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ESTUDIO DE LA MICROBIOTA ASOCIADA A LA RIZOSFERA DEL HUIZACHE (Acacia farnesiana) RESUMEN Teniendo en cuenta las actividades de reforestación y readecuación ecológica del Cerro de la Estrella, como sitio de importancia arqueológica y natural de la Ciudad de México, se destacan las bases metodológicas esenciales para estructurar una colección viviente de plantas útiles, que recrearían, en la medida de lo posible, ciertas condiciones del paisaje natural en ese sitio, en épocas pasadas. Debiendo considerar las características meteorológicas y fisiográficas elementales, como son: registro de temperatura y precipitación, altura, hidrología, topografía, tipos de sustrato edáfico, microbiota presente; flora actual y flora antigua, por citar algunas. El estudio de la microbiota presente es necesario para conocer cuales son las condiciones del suelo para poder tomar en cuenta si solo con la introducción de plantas el programa de reforestación tendrá éxito o será necesario hacer enmiendas, como la adición de materia orgánica, roca fosfórica o algún otro elemento. El presente trabajo tienen por lo tanto como objetivo estudiar la microbiota asociada a la rizosfera del huizache (Acacia farnesiana) en el Cerro de la Estrella. Determinación de las características físicas y químicas del suelo:Textura (método de Bouyoucos), pH (método potenciométrico), Materia orgánica (método de Walkey & Black) Capacidad de retención de agua, Humedad (por gravimetría), Capacidad de intercambio iónico, Conductividad eléctrica, Concentración de nitrógeno (método de Kjeldahl), Concentración de fósforo (método de Olsen), Concentración de algunos metales pesados como As y Pb (por absorción atómica). Determinaciones microbiológicas del suelo: recuento de bacterias heterótrofas aerobias, determinación de microorganismos celulolíticos por la técnica del número más probable, se determinó CO 2 producido por actividad respiratoria por el Método de Winkler. Cuantificación de microorganismos que intervienen en el ciclo del nitrógeno y del azufre por la técnica del número más probable (NMP)
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ESTUDIO DE LA MICROBIOTA ASOCIADA A LA RIZOSFERA DEL HUIZACHE (Acacia farnesiana)
RESUMEN
Teniendo en cuenta las actividades de reforestación y readecuación ecológica del Cerro de
la Estrella, como sitio de importancia arqueológica y natural de la Ciudad de México, se
destacan las bases metodológicas esenciales para estructurar una colección viviente de
plantas útiles, que recrearían, en la medida de lo posible, ciertas condiciones del paisaje
natural en ese sitio, en épocas pasadas. Debiendo considerar las características
meteorológicas y fisiográficas elementales, como son: registro de temperatura y
precipitación, altura, hidrología, topografía, tipos de sustrato edáfico, microbiota
presente; flora actual y flora antigua, por citar algunas. El estudio de la microbiota
presente es necesario para conocer cuales son las condiciones del suelo para poder tomar
en cuenta si solo con la introducción de plantas el programa de reforestación tendrá éxito
o será necesario hacer enmiendas, como la adición de materia orgánica, roca fosfórica o
algún otro elemento. El presente trabajo tienen por lo tanto como objetivo estudiar la
microbiota asociada a la rizosfera del huizache (Acacia farnesiana) en el Cerro de la
Estrella. Determinación de las características físicas y químicas del suelo:Textura (método
de Bouyoucos), pH (método potenciométrico), Materia orgánica (método de Walkey &
Black) Capacidad de retención de agua, Humedad (por gravimetría), Capacidad de
intercambio iónico, Conductividad eléctrica, Concentración de nitrógeno (método de
Kjeldahl), Concentración de fósforo (método de Olsen), Concentración de algunos
metales pesados como As y Pb (por absorción atómica). Determinaciones microbiológicas
del suelo: recuento de bacterias heterótrofas aerobias, determinación de
microorganismos celulolíticos por la técnica del número más probable, se determinó CO2
producido por actividad respiratoria por el Método de Winkler. Cuantificación de
microorganismos que intervienen en el ciclo del nitrógeno y del azufre por la técnica del
número más probable (NMP)
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo forma parte del Proyecto de Investigación Antropológica Cerro de la
Estrella (PIACE), el cual es, un proyecto interdisciplinario que involucra a las siguientes
disciplinas: arqueología, etnología, antropología social, historia, etnohistoria, arquitectura,
biología y geología.
El PIACE se propone proteger, investigar y difundir el patrimonio cultural y ecológico del
Cerro de la Estrella mediante la creación de la figura de Zona de Patrimonio Cultural. Con
ello, se busca preservar el entorno natural, los vestigios arqueológicos, los monumentos
históricos los diversos usos sociales, así como el tejido urbano en el que se realizan las
múltiples actividades que les dan sentido de identidad y pertenencia a los habitantes de
Iztapalapa, al tiempo que salvaguarda la gran riqueza cultural de la Ciudad de México.
La expansión de la mancha urbana en gran medida incontrolada hasta ahora, hacia una de
las escasas áreas con valor ambiental y ecológico existentes en la Delegación, debido a la
deficiencia en los planes de manejo y desarrollo, así como por factores de índole político,
ha provocado invasiones y asentamientos irregulares, tanto a nivel masivo como nucleado
en diversos sectores del área, que se extienden de modo acelerado hacia las partes altas
del Cerro, con la consecuente destrucción de los elementos histórico‐culturales ahí
presentes, pero también, ponen en grave riesgo la permanencia del bosque que cubre al
Cerro.
Por lo que se ha llegado a una propuesta para la reforestación del Cerro de la Estrella, la
cuál tiene como objetivos: la restauración ecológica de la poligonal arqueológica del Cerro
de la Estrella, a través del aprovechamiento y la salvaguarda de la flora nativa, proponer
especies vegetales adecuadas para cada área de reforestación así como sugerir patrones
de siembra.
Teniendo en cuenta las actividades de reforestación y readecuación ecológica del Cerro de
la Estrella, como sitio de importancia arqueológica y natural de la Ciudad de México, se
destacan las bases metodológicas esenciales para estructurar una colección viviente de
plantas útiles, que recrearían, en la medida de lo posible, ciertas condiciones del paisaje
natural en ese sitio, en épocas pasadas, al considerar las características meteorológicas y
fisiográficas elementales, como son: registro de temperatura y precipitación, altura,
hidrología, topografía, tipos de sustrato edáfico, flora actual y flora antigua, por citar
algunas.
CERRO DE LA ESTRELLA
El Cerro dela Estrella es un parque nacional y reserva ecológica. Geológicamente es parte
del "Eje Neovolcánico Transversal". Alcanza su cima a 19° 20´38.1" latitud norte y
99°05´23.5" longitud oeste. Su altitud es de 2,455 m/nivel del mar, y su altura sobre el
nivel medio de la Ciudad de México es de 225 m. Se halla al interior de la Ciudad de
México, en la delegación Iztapalapa (Figura 1).
Figura 1. Mapa de localización del Cerro de la Estrella o Huizachtépetl en la Ciudad de México.
La mancha urbana lo ha reducido en un 90 %, y actualmente apenas alcanza una superficie
de 261 ha según cartografía del INAH. En base al plano de delimitación de 1991 de la
Dirección de Registro Público de Monumentos y Zonas Arqueológicos del INAH, 143.5 ha
corresponden al Área Natural Protegida que está comprendida dentro de la zona
arqueológica. Su clima es templado subhúmedo, y su vegetación es producto de
reforestaciones de eucaliptos. Es una de las áreas verdes de la capital, y tal vez el parque
con usos del suelo más inadecuados agrupando agricultura de temporal, asentamientos
humanos, pastizales inducidos, panteón civil, extracción de materiales pétreos y basurero
Iztapalapa, al somonte del Cerro de la Estrella fue antaño una población lacustre cuando
existían los grandes lagos de Texcoco y Xochimilco. Habitada al menos desde hace más de
5,000 años, encuentra su esplendor durante la ocupación azteca desde el siglo XIV hasta el
XVI, cuando en la cumbre del Cerro de la Estrella, entonces denominado Huizachtépetl, el
"Cerro de los Huizaches" se celebró en 1507 la ceremonia del "Fuego Nuevo". Hoy en día,
aún se conserva parte de la estructura original del templo‐ pirámide donde se realizó esa
ceremonia. Posteriormente, para la época hispánica cambia su nombre a “Cerro de la
Estrella” debido a la existencia de una hacienda a las faldas del cerro, llamada Hacienda de
la Estrella.
Originalmente presentaba una vegetación de huizaches, pero en la actualidad observamos
una comunidad vegetal artificial de plantaciones exóticas compuesta por eucaliptos
(Eucalyptus globulus), coníferas de la familia de las pináceas (Pinaceae) y del género Abies.
No se detecta fauna o flora original por la acción antrópica. Al final de cuentas no quedan
ni siquiera los famosos huizaches que le dieron nombre al cerro y que han sido
desplazados por eucaliptos, pinos y pastos (URL‐5). Según la Comisión de Recursos
Naturales del Distrito federal, la especie de huizache representativo del Cerro de la
Estrella es Acacia schaffneri.
HUIZACHE
El “huizache”, nombre con el que se conoce de manera general a las plantas
pertenecientes al género Acacia, siendo éste último el segundo más grande en la familia
Leguminosae, con alrededor de 1350 especies. Esta familia es una de las más grandes,
agrupando unos 650 géneros y 18 000 especies.
La taxonomía de estas plantas es la siguiente: Reino. Plantae
Phyllum. Spermatophyta Subphyllum. Magnoliophytina
Clase. Magnoliopsida Subclase. Rosidas
Orden. Fabales Familia. Leguminosas
Subfamilia. Mimosaeas
Las hojas de las especies pertenecientes a esta familia son generalmente alternadas y
compuestas (bipinadas, pinadas, palmeadas o rara vez simples). La inflorescencia varía
entre racimos, racimos simples, panículas, espigas o cabezas. La estructura de la flor varía
fundamentalmente con la subfamilia: corola 5 pétalos; estambres de tres a muchos,
generalmente diez, libres o unidos; pistilo único, simple y libre. El fruto es generalmente
una vaina (legumbre), dehiscente o indehiscente, con o sin suturas aladas. La raíz puede
ser principal y generalmente ramificada, incluso acuática o semi‐aérea y casi siempre
presenta micorrizas. Es capaz de fijar nitrógeno por medio de la simbiosis que forma con
rhizobia.
Distribución
Está distribuido alrededor del mundo, en áreas tropicales y de clima caliente,
concentrándose una gran cantidad de especies en Australia (957 especies) y también con
un alto número en América (185 especies), Africa (144 especies) y Asia (89 especies).
En México se encuentra ampliamente distribuido, contando con especies como: Acacia
farnesiana, A. constricta, A. vernicosa, A. tortuosa y A. berlandieri, en zonas áridas del
país.
Importancia
El huizache, tiene una gran cantidad de usos y cuenta con un potencial enorme que aún
no ha sido explotado en México (al noreste del país solo se utiliza a baja escala como
forraje para el ganado caprino y en algunos casos para el ganado vacuno).
Por mencionar sólo algunos, la corteza contiene tanino que se utilizan en curtiduría y en
fabricación de tinta; la goma que emana del tronco se utiliza como sustituto de la goma
arábiga; el jugo de las vainas, se usa para pegar porcelana. Se le atribuyen algunas
propiedades medicinales por ejemplo: el exudado se usa como antiséptico oftálmico y
como remedio para las hemorragias vaginales; la infusión elaborada con su flor se utiliza
para la dispepsia, disentería, inflamaciones de la piel y de la membrana mucosa, ayuda en
el alivio de problemas digestivos, genitourinarios, infecciones, inflamaciones, heridas,
problemas de la piel y para dolores en general. Como planta para obtener perfumes es
cultivada en varias zonas de las costas del mediterráneo, pero particularmente en la
región de Grassé, en Francia.
Es indudable que las diversas especies del género Acacia tienen y han tenido siempre un
alto valor desde el punto de vista forestal, industrial y económico por las diversas
sustancias que se extraen de las plantas de éste género, además de otras utilidades
secundarias como para uso ornamental, forrajero, silvícola, etc.
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS DEL SUELO EN PROCESOS DE REVEGETACIÓN
Cuando se habla de revegetación de ecosistemas degradados se hace referencia a la
restauración de la diversidad y de la calidad de la cubierta vegetal. Para ello se hacen
necesarias una serie de medidas de gestión de ecosistema, tratando de revertir los efectos
perjudiciales de los procesos de degradación. Cuando el grado de degradación es mayor, y
las medidas de gestión no son suficientes para controlar y revertir los procesos deletéreos
sobre la cubierta vegetal y la calidad del suelo, se hace necesaria la utilización de especies
de la sucesión natural, en zonas en las que las plantas se encuentran en un número
subóptimo de individuos o ausentes.
Por lo anterior se hace necesario un estudio exhaustivo previo de las condiciones que
posee el ecosistema a estudiar.
Es importante que el material vegetal utilizado en la recuperación de ecosistemas
degradados se haya obtenido con tecnologías orientadas a mejorar su calidad y su
resistencia frente a los diversos estreses ambientales propios del ecosistema. Entre las
metodologías aconsejadas está la utilización de microorganismos del suelo,
principalmente micorrizas y rhizobacterias, para dotar a la planta de una rizosfera
optimizada que le ayude a superar los estreses ambientales y facilite el éxito de la
recuperación de la cubierta vegetal.
En este sentido, y como se ha mencionado con anterioridad, el funcionamiento de los
ecosistemas terrestres es dependiente de la actividad de los microorganismos del suelo
puesto que la mayoría de los ciclos biogeoquímicos que ocurren en la naturaleza son
desarrollados por ellos. La desaparición o disminución de la microbiota del suelo debido a
procesos de erosión y desertificación afecta el normal funcionamiento de éstos ciclos, a la
calidad del suelo y en consecuencia al establecimiento del material vegetal en el contexto
de los programas de revegetación, siendo el restablecimiento de la diversidad microbiana
una prioridad en este tipo de programas.
Para esto puede ser necesaria una estrategia de inoculación en aquellos suelos sujetos a
alteraciones severas, como son los sometidos a actividades extractivas, en los cuáles se
remueve o elimina la capa superficial, o aquellos en la que esta parte del perfil del suelo
se pierde por erosión severa, alterándose de forma considerable las poblaciones
microbianas.
Por otra parte en el desarrollo y funcionamiento de los ecosistemas, se establecen
diversos círculos viciosos de relación causa‐efecto. En este sentido se puede mencionar
que la calidad del suelo está definida por una serie de parámetros físicos y químicos del
mismo (como son porosidad, agregación de partículas, contenido de materia orgánica,
etc.), aunque el parámetro más importante es la actividad biológica del suelo. El
establecimiento de las plantas depende en gran medida de la calidad del suelo.
Por esto en un programa de revegetación de un sistema degradado una premisa es
importante mejorar la calidad del suelo como requisito para la sostenibilidad del proceso.
Además considerando que buena parte de la calidad del suelo es debida a la actividad
microbiana, el efecto rizosférico cobra una importancia clave, puesto que las raíces
representan no solo el soporte físico, sino también el soporte nutricional de la microbiota.
Esta se beneficia de los exudados y restos celulares y a su vez, la planta se beneficia de
actividades microbianas tales como liberación de nutrientes, producción de fitohormonas,
protección contra patógenos descomposición de sustancias tóxicas o mejora de la
estructura del suelo. Existen numerosas evidencias experimentales que demuestran que el
adecuado manejo de las micorrizas en los sistemas degradados acelera de forma
importante el proceso de recuperación del suelo.
BIOMASA MICROBIANA DEL SUELO
La biomasa microbiana juega un papel primordial en el equilibrio de los ecosistemas ya
que al transformar los restos orgánicos, regula su contenido en el suelo, siendo de gran
interés el estudio de su comportamiento en áreas como la ecología y la agricultura.
Desde el punto de vista ecológico las bacterias se dividen en especies nativas ó autóctonas
y en invasoras ó alóctonas. Las poblaciones nativas pueden presentarse en estados
resistentes y perduran por largos periodos sin tener actividad metabólica, pero en
determinado momento, estas proliferan y participan en las funciones bioquímicas de la
comunidad. Mientras que las alóctonas no participan en las actividades de la comunidad
de manera significativa, e incluso pueden crecer solo por períodos cortos.
La distribución y número de cada población bacteriana en el suelo depende de diferentes
factores entre los que se destacan: el perfil del suelo, la presencia de compuestos
carbonados disponibles, la cantidad de nutrimientos inorgánicos, la tasa de oxígeno
presente y factores ambientales tales como la temperatura, humedad y pH.
Los actinomicetos son bacterias gram positivas que presentan estructura vegetativa
micelial, habitan principalmente en suelos alcalinos, pero se pueden encontrar en suelo
ácidos. Son heterótrofos, su crecimiento es lento, tienen un bajo poder de competencia.
Generalmente participan en los estados finales de la degradación de residuos y
contribuyen a la formación del humus. Pueden llegar a producir vitaminas y antibióticos,
pues participan en fenómenos de antagonismo microbiano a través de la producción de
estos últimos, además de enzimas como hidrolasas, celulasas y quitinasas.
Los hongos son organismos heterótrofos, aerobios, sólo algunos pueden tolerar baja
tensión de oxígeno. De acuerdo con la relación que existe entre los hongos y la materia
orgánica, podemos distinguir tres categorías los saprofitos, los parásitos y los simbióticos
mutualistas. Entre los factores ecológicos que modifican el número y variedad de estos
microorganismos en el suelo destacan: la materia orgánica, el pH, la presencia de
fertilizantes orgánicos ó minerales, la humedad, la aireación, la temperatura, la
profundidad, la estación del año y la cubierta vegetal.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS DEL SUELO
En el suelo existen diferentes grupos funcionales de microorganismos que participan en
los ciclos biogeoquímicos llevando a cabo diferentes actividades a través de los cuales, se
movilizan los elementos esenciales para la vida. Generalmente, cada grupo está
conformado por diferentes poblaciones que pueden incluir bacterias y hongos. Estos
pueden afectar la movilidad de los nutrientes inorgánicos en el suelo, facilitando o
impidiendo su libre tránsito entre los coloides, los cuales pueden llevar a cabo el
intercambio de estos con las plantas a través de la solución del suelo.
CICLO DEL CARBONO
El metabolismo microbiano ocupa el papel principal en la secuencia cíclica después de la
muerte de las plantas y animales. Los tejidos muertos son descompuestos y
transformados en células microbianas y en un amplio conjunto heterogéneo de
compuestos carbonados, que constituyen la fracción orgánica del suelo.
MICROORGANISMOS CELULOLÍTICOS
Existe un gran número de microorganismos celulolíticos, principalmente hongos y
bacterias. Entre las bacterias celulolíticas aerobias, el género Cellulomonas produce una
amplia variedad de glucanasas y tiene la capacidad de degradar varios carbohidratos,
como xilana, almidón y celulosa.
Los microorganismos capaces de degradar celulosa secretan un sistema complejo de
enzimas extracelulares, celulasas y xilanasas, que actúan en conjunto para llevar a cabo la
degradación de la celulosa y la hemicelulosa. Las fibras de celulosa son degradadas
esencialmente por dos tipos de sistemas enzimáticos, los agregativos y no agregativos.
Sistemas agregativos. En las bacterias anaerobias Clostridium thermocellum y C.
cellulovorans se ha demostrado que las enzimas que participan en la degradación de
celulosa y hemicelulosa se encuentran localizadas en la superficie de estas formando
complejos multi‐enzimáticos de alto peso molecular. El sistema agregativo más
ampliamente descrito es el de C. thermocellum.
CICLO DEL NITRÓGENO
El nitrógeno es uno de los elementos clave de las unidades estructurales que conforman a
las proteínas, las cuales son indispensables en la formación y función de plantas, animales
y microorganismos.
Debido a la posición crítica del suministro de nitrógeno en la producción de cultivos y en la
fertilidad del suelo, una marcada deficiencia reduce la producción y calidad de las
cosechas; y también a causa de que es uno de los pocos nutrientes del suelo que se pierde
por volatilización así como por lixiviación, requiere de mecanismos de conservación y
mantenimiento.
AMONIFICACIÓN
En el ciclo del nitrógeno participan microorganismos, que durante el proceso de
degradación de materia orgánica, transforman el nitrógeno orgánico hasta amoniaco
(NH3) entre las que se encuentran bacterias y hongos amonificantes.
NITRIFICACIÓN
El amoniaco puede ser llevado a una forma oxidada hasta nitratos por el proceso de
nitrificación, en la que participan dos grupos principales de bacteria, el grupo nitroso y el
nitro. El primero, cataliza la transformación de amonio a nitrito, éste a su vez es sustrato
para el segundo grupo que lleva a cabo la transformación del nitrito a nitrato. El Primer
grupo es representado principalmente por bacterias de los géneros Nitrosomonas,
Nitrosospira, Nitrosococcus, Nitrosolobus y las bacterias representantes del grupo nitro
son Nitrobacter, Nitrococcus y Nitrospira.
DESNITRIFICACIÓN
La desnitrificación es el proceso contrario a la nitrificación en la cual el nitrato es
convertido en nitrito y luego en nitrógeno u óxido nitroso, dando como resultado la
liberación de gas nitrógeno a la atmósfera.
La reducción desasimilatoria de nitrato la realizan principalmente bacterias anaerobias
facultativas que lo utilizan como último aceptor final de electrones en su cadena
respiratoria. Por ejemplo, Thiobacillus desnitrificans y algunas especies de Pseudomonas,
Bacillus, Micrococcus y Achromobacter. El proceso se lleva a cabo en suelos inundados, o
en zonas donde la descomposición rápida de la materia orgánica de origen a micro‐
ambientes anaerobios. La reacción es catalizada por un complejo enzimático llamado
nitrato‐reductasa, el cual no es reprimido por el amonio.
CICLO DEL AZUFRE
El azufre en el suelo se encuentra en forma orgánica e inorgánica. Este elemento puede
existir en muchos estados de oxidación, y los microorganismos pueden realizar
conversiones entre ellos.
MINERALIZACIÓN DEL AZUFRE
Las plantas superiores dependen en gran medida de la mineralización microbiana del
azufre. Gran parte de este se encuentra en forma de materia orgánica, de la cual el azufre
es lentamente liberado durante su descomposición, liberando sulfatos si la mineralización
se lleva a cabo en condiciones aerobias y H2S en anaerobiosis donde las bacterias que
participan principalmente Clortridium sporogenes y Pseudomonas sp.
S2‐ + 2 O2 → SO4
2‐
4H2S + O2 → 4 S º + 2H2O
S0 + H2O + ½ O2 → SO4
2‐ + 2H‐
El ácido sulfhídrico producido por la descomposición anaeróbica puede precipitar como
sulfuros metálicos, los cuales son la causa del color negro de muchos lodos anaeróbicos.
OXIDACIÓN DEL AZUFRE
Quimioautótrofos tales como Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thioxidans, Thiobacillus
ferrooxidans, Beggiatoa spp., Thiothrix spp., Sulfolobus spp. y Acidianus spp., entre otros,
oxidan el azufre elemental originando sulfatos.
Los compuestos más comúnmente oxidados son el ácido sulfhídrico (H2S), el azufre
elemental (S0) y el tiosulfato (S2O3‐2). En muchos caso, el producto final de la oxidación es
el sulfúrico SO4‐2 .
Reacciones llevadas a cabo en la oxidación de las diferentes formas del azufre
REDUCCIÓN DE SULFATOS
La reducción desasimiladora de sulfato (y sulfito, tiosulfato y tetrationato) la realiza
generalmente Desulfovibrio desulfuricans que es una bacteria anaerobia obligada, y la cual
produce ácido sulfhídrico en presencia de sulfato, ya que utiliza a este anión como último
aceptor final de electrones en su cadena respiratoria.
OBJETIVO GENERAL
Evaluar las poblaciones de microorganismos que participan en los diferentes ciclos
biogeoquímicos que se encuentran en la rizosfera del huizache (Acacia farnesiana)
OBJETIVOS PARTICULARES
• Determinar las características físicas y químicas del suelo
• Realizar recuento de microorganismos heterótrofos aerobios.
• Determinar el número de microorganismos celulolíticos y medir actividad
microbiana por la liberación de CO2
• Evaluar a las Poblaciones microbianas de Amonificadores, Nitrificadores,
Desnitrificadores, Mineralizadores de azufre, Oxidadores de azufre y Reductores
de sulfatos por el método del NMP.
MATERIALES Y MÉTODOS
MUESTRAS
Se colectaron cuatro muestras compuestas del área protegida del Cerro, las cuales fueron
almacenadas a 4°C para su análisis.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL SUELO
Textura (método de Bouyoucos)
pH (método potenciométrico)
Materia orgánica (método de Walkey & Black)
Capacidad de retención de agua
Humedad (por gravimetría)
Capacidad de intercambio iónico
Conductividad eléctrica
Concentración de nitrógeno (método de Kjeldahl)
Concentración de fósforo (método de Olsen)
Concentración de algunos metales pesados como As y Pb (por absorción atómica)
DETERMINACIONES MICROBIOLÓGICAS DEL SUELO
RECUENTO DE BACTERIAS HETERÓTROFAS AEROBIAS
Se determinaron las Unidades Formadoras de Colonias (UFC/g suelo seco), por medio de
una cuenta viable. Realizando diluciones en base 10. Se sembró por espatulado un inóculo
de 0.1 mL en el medio correspondiente. El agar nutritivo se utilizó para el crecimiento de
bacterias, agar Rosa de Bengala para Hongos y el medio Czapec para actinomicetos. En el
caso de las bacterias se logró contar colonias a las 48 horas, en el caso de actinomicetos
fue en aproximadamente 72 horas, en el caso de los hongos se dejó incubar por 5 días
para poder realizar la cuenta viable.
DETERMINACIÓN DE MICROORGANISMOS CELULOLÍTICOS POR LA TÉCNICA
DEL NÚMERO MÁS PROBABLE
Se preparó medio Omeliansky. A partir de las muestras de suelo se realizaron diluciones
en base 10 hasta 10‐5. Se inoculo1 mL de cada dilución por triplicado a cada tubo con su
tira de papel filtro impregnada por capilaridad por el medio de cultivo. Se incubó a
temperatura ambiente en condiciones de oscuridad durante 20 días. Se observó
crecimiento sobre la superficie del papel remanente del medio. Tomándose una lectura
positiva al crecimiento y negativa al contrario. Se utilizaron las tablas de Mc Grady para
obtener el número de microorganismos celulolíticos por gramos de suelo seco.
Se determinó CO2 producido por actividad respiratoria por el Método de Winkler
CUANTIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN EN EL CICLO DEL
NITRÓGENO POR LA TÉCNICA DEL NÚMERO MÁS PROBABLE (NMP)
De los diferentes grupos fisiológicos microbianos participantes en este ciclo. Se preparó
medio de cultivo para amonificadores, nitrificadores y desnitrificadores. Se realizaron
diluciones en base 10 a partir de la muestra de suelo, se tomo una alícuota de 1 mL para la
inoculación por triplicado de cada dilución en los medios correspondientes a cada grupo
fisiológico, al cabo de 21 días de incubación a temperatura ambiente , se tomaron lecturas
utilizando el reactivo de Nessler para interpretar la presencia (+) ó ausencia (‐) de
amonificadores, el reactivo de Griess para detectar la formación de nitritos y el reactivo de
difenilamina sulfúrica para revelar la ausencia de nitratos. Por medio de las Tablas de Mc
Grady se obtuvo el NMP/g de suelo seco.
INTERPRETACIÓN DE AMONIFICADORES
Llevan a cabo la conversión de nitrógeno orgánico a amonio en condiciones aerobias. Por
tanto hay liberación de amonio que se revela con el reactivo Nessler, dando una prueba
positiva por la presencia de un color naranja.
INTERPRETACIÓN DE NITRIFICANTES
Los microorganismos nitrificadores en condiciones aerobias utilizan el amoniaco que es
oxidado como sustrato en la primera etapa del proceso de nitrificación, formando
nitrito.La aparición de Nitritos se indica por medio del reactivo de Griess el cual da un
color rosa e indica una prueba positiva.
INTERPRETACIÓN DE DESNITRIFICADORES
Llevan a cabo la reducción de nitrato a nitrógeno gaseoso en condiciones anaerobias. Por
lo tanto una prueba positiva indica la formación de burbujas y desaparición de nitratos
que se indica con desaparición del color azul por el reactivo de difenilamina sulfúrica
PROCEDIMIENTO DE MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN EN EL
CICLO DEL AZUFRE POR EL MÉTODO DEL NMP
De los diferentes grupos fisiológicos microbianos participantes en este ciclo. Se preparó
medio de cultivo para mineralizadores, oxidadotes de azufre y reductores de sulfatos. Se
realizaron diluciones en base 10 a partir de la muestra de suelo, se tomo una alícuota de 1
mL para la inoculación por triplicado de cada dilución en los medios correspondientes a
cada grupo fisiológico, al cabo de 21 días de incubación a temperatura ambiente, se
tomaron las lecturas correspondientes para cada grupo de microorganismos. Por medio
de las Tablas de Mc Grady se obtuvo el NMP/g de suelo seco.
INTERPRETACIÓN DE MINERALIZADORES DE AZUFRE
El azufre orgánico en condiciones anaerobias es transformado a sulfuros. Ya que en el
medio se encuentra presente cisteína. Una prueba positiva indica un precipitado negro de
FeS debido a la liberación de S=
INTERPRETACIÓN DE OXIDADORES DE AZUFRE
Los compuestos más comúnmente oxidados son el sulfhídrico, el azufre elemental y el
tiosulfato en condiciones de aerobiosis. Por tanto un precipitado blanco indica la
precipitación de sulfatos.
INTERPRETACIÓN DE REDUCTORES DE SULFATOS
En condiciones de anaerobiosis los sulfatos son reducidos a sulfuros. Tal reacción se puede
observar por el precipitado de FeS, por la presencia de Fe= en el medio.
RESULTADOS
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL SUELO
Parámetro Resultado Observaciones
Textura Franco arenoso
Materia orgánica 4.46% Bajo*
Capacidad de retención de agua
33%
Humedad 16%
pH 8.1 Medianamente alcalino*
Conductividad eléctrica 0.06 mS Capacidad de Intercambio catiónico
13.3 meq/100g
Parámetro Resultado Observaciones
Nitrógeno ( N ) 0.13% Bajo*
Fósforo extraíble (P) 1.7 mg/Kg Bajo*
Arsénico ( As ) 5310 mg/Kg
Plomo ( Pb ) 32 mg/Kg Normal*
CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS DEL SUELO
RECUENTO DE BACTERIAS, ACTINOMICETOS Y HONGOS
Unidades formadoras de colonias de Bacterias, Hongos y Actinomicetos, para diferentes muestras de suelo. Dil. 1:10, alícuota 0.1mL
Microbiota Unidades Formadoras de Colonias (UFC/g suelo)
Suelo 1 A.L.M
s/m.o
Suelo 2 A.L.M
c/m.o
Suelo 3 S.F
s/m.o
Suelo 4 S.F
c/m.o
Bacterias 4.4 x 106 5.7 x 107 3.4 x 107 1.3 x 105
Actinomicetos 4.2 x 104 3.6 x 105 3 x 104 3.7 x 107
Hongos 5.3 x 104 6 x 104 4.2 x 104 1.4 x 104
Microorganismos heterótrofos aerobios
MICROORGANISMOS CELULOLÍTICOS
Relación de Microorganismos celulolíticos participantes del ciclo del carbono
ACTIVIDAD MICROBIANA POR LA LIBERACIÓN DE CO2
Concentración en micromoles de CO2
Región μ moles CO2
ALMSMO 113.30
ALMCMO 126.60
SFSMO 55.00
SFCMO 103.30
Actividad microbiana, determinada por la liberación de CO2 en micromoles con respecto a la adición de materia orgánica
De acuerdo a la gráfica la actividad microbiana, ésta incrementa no muy notablemente en
la zona de ALMCO, a diferencia de SFCMO en la que se incrementa un 87.8%, Sugiriéndose
actividad en el Ciclo del carbono, por microorganismos heterótrofos, degradadores de
materia orgánica, liberando CO2
CUANTIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN EN EL CICLO DEL
NITRÓGENO POR EL MÉTODO DEL NÚMERO MÁS PROBABLE
NMP de microorganismos que participan en el ciclo del nitrógeno, utilizando las Tablas de Mac Grady, para cada uno de los suelos obtenidos
NMP/g suelo
A.L.M s/m.o A.L.M c/m.o S.F s/m.o S.F c/m.o
Amonificadores 1.1 x 1010 2.0 x 109 1.4 x 1010 1.4 x 1010
Nitrificadores 1.4 x 105 3.5 x 105 3.5 x 104 1.4 x 106
Desnitrificadores <100 000 1.5 x 106 <100 000 3.5 x 105
Microorganismos participantes en el ciclo del Nitrógeno
En el caso de los amonificadores no se observó cambio. Los nitrificadores se vieron
disminuidos en ambas zonas, pues los nitrificadores requieren para su crecimiento
condiciones de aerobiosis, misma que puede ser interferida por la materia orgánica,
provocando condiciones de anaerobiosis, Al contrario los desnitrificadotes aumentó su
población en ambas regiones, pues los denitrificadores, requieren para su crecimiento
condiciones de anaerobiosis.
CUANTIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS QUE INTERVIENEN EN EL CICLO DEL AZUFRE
POR EL MÉTODO DEL NÚMERO MÁS PROBABLE
NMP, para microorganismos que participan en el ciclo del azufre, utilizando las Tablas de Mac Grady, para cada uno de los suelos obtenidos
NMP/g suelo
A.L.M s/m.o A.L.M c/m.o S.F s/m.o S.F c/m.o
Mineralizadores 4.5 x 103 9.0 x 104 7.5 x 105 7 x 105
Oxidadores 4.5 x 104 3.5 x 105 1.1 x 105 1.4 x 106
Reductores de sulfatos
1.5 x 104 1.5 x 106 2.0 x 105 4.5 x 106
Microorganismos que participan en el ciclo del Azufre
En el Caso de los mineralizadores en SF no se observó cambio, en ALM, se vio disminuida,
se observó un aumento en las poblaciones de oxidadores de azufre y reductores de
sulfatos.
CONCLUSIONES
• El suelo es alcalino, con una baja capacidad de intercambio iónico y contenido de materia orgánica pero no presenta problemas de salinidad.
• Es un suelo pobre ya que sus contenidos de nitrógeno y fósforo es pobre, pero afortunadamente no presenta problemas por contaminación por metales pesados.
• Dependiendo del sitio se encontró diferente número de bacterias y actinomicetos aumentó, mientras que la población de hongos disminuyó notablemente en un sitio.
• Referente al ciclo del carbono, la actividad microbiana y cantidad de microorganismos celulolíticos, también fue diferente dependiendo de la zona estudiada
• Se observó que las poblaciones de amonificadores no presentaron cambios, los
nitrificadores y los desnitrificadores se observan en diferente proporción. • Se encontró diferencias en la cantidad de oxidadores de azufre y reductores de
sulfatos, mientras que los mineralizadores no presentaron cambio.
IMPACTO
Es necesario considerar las diferencias encontradas entre las distintas poblaciones
ya que a la hora de hacer el programa de reforestación esto se deberá de tomar en
cuenta para hacer las enmiendas necesarias el terreno para que el crecimiento de
las plantas no se vea afectado.
