotiledones, sufrían hambre de nitrógeno y morían, a menosque se añadiesen nitratos o se agregase agua llevando en suspensióntierra en que se hubiesen cultivado leguminosas, en cuyo caso, al cabode un cierto tiempo, las plantas empezaban a revigorizarse, pudiendoobservarse la formación de nudosidades en las raíces.

^n suelos no esterilizados, en lós que las nudosidades se formandesde un principio, las leguminosas se desarrollan normalmente,aun cuando en el suelo existan tan sólo vestigios de nitrógeno com-binado.

-ii4-

I,as hacterias productoras de las nudosidades fueron aisladas en

i888 por Beijerinck (z^}); estas bacterias penetran en la planta hos-

pitalaria a través de los pelos absorbentes de la raíz, probablemente

atraídas quimiotrópicamente por alguna sustancia segregada por ellos;

una vez eii el interior de la raíz, las células invadidas por las bacterias

aumentan de tamaño, mientras que las de los tejidos coutiguos, al

reaccionar, se proliferan abundantemente, constituyendo la nudo-

sidad.En la nudosidad se desarrollan haces libero-leñosos, en comuni-

cación con los de la iaíz, por los que reciben las bacterias los hidratos

de carbono elaborados por fotosíntesis eri la planta hospitalaria, que

aquéllas utilizan como fuente de energía, obteniendo de la atmós-fera el nitrógeno que necesitan; a su vez, la planta hospitalaria apro-

vecha el nitrógeno fijado por las bacterias, bien por autolisis de las

nudosidades o mediante la producción de diastasas bacteriolíticas (53)•

estableciéndose de este modo un estado de simbiosis.

Para esplicar las relaciones entre las bacterias y la planta hospi-

talaria se han emitido diversas teorías, pareciendo una de las rnás

aceptables la del equilibrio de Siichting (63 y i63), que supone se

establece un estado de equilibrio entre el poder invasor de las bacte-

rias y el de resistencia de ^la planta, debido, probablemente, a la ela-

boración de una toxina por las bacterias y una antitoxina por la

plantá; la provisión de nitrógeno en la planta viene regulada por la

formación del anticuerpo, ya que la intensidad de la producción de

nódulos depende del grado de equilibrio alcanzado. I,as leguminosas

que sé desarrollan en suelos con suficiente cantidad de nitratos poseen

un mayor poder de resistencia a la invasión de las bacterias que cuando

crecen en suelos desprovistos de nitrógeno combinado. Sin embargo,

én algúnos casos ha podido comprobarse que la preSencia de pequeñas

cantidades de sustancias nitrogenadas estimulan el crecimiento de la

planta y la formación de nódulos; esto se verifica, sobre todo, con legu-

minosas como la alfalfa y los tréboles, en las que las reservas nitro-

genadas contenidas en sus diminutas semillas son insuficientes para

permitir a las plantitas recién germinadas desarrollar su sistema ra- 'dical sín tomar algún nitrógeno del suelo. Una vez desarrollado ade-

cuadamente el sistema radical y formadas sobre él las nudosidades,deja de ser necesaria la presencia de nitrógeno combinado en el

suelo.I,as leguminosas como las judfas, guisantes, etc., cuyas semillas

son grandes y poseen la suficiente cantidad de reservas nitrogenadas

- ti5 -

para perrnitir el normal desarrollo dzl sistema radical, no son afecta-

das por la presencia o ausencia de pequeñas cantidades de nitrógeno

combinado en el suelo.

hn la hipótesis de que, aI igual yue hemos visto acurre con lasbacterias fij adoras libres, las simbióticas necesitasen cien partes de

elementos energéticos para fijar una parte de nitrógeno atmosfé-

rico, como la cantidad de nitrógeno fijado por el cultivo de legumi-

nosas en buenas condiciones puede alcanzar a 20o kilogramos por hec-tŝrea, las bacterias simbiótícas necesítarían 20.00o kílogramos de

sustancias carbonadas por hectárea, que habrían de suministrar las

leguminosas; como esta caritidad representa de dos a cuatro veces

la total cosecha de leguminosas por hectárea, hay que suponer que

las bacterias simbióticas utilizan mucho más económicamente la ener-

gía suministrada por la planta hospitalaria o que, como opinan algu-

nos (23 y 2^), la fijación del nitrógeno atmosférico por las bacte

rias de las leguminosas sea un proceso exotérmico. En este caso, la

energía liberada debe ser pequeña e insuficiente para cubrir las nece-

sidades del metabolismo de las bacterias, por lo que éstas cubren el

déficit utilizándo algunos de los hidratos de carbono elaborados porla planta hospitalaria.

Se sabe muy poco sobre el mecanismó de fijación del nítrógenoatmosférico por las bacterias simbióticas, ignorándose las transfor-maciones que en los medios de cultivo aufren los hidratos de carbonosuponiéndose que el producto final del proceso de fijación sea unaprotefna soluble. I,os compuestos cálcicos, los fosfatos y los hidratosde carbono estimulan la formación de nudosidades.

I,as bacterias simbibticas pueden vivir libremente en el terreno,aun después ĉle diez o más años, sin que se hayan cultivado en élplantas legumino^as (^g9), y aunque se supone que pueden fijar elnitrógeno durante esta vida independiente, el hecho no ha podidoser comprobado. En medios artificiales de cultivo, para asimilar nitró-geno en cantidades apreciables requieren que la proporción de azúcaren el medio sea elevada, habiendo determinado Mazé que para la fija-ción de un gramo de nitrógeno consumen 6o gramos de azúcar• (qi) .

Como veremos detalladamente al hacer el estudio de estás bac-terias, no existe una sola especie de bacterias simbióticas capaz de

producir nudosidades en cualquier especie leguminosa, sino diver-

sas estirpes bacteríanas con preferencias específicas perfectamente

definidas,

e}. TitANSP'ORMACIONES DE LOS NITRATOS Y D$SNITRIFICACIÓN. -

- t[6 -

I,os nitratoŝ formados en el suelo^ por la actividad microbiana pueden

disminuir por las siguientes causas:

i.a Asimilación l^or las plantas superiores, para su desarrollo.

2.g Asimilación por los microorganismos.

3.a Descomposición por la acción microbiana.

4.a Arrastrados por las aguas de infiltración y de drenaje a capas

profundas.

P^1 estudio de la primera causa está fuera del plan de este trabajo,

y por ello solamente nos ocuparemos de las tres últimas causas de

desaparición, si bien haciendo la salvedad previa de que aun cuando

suelen englobarse bajo la denominación común de desnitri f icación

los procesos segundo y tercero, en realidad, ni la asimilación de losnitratos por los microorganismos, ni su reducción a nitritos o amo-

níaco, 11eva consigo pérdidas de nitrógeno en el suelo, sino que sim-

plemente representan el que parte de los nitratos han sido retirados

momentáneamente de la circulación bajo formas de las que pue-

de nnuevamente regenerarse dichos nitratos. Por ello, nosotros em-

plearemos la palabra desnitrificación para designar exclusivamente

la reducción completa dé los nitratos a nitrógeno libre u óxidos de

nitrógeno, denominando los otros pro ĉesos asimilación y reducción

de ni.tratos.

Asimilación de nitratos ^or los microorganismos. - Un gran número

de microorganismos del suelo, entre los que se encuentran bacterias,

actinomicetos, hongos y algas, son capaces, en presencia de una

fuente de energfa adecuada, de utilizar los nitratos como fuente

de nitrógeno, transformándolos en prótidos, existiendo, por regla

general, una relación entre la cantidad de nitrato asimilado y la de

materia orgánica oxidada, y dependiendo e1 proceso de la natura-

leza de los organismos y de las condiciones del medio.

^ntre las bacterias es escaso el número de grupos capaces de uti-lizar esta fuente de nitrógeno. I,os hongos utilizan más frecuente-mente el nitrógeno nftrico, aun cuando no tanto como el nitrógenoamoniacal (^2); los nitratos, por lo general, son reducidos por los hon-gos a amoníaco antes de, su asimilación, habiéndose observado quepara la asimilación de una parte de nitrógeno son descompuestasde 3o a 4o partes de hidratos de carbono. I,os actinomicetos asimi-lan con facilidad los nitratos, que de ordinario reducen a nitritos antesde su utilización.

I,a utilización de los nitratos por los microorganismos está fre-cuentemente acompañada de un aumento en la alcalinidad del medio;

_ 117 ^

el anióli reducido es asimilable, quedando en liF^ertad ei catión co-

rrespondiente.Reducción de nitratos ^or los rnicroorganismos. -- Así como la re-

ducción de los nitratos y nitritos en nitrógeno libre u óxidos de nitró-geno, solamente pueden efectuarla en el suelo bacterias específicas en

condiciones determinadas, existe un gran número de microorganis-

mos, entre los que se encuentran bacterias, hongos y actinomicetos

Í143) capaces de reducir los nitzatos a nitritos y amoníaco, utilizando

el oaígeno para la oxidación de hidratos de carbono, consiguiendo de

este modo la necesaria energía.

. Varias bacterias aerobias pueden vivir en condiciones anaerobiasen presencia de nitratos, que reducen a nitritos según la reacción:

2 HNO, = 2 HNO, -^ O, - 36,6 calorías.

Teniendo en cuenta que una molécula de oxígeno desprende II2 ca-

lorfas al oxidar completamente en CO, y H,O los hidratos de car-

bono, la anterior reacción proporciona una ganancia de energfa:

I IZ - 36,6 = ^g,ç calorfas.

I,a reducción de nit^atos a amoníaco se verifica según la reac-

ción (152): ,HNO, ^- H,O = NH, -}- 2 O,.

Cuanto más completa es la reducción de los nitratos, mayor es la

cantidad de oxígeno liberada, con el consiguiente aumento de hidratos

de carbono oxidados y energía liberada. Según Mazé (91), la reduc-ción de los nitratos es ocasionada por el hidrógeno liberado por las

bacterias anaerobias, sin que esto indique que todos los organismos

que liberen nitrógeno sean capaces de reducir los nitratos.

En muchas ocasiones, dos organismos pueden participar en el pro-ceso, como ocurre en la descomp.osición de la celulosa en presenciade nitratas. Un organismo reduce los nitratos en ausencia de oxígenoatmosférico y el otro descompone la celulosa, proporcionando el pri-mero el oxígeno y el segundo la energía necesaria para el proceso (54)•En condiciones anaerobias, el azufre y los tio^ulfatos pueden ser uti-lizados por bacterias como fuentes de energía, émpleando los nitratoscomo fuente de oxígeno ^16).

Desnitri jicaci6n. -^a presencia en el suelo de bacterias capacesde reducir los nitratos a nitrógeno libre y óxido de nitrógeno; fué se-ñalada en z882 por Gayón y Dupetit (43)•

- I18 -

I,os ácidos orgánicos o los hidratos de carbono del medio son des-

compuestos por las bacterias, con formación de anhídrido carbónico

e hidrógeno naciente, que es fijado hor los nitratos, ocasionando su

reducción:H\O^ -= H^ = HtiOs -t^ HiO,

iniciándose siempre el proceso con la formación de nitr'rtos. A partirde esta fase, el proceso no es conocido exactamente, habiéndose emi-tido variadas hipótesis para explicarlo.

Beijerinck y Minkman (i6), teniendo en cuenta que en la reduccióncompleta de los nitratos hay siempre desprendimiento de óxidos de

nitrógeno, propusieron las siguientes reacciones hipotéticas, en las que

C designa la fuente de carbono:

a KNO= -{- C= h'=O -}- K^CC)^;

2 Ns0 -I- C= z N' -^- CO^.

Modernamente, el proceso de reducción total de los nitratos sesupone se verifica en la forma siguiente, pasando por el hipotético

dioxiamonio HON • HON (67 y 73).

^ OH^ = O -^zH-^

-O

ox ,-}- Ha0

^ O

NoH

N-UH

--s II -^- z H^O

N - OH-{- z H

N -OH N ^ I`

II --► II O-t- Hs^ ^ ilN - OH N N

^

N^., z •g _._. ^ , i +. H^O .

N

Korsakova (76), trabajando con uno de los grupos de batterias

que reducen los nitratos a nitrógeno libre, comprobó que ^deben for-

marse productos intermedios, toda vez que durante un perfodo de la

reacción, la suma nitrato, nitrito y nitrógeno, y posteriormente la

de nitrito y nitrógeno, no coinciden con la cantidad correspnndiente

al nitrato original; calculando por diferencia la cantidad del producto

intermedio hipotético obtuvo la curva indicada en la figura i2. Para

Blom (iq) se forma hidroxilamina como producto intermedio.

- z c9 -

..N. íQ O t0 ff N

oN^soat^N ^a sowrns^iiW

- 120 -

No todo el nitrógeno lihre desprendido del suelo procede de la re-

ducción de los nitratos, ya clue en parte puede tener su origen en la

descomposición de compuestos orgánicos nitrogenados, sobre todo a

consecuencia de la oxidación rápida del amoníaco farmado en la des-

composición de estas sustancias: ^

qNH, '^30l=6H^0-f z:^=

z NH^ -;- a Hi0' = G H=O -7- Nz.

ocasionando estos procesos sensibles pérdidas de nitrógeno durantela formacián del estiércol (8^) .

En un principio se concedió excesiva importancia al valor de las

pérdidas en nitrógeno que pudiera ocasionar en el suelo el procesode desnitrificación, que la mayoría de las veces fué estudiado en solu-

ciones en los laboratorios y no en el suelo, donde las condiciones del

medio son, por lo general, muy diferentes. Fs sabido que en suelos

extraordinariamente húmedos y en medios líquidos a los cuales na

tiene fácil acceso el axígeno atmosférico, las bacterias utilizan el

oxígeno de la molécula de nitrato para sus procesos de oxidación,

cosa que no ocurre en presencia de oxígeno en cantidad suficiente,

que es el caso de los suelos normales, por lo que en elios existe poco

riesgo de desnitrificación. Russell (i23) incluso llega a, afirmar: «El

único de los diversds procesos discutidos anteriormente que lleva

consigo la pérdida de nitrógeno es la reducción a nitrógeno gaseoso 0

sus óxidos, y no hay clara evidenĉia de que esto ocurra siempre en

los suelos.a 'Por tanto, debe deducirse que en la mayoría de los suelos el pro-

ceso de desnitrificación carece de importancia económica, salvo en

suelos extraordinariamente húmedos o poco aireados, ya que para

la verificación del proceso se requiere la pr^sencia de cantidades rela-tivamente grandes de nitratos, materia orgánica susceptible de des-

composición y condiciones anaerobias.

Arrustye de nitratos ^or las aguas de injiltración. - I,os nitratos

pueden ser extraídos de las capas superiores del suelo por las ag7xasde infiltración en los climas húmedos, o por las de riego en los cii-

mas áridos, arrastrándolos a capas profundas fuera del alcance de la

vegetación.No es posible precisar la cantidad de nitrógeno nítrico arrastrado

por las aguas de infiltración, toda vez, que la disminución de ^este

nitrógeno en el suelo, independientemente del consumido por la ve-

- ^zr -

getación, puede obedecer tattibién a la acción cie las bacterias des-

nitrificantes.

En Rothamsted (Inglaterra), mediante paredes de cemento, seaislcí una parcela de tierra de cuatro centiáreas de extensión (i23),

coustituyendo una especie de lisímétro que permitía recoger las aguas

infiltradas a través de la tierra. Con labores ininterrumpida ŝ se man-

tu^-o la parcela sin vegetación desde 1870, recogiéndose todas las

aguas infiltradas, en las que se determinaba la cantidad de tiitratos.

1~n ig^7, la capa superior, hasta una profundidad de 23 centímetros,

había perdido la tercera parte del nitrógeno nítrico que contenía

en i8^o, al empezar la experiencia. En los cuarenta y siete años trans-

curridos, la suma de nitratos encontrados en las aguas. de infiltra-

ción era, aproximadamente, igual a las pérdídas sufridas por el suelo.

Aun cuando la experiencia no puede considerarse como rigurosamente

exacta, sin embargo, demuestra claramente que la principal pérdida

de nitratos en el suelo, independientemente de los consumidos por

los vegetales superiores, es debida a su arrastre por las aguas deinfiltración.

5. TRANSFORMACION^S Dk I,AS SUSTANCIAS MINERAI,^S. - VaIIOS

elementos minerales utilizados por los vegetales para su nutrición ex-

perímentan, directa o indirectamente, la acción de los microorganismos

del suelo; entre ellos se encuentran el fósforo, el azufre, el potasio,

el calcio, el magnesio, el hierro, el sodio y el manganeso, pudiendo

agregarse a ellos, a estos efectos, el cloro, el aluminio, el cinc y el si-

lieio. I,os fosfatos, sulfatos y las sales de potasio, calcio y magnesio

(y en menor proporción las sales de hierro) son los compuestos más

importalltes en el, metabolismo de todos los miçroorganismos, que

toman grandes cantidades de ellos de la solución del suelo, parautilizarlos en la síntesis de ŝu protoplasma. Fste proĉeso constantede síntesis, unido al de descomposición de la materia orgáni ĉa, ocasio-na la variación constante de la cantidad de elementos rninerales delsuelo, en forma asimilable.

No son solamente los elementos minerales que forman los suelos

normales los que están sujetos a la acción de los microorganismos,

sino que las rocas también pueden ser disgregadas por varios micro-organismos. I,as algas, principalmente las cianofíceas, ejercen una

acción corrosiva sobre las rocas (izi) y las diatornáceas transforman

los silicatos de aluminio en óxidos de aluminio hidratados (i3^}). I,as

bacterias autótrofas obtienen su carbono del anhídrido carbónico de.

la atmósfera y su energía de las sustancias inorgánicas del suelo,

- I72 -

.sr.l+P nr.

ejerciendo una acción disolvente sobre las rocas los ^-ario^ ^ ĉi^sorgánicos e inorgánicos, formados por estos organismos. Ci^s ba

terias pueden obtener sus alimentos minerales de los feldes^atos, slubilizando cantidades considerables de ortosa, probableme>^;e corf'^ayuda del anhídrido carbcínico que forman.

F6s f oro. - Fn los suelos normales el fósforo se encuentra^'1^^forma de compuestos orgánicos e inorgánicos. Entre los segundos seencuentran los mono, di, tri y tetrafosfatos de potasio, sodio, calcio,magnesio, aluminio, hierro y manganeso; los compuestos orgánicos seencuentran tanto en los residúos de vegetales y animales como for-mando parte del protoplasma, vivo o maerto, de los microorganismos,corrientemente en forma de ácidos nucleicos, lecitina y fitina. Elanálisis efectuado por Stoklasa (i33) sobre la materia seca de algu-nas bacterias típicas, demuestra que estos organismos pueden alma-cenar cantidades considerables de fósforo:

BACTERIAS i caxczns

i ^,s

^

Ax. ckroococcum ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ^ 8,2-8,6

Bac. »iycoides .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' 7.5Bact. ftuorescens liquefaciens ....... . . ... ..I G,q8

I^lOb

TOTAI,

"^n

4.93-5^z

4.07

5.32

Il O!

TOTAI.

o,!

z.4i-z.65z,27

0,83

Del 79 al 8i por ioo de este fósforo se encontraba en forma deácido nucleico, y del ^,6 al 8,6, como lecitina.

I,as cenizas de las levaduras pueden contener un 6o por ioode P,06, si bien los hongos ĉontienen en general una proporción muchomenor que las bacterias.

Un gran número de microorganismos, entre los que se encuentranbacterias heterótrofas, hongos y actinomicetos, son capaces de des-componer los compuestos orgánicos fosforados. I,a lecitina contiene9^39 de P,06, Z,6 de N y 65,36 de C por ioo, poseyendo dos radi-cales ácidos grasos, corrientemente palmítico y esteárico u oleico,que son medianas fuentes de carbono para los microorganisnws, porlo cual, para ser descompuesta por éstos necesita la presencia defuentes de carbono y nitrógeno asimilables; durante su descompo-sición, parte del fósforo es transformado eu fosfatos solubles, y el restoes asimilado por los microorganismos.

- Tz3 -

I,a fitina, yue se encuentra abundantemente en los tejidos vege-tales, sobre todo en los granos y semillas, contiene un z6 por ioo de

fósforo en forma de úcido fílico (C.HuU„Pa), siendo descompuestamediante una diastasa, la f itasa, segregada por bacterias y hongos,.

que transforman su fósforo en forma inorgánica (36j.

I,as nucleoproteínas contienen de un 7 a un q por ioo de fósforo•

y t3 a i4 por too de nitrógeno, dando lugar durante su descomposi-

ción par los microorganismos a la formación de ácido fosfórico, un

azúcar y bases púricas y pirimídicas. I,os ácidos nucleicos son des-

compuestos por varios microorganismoŝ del suelo, tanto en presencia

como en ausencia de otras fuentes de nitrógeno. I,as nuclefnas son

transforrnadas en ácido fosfórico, pasando por la ,fase intermedia de

ácido nucleico, por la acción de varias bacterias comunes en el sueloy por las del género Nucleobacter, descubiertas por Koch y Oelsner (74) _

I,os fosfatos tricálcicos pueden ser solubilizados por los microorga-nismos de tres modos diferentes:

a) Por acción directa del microorganismo, probablemente me-

diante la formación de alguna enzima, o por reacción con algunasustancia sintetizada por él.

b) Por la acción del anhídrido carbónico o de los ácidos Qrgá-

niĉos producidos por los microorganismos; yc) Por la acción de los ácidos minerales formados por el metabo-

lismo de las bacterias nitrificantes y de las oxidantes de azufre.

A zu f re. - El azufre es utilizado por los microorganismos del suelo

para la formación de su protoplasma, como fuente de energfa para

el desarrollo de su actividad vital, y algunos compuestos de aztifre

son utilizados por determinadas bacterias, en condiciones anaerobias,.

para obtener el oxfgeno que necesitan. El azufre es muy semejante-

al nitrógeno por el gran número de transformaciones que sufre y

lá diversidad de microorganismos que intervienen én ellas, hasta

el punto de que se encuentran en el ciclo del azufre procesos muy

análogos a los del ciclo del nitrógeno.

^1 azufre se encuentra y puede ser introdúcido en el suelo, bien.en forma de sustancias orgánicas complejas o de compuestos inorgá-nicos: azufre elemental, sulfuros y sulfatos. En el suelo se encuentranmayores cantidades de azufre en forma mineral, que de nitrógeno;.Rippel (zt8) ha encontrado en suelos forestales con un contenido enazufre del 0,058 al 0,085 por zoo, que el azufre en forma de sulfato,constitufa el io por ioo del total, independientemente de la reaccióndel suelo. I,a materia orgánica que recibe el suelo en forma de residuos.

- 1?4-

vegetales y animales contiene del o,i al o,^ de azufre, y experimenta,

por la acción de los microorganismos, una serie de transformaciones va-

riables según la naturaleza de los compuestos de azufre que contienen.

Varias bacterias heterótrofas, hongos y actinomicetos, descompo-

nen la materia orgánica, liberando la fracción que contiene azufre, la

cual es asimilada por los microorganismos o descompuesta por diver-

sas bacterias que liberan el azufre en forma de H,S. I,a parte de azu-

fre que es utilizada por los microorganismos para la síntesis de pro-teínas microbianas tiene que ser nuevarnente descompuesta, para

poder ser utilizada por los vegetales superiores: El H,S formado es

oxidado por bacterias autótrofas, estrictas o facultativas, primero en

azufre y luego en ácido sulfúrico que, combinándosé con las bases

del suelo, da lugar a la formación de sulfatos. Estos son asirnilados

por las plantas superiores o por los microorganismos y transformados

nuevamente en protefuas, o bien son reducidos, en condiciones anaero-bias, por bacterias reductoras, con formación de H,S, el cual, en con-

diciones favorables, puede ser oxidado de nuevo.

Pueden resumirse, por tanto, las transformaciones del azufre enel suelo en cuatro grupos: oxidaciones, reducciones, sfntesis para for-már proteínas y descomposiciones de proteínas y sus derivados.

Aun cuando el azufre finamente dividido y los sulfuros pueden

ser oxidados por agentes químicos, sobre todo en presencia de cata-lizadorés adecuados, la mayor parte de los procesos de oxidación en

el suelo son producidos por bacterias, sobre todo por bacterias autó-

trofas que lo utilicen como fuente de energía para sus procesos meta-

bólicos. A este tipo de bacterias pertenecen las del grupo Thiobacillus,

que se encuentran normalmente en los suelos, cuidadosamente estu-

diadas por Winogradsky (i56), las cuales pueden utilizar el azufreelemental, los sulfuros y los tiosulfatos como fuente de energía, to-

mando el carbono del anhídrido carbónico. Se ha comprobado que

la relación entre el azufre oxidado y e1 carbono asimilado del CO,

atmosférico, S/C, es, aproximadamente, de 3z, y que cuando se utilizantiosulfatos como fuente de energía alcanza un valor de 64. El 6,66

por ioo de la energía liberada en la oxidación del azufre elemental

es utilizada para la asimiláción quimiosintética del carbono.

I,a oxidación de azufre en el terreno puede ser seguida de: un^ aumento de acidez indicado por cambio del pH; un aumento de sul-

fatos en el suelo, y una disminución de azufre elemental que puede

ponersé de manifiesto por extraccióri del azufre residual de1 suelo conacetona (88).

-- I 2 5 -

Potasio. - I;n el suelo se encuentra el potasio en forma de com-

puestos orgánicos y en diversos silicatos de naturaleza zeolítica y

no zeolítíca. I,as cenizas de células bacterianas contienen del 4 al

z5,6 por too de K,O, y las de1 micelio de los hongos, del 8,^ al 39,5 por

ioo. I,as actividades de las bacterias pueden ocasionar un aumento

en la cantidad de potasio asimilable del suelo, como ocurre en la des-

composición microbiana de la materia orgánica y con la formación

de ácidos que pueden liberar el potasio de las zeolitas. El feldespato

ortosa puede reaccionar con ácidos formados por los microorganismos,

o con el bicarbonato cálciĉo formado por la acción del anhídrido

carbónico sobre el fosfato de cal insoluble, formándose en ambos

casos sales solubles de potasio: , ^

A1^C), . K,O . ^ SiO, -^ q H,^^ = Al, (SU^), -I KtSO^ -{- 6 SiO, -i- 4 H,^:

Al,O, . K,c) . b SiO, -- Ca (HCO^), = AI,O, . Ca0 . 6 SiO, -} 2 KHCny.

Según Ames (^), la liberación ^del potasio en el suelo, rnás que por

la acción directa de los ácidos sobre los compuestos de potasio inso-

lubles, es debida a la acción de las sales formadas por dichos ácidos,

aunque ha comprobado que tanto la nitrificación de los compuestos

de nitrógeno, orgánicos e inorgánicos, como la oxidación del azúfre

en el suelo, aumentan la cantidad de potasio soluble en agua.I,os campuestos de potasio utilizables son asimilados con rapi-

dez por las bacterias heterótrofas y los hongos, y almacenados ensu micelio;. cuando éste es descompuesto a la muerte del microorga-nismo, quedan nuevamente en libertad.

I,as sales de potasio no permanecen libres en el suelo, sino queparte del potasio reemplaza a bases zeolíttcas, como Ca, Mg y Na.I,a cantidad de potasio asimilable que existe en el suelo en un mo-mento dado, depende no sólo de la cantidad total de este elementoexistente en el suelo, sino también de la forma en que se encuentre,del grado de saturación de los compuestos zeolíticos, de la reaccióndel suelo, de la materia orgánica asimilable que contenga y de lasactividades de varios grupos de microorganismos.

Cal^cio y magnesio. -^n los suelos normales, el caleio constituyela principal base para la saturación de las zeolitas y de los com-plejos orgá,nicos. Si se añade al suelo una sal alcalina, el ión alcalinoes adsorbido por el complejo zeolítico, siendo reemplazada una can-tidad de calcio equivalente. I,a actividad de los microorganismos delsuelo afecta de dos maneras principales a las transformaciones delcalcio:

- isó -

i.' El carbonato cálcico puede solubilizarse en forma análogaa la indicada para los fosfatos. I,a solubilización del calcio es mucho

más fácil que la de los fosfatos, ^oda vez que los ácidos orgánicos e

inorgánicos reaccionan mucho más fácilmente con los carbonatos _^-

silicatos cálcicos, dando origen a compuestos solubles.2.s I,as sales solubles de calcio (nitratos y dé ácidos orgátii-

cos) pueden reaccionar con el anhídrido carhónico producido en ladescomposición de la materia orgánica, precipitando carbonatocálcico.

Seg^fn ^Kellerman y Smith (6g), la precipitación del carbonatocálcico puede verificarse de las siguientes formas:

i.^ I,os nitratos del suelo son reducidos a nitritos y amonfaco;el amonfaco se une al CÓ,, formando (NH,),CO,, el cual reaccionacon el CaSO., dando origen al CaCO,. ^

2." El amonfaco púede actuar sobre el bicarbonato cálcico pre-cipitando el CaCO,:

Ca(HCO,), ^- z NH^OH = CaCO, -}- (NHa)iCO, -^ ^ H,O.

,. 3.+► A1 utilizar las bacterias los ácidos orgánicos camo #uentede energfa, el calcio combinado con dichos ácidos queda en liber-tad y reacciona con el CO,, precipitándose el CaCO,.

^1 calcio solubilizado por los ácidos orgánicos e inorgánicos for-mados por la actividad microbiana, es utilizado por la vegetacióno arrastrado por las aguas de infiltración; este lavado del calcio delsuelo puede llegar a ser tan intensa en algunos casos que suelos deorigen calizo aparecen como prácticamente desprovistos de cal (g7).El empleo de abonos de naturaleza ácida o que, como el sulfato amó-nico, los superfosfatos y el azufre, pueden dar lugar a la formaciónde ácidos por la acción microbiana, conduce al agotamiento de lasexistencias de cal en el suelo. En el caso del sulfato amónico, las re-acciones que pueden verificarse son las siguientes:

CaCO, -f- (NH.)aSUa = CaSOs }- ÍNHa),CO,.

(NH^),SO^ ^- 4 O, = z HNU, -}- H,.SO^ -f- 2 H,O;

CaCO, -I- H,SO^ = Ca50^ -{- H,O -}- CO,;CaCO, -f- 2 HNO, = Ca(NO,), -E- H,O -{- CO^.

Aun ĉuando el calcio puede ser utilizado como alimento, en pe-queñas dosis, por algunos microorganismos, su principal valor en elsuelo consiste en la neutralización de los ácidos orgánicos e inor-

- I^7 -

gánicos y en reemplazar a las bases nocivas (sodio en los suelos alca-

linos), creando un medio más favorable para el desarrollo de la vege-

tación y los microorganismos. .El magnesio se encuentra en el suelo abundantemente como ba.5e

saturante del complejo zeolítico, y también en forma de compuestosorgánicos e inorgánicos; parece desempeñar un papel más impor-tante que el calcio en el metabolismo de las bacterias, y sobre todo

en el de los hongos, siendo sus transformaciones en el suelo muysemejantes a las del calcio, aun cuando, según Ames, los compuestos

de magnesio son menos resistentes a la acción de los ácidos nítricoy sulfúrico, formados en los procesos de nitrificación y de oxidacióndel azufre.

I,as sales solubles de magnesio, aisladamente, ejercen una accióntóxica sobre los vegetales superiores, acción que es neutralizada, énparte, por la presencia del calcio, habiéndose observado a este res-pecto { ^o y 84 ) que el valor de la relación calcio-magnesio tieneuna marcada influencia sobre el desarrollo de la vegetación. Sóbrelas actividades de 1os microorganismos, el valor de la relación calcio-magnesio no ejerce una acción tan importante, pareciendo más des-tacada la de la concentración del magnesio en la solución del sueloy su relación con las concentraciones de los restantes componentesde dicha solución (gi). «

alanganeso, hierro y aluminio. - Varios hongos y bacterias, des-critos por Beijerinck ( ^5), son capaces de oxidar el carbonato de man- ,ganeso utilizando la celulosa y otros hidratos de carbono como fuentede energía; igualmente pueden oxidar las sales de mangáneso deácidos orgánicos, en carbonato de manganeso. También se ha p'odidocómprobar la reducción de lós compuestos mangánicos en manga-nosos mediante procesos biológicos. Pequeñas cantidades de man-ganeso parecen actuar, según Olaru ( io4), como estimulantes paravarios organisrnos, principalmente para las bacterias fijadoras denitrógenn_

^l hierro puede ser aislado de las soluciones por varios micro-organismos que lo depositan sobre su superficie en forrna de hidra-to férrico. I,a formación de depósitos de menas de hierro y manga-neso obedece, en muchos casos, a la actividad de microorganismos,como las bacterias ferruginosas autótrofas, o a modificaciones delmedio ocasionadas por organismos heterótrofos (io7). I,a acumu-laeión de sulfuro de hierro puede ser debida a una acción microbianaindirec^ta, como en el caso de la precipitación de las sales de hierro

- ts8 -

por el sulfuro de hidrógeno produeido eu la descotnposición cie lasproteínas .en condiciones anaerobias o en la reducción de los sulfatos.

b^l aluminio constituye uno de los elementos más ahundantes delsuelo, sobre todo en los suelos arcillosos, presentándose combinadocon silicatos y con sustancias orgánicas. I,as transformaciones de las

sustancias orgánicas e inorgánicas llevadas a cabo por la acción delos microorganismos del suelo, afectan, directa o indirectamente, ala solubilidad y estado del^ aluminio en el suelo; los procesos mi-crobianos de oxidación del azufre solubilizan cantidadeŝ considera-bles de alumiuio, y lo mismo puede decirse respecto a la formaciónde ácidos nitroso y nítrico en los suelos con escasez de bases (t34)•

I^IN DI; 1,A PRIMEIt ^ PARTI^,