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BIORREMEDIACIN DE SUELOSSuelos Complemento MicrobiologaAlberto Uribe Jongbloed, Ph.D.Texto preparado por: Paola Andrea Bautista Duarte, MScEditado por: Alberto Uribe Jongbloed, Ph.D. www.ean.edu.co1SuelosAspectos de Microbiologa Biorremediacin de suelosContenido preparado por:Paola Andrea Bautista Duarte M.Sc

Interfaces slido-lquido, slido- gas MICROAMBIENTESAgregado de suelo: unidad estructural del suelo2) las sustancias hmicas propiamente dichas.

Porcin de materia orgnica del suelo que ha estado sometida a una intensa transformacin

Constituye la porcin principal de la parte orgnica del suelo, 85-95 % de la reserva es humus.

1) La materia orgnica denaturaleza individual

Restos orgnicos de animales y vegetales.Productos de su descomposicin olos productos de la actividad vitalde la poblacin viva (protenas yaminocidos, hidratos de carbonosimples y compuestos, cidosorgnicos de distinta naturaleza,ceras, resinas, ligninas y otros).Constituyen aproximadamente el 10-15% de la reserva total de materia orgnica. NATURALEZA DE LA MATERIA ORGNICA DEL SUELOHUMUS Polmero de composicin no especifica, estructura tridimensional Absorbe agua, iones y molculas orgnicas de manera intercambiable Une covalentemente otras sustancias a travs de sus grupos funcionales

Fase I: degradacin microbiana de los polmeros orgnicos dando fenoles, quinonas, aminocidos, azcares.Fase II: polimerizacin de los monmeros por reaccin qumica espontnea, autooxidacin, oxidacin, catalizados por enzimas microbianas.

Equilibrio dinmico entre la sntesis y la mineralizacin gradual.

5LA ATMSFERA DEL SUELORelativamente estable en su composicin, y depende del tipo de textura y estructura.

* La proporcin de CO2 y O2 del suelo varia tambin segn la poca del ao. En las estaciones hmedas, el contenido de O2 desciende y el contenido de CO2 aumenta ligeramente. La densidad del suelo es una medida del empaquetamiento de las particulas del suelo. Indica el espacio que puede estar ocupado por aire.

Zonas xicas y zonas anxicas.

La concentracin de CO2 en el suelo puede ser 2x que en el aire.

La concentracin de CO2 y el O2 del suelo se ve afectada por la difusion de los gases y respiracin microbiana: Suelos deficientes en O2 pueden contener CH4, SH2.

Comunidades microbianas del sueloEl suelo constituye un habitat favorable para el desarrollo de los microorganismos. El nmero de microorganismos suele ser mayor que en en habitat acuticos (dulce-salado) ... 106 109 bacterias/g de suelo.Zimgenos: oportunistas, no pueden asimilar los compuestos hmicos. Desarrollan gran actividad con rpido crecimiento sobre sustratos fcilmente asimilables: vegetal, restos de animales muertos. Activos por perodos en funcin de la disponibilidad de nutrientes:Pseudomonas, Bacillus, Penicillum, Aspergillus.Autctonos: fraccin de la comunidad que puede utilizar las sustancia hmicas refractarias.Lenta actividad (Gram negativos y actinomycetos).Sergei Winogradsky,

Los parmetros abiticos pueden restringir la diversidad de poblaciones:

pH extremadamente alcalinos / cidos. Suelos polares que permanecen la mayor parte del ao congelados, Desiertos ridos y calurosos ... Microorganismos Extremfilos.Es difcil generalizar las propiedades de los microorganismos autctonos de la microbiota del suelo debido a los diferentes habitat.Los distintos habitat varan encontenido de materia orgnica,contenido de O2 ...

Y as pueden favorecer el desarrollo de diferentes poblaciones.Proporcin relativa de los gneros bacterianos aerbicos, facultativos y anaerbicos comnmente encontrados en sueloGneroAbundancia (%)Arthrobacter5-60Bacillus7-67Pseudomonas3-15Agrobacterium1-20Alcaligenes1-20Flavobacterium1-20Corynebacterium2-12Micrococcus2-10Staphylococcus< 5Xanthomonas< 5Mycobacterium< 5Alexander 1977Grupo Actinomycetes10-30% de las bacterias del suelo

The morphological characteristics of actinomycete colonies on Hickey-Tresner agar medium after incubation at 30C for 4 weeksGneros Streptomyces y Nocardia son los mas abundantes

NocardiaStreptomyces

Streptomyces griseus sp. griseus.

Resistentes a la desecacinDesarrollan bien en suelos alcalinos o neutros.Las especies fijadoras de N2 son factores limitantes en el suelo para la actividad microbiana y el desarrollo de las plantas superiores.

Grupo cianobacterias, fotoauttrofos.

Gnero Azotobacter, quimiohetertrofo fijador libre de N2

Gnero Clostridium, anaerbico, algunas especies son fijadoras de N2

Gnero Rhizobium y Bradyrhizobium fijan N2 dentro de los ndulos de la raiz de ciertas plantas.

Gloeobacter sp. Autofluorescencia luego de iluminar con luz verdeMicroscopia de contraste de fases

Formas filamentosas que forman heterocistesCianobacteriasPatgenos de plantas, llegan con material vegetal infectado: Agrobacterium, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas y Xanthomonas

Patgenos de animales, llegan con aguas servidas:E. coli, Salmonella,

Los alctonos rpidamente se eliminan del suelo, algunos pueden permanecer tiempos ms largos debido a la capacidad de desarrollar formas de resistencia. Pueden sobrevivir por largos perodos en un estado de dormancia.Los Alctonos pueden llegar al suelo por diferentes vias:Aire - Hidrosfera - Asociados a plantas o a animalesPueden desarrollar en formas libres o en mycorrizas.

Predominan en los primeros 10 cm del suelo y abundan en suelos bien aireados y de pH cido.

La mayora son oportunistas (zimgenos) Permanecen en dormancia activndose en presencia de condiciones favorables.

Degradadores de lignina

Los gneros mas frecuentemente aislados: Aspergillus, Geotrichum, Penicillum.

Las formas alctonas pueden desarrollar a expensas de los nutrientes del suelo.

Los hongos constituyen una alta proporcin de la biomasa microbiana. Gran diversidad de gnerosGneros predominantes de levaduras indgenas del suelo: Candida, Rhodotorula Cryptococcus. Las formas alctonas llegan con vegetales enfermos.

Interacciones entre bacterias y hongosFungistasis del suelo: efecto inhibitorio de la germinacin de los hongos, ampliamente distribuido en suelo.

Depende de las propiedades fsicas, qumicas y de la actividad microbiana del suelo.

i) Hipotesis de la privacin de nutrientesii) Hipotesis de la produccin de antibiticos.

MycofagiaCollimonas fungivoransLos hongos patgenos de plantas son mas sensibles a la fungistasis.Los protege de germinar bajo condiciones desfavorablesMecanismo de control para hongos patgenos de plantas

Varios gneros de algas viven en el suelo. Pueden desarrollar en la superficie y en los primeros mm de la superficie del suelo,106 / g.La mayoria son pequeas y unicelulares.Constituyen la microflora fotosinttica dominante del suelo. Algunas pueden utillizar compuestos preformados C/ESon importantes en la colonizacion inicial de las rocas, formacion y conservacion del suelo.Pueden desplazarse hacia la subsuperficie del suelo transformndose en alctonas y pueden ser consumidos por los indgenas.Cyanophyceae, Chlorophyceae ALGAS

Protozoos de vida libre en suelo

son de pequeo tamao y baja diversidad comparado con el ambiente acutico.

Predominan las formas flageladas, 104 105/g

Predominan cerca de la superficie, 15 cm.

Requieren relativamente alta concentracion de O2, son importantes predadores de bacterias y algas.

Importante lugar en la cadena trfica como predadores de algas unicelulares, bacteria y hongos.

Constituyen el alimento de los microinvertebrados.

El rol ecolgico es la transferencia de la produccin de algas y bacterias hacia los sucesivos niveles trficos.Mastigophora, (flagellates),Ciliata.AmoebaPROTOZOOS2015www.ean.edu.co

0

0,5

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21

% en la atmsfera del suelo

Profundidad del suelo

Variacin de la cantidad de Oxigeno

y CO

2

en la atmsfera del suelo

Oxigeno

CO

2