ESTRATEGIAS PARA OBTENER MICROORGANISMO QUE AYUDAN CON LA RECUPERACIÓN DE SUELOS EN LOS MONOCULTIVOS PRESENTADO POR ESTEFANY CABRERA VELEZ

ESTRATEGIAS PARA OBTENER MICROORGANISMO QUE AYUDAN CON LA RECUPERACIÓN DE SUELOS EN LOS MONOCULTIVOS

PRESENTADO POR ESTEFANY CABRERA VELEZ PEDRO PABLO RODRIGUEZ AGUDELO SANTIAGO VIDAL

PRESENTADO A LUIS ENRIQUE MORA ARISMENDI

MICROBIOLOGIA AMBIENTAL

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE CALI MARZO DE 2016

CONTENIDO

1. Introducción 2. Métodos 3. Resultados 4. Discusión 5. Conclusión 6. Bibliografía

1. INTRODUCCIÓN En este trabajo queremos definir una estrategia que nos permita alcanzar la mayor cantidad de microorganismos (biomasa) en los monocultivos después de cosecharlos particularmente en la caña de azúcar. Porque estos monocultivos son una base importante en la economía de la región (caña de azúcar). Cuando se cultiva caña, uno de los problemas es la cosecha de la misma porque no se usa en totalidad todo el recurso que conocemos como la caña y la gran cantidad de los residuos son desechados, los cuales pueden ser usados de forma beneficiosa y serán más seguros que las practicas que ya se vienen realizando; 2 de estas prácticas más conocidas se presentarán y se compararán más adelante. Los cultivos en los cuales nos enfocaremos serán 3: el primero se realizó en la estación experimental de la asociación sudafricana de azúcar, mount edgecome (31°04′ 𝑆, 29°43′𝐸); la segunda fue en el estado de Baynesfield, Sudáfrica (27°22′ 𝑆, 29°43′𝐸) y la tercera fue en el área comercial de la industria azucarera en el municipio de paraguaçu paulista, sao paulo (27°22′ 𝑆, 29°43′𝑂). En las 3 muestras se tomaron 2 estrategias: la primera fue la quema del cultivo que es la más común de las 2 por ser más eficiente y la segunda que es la respiración inducida que es menos conocida pero la más eficaz por generar mayor cantidad de biomasa. Las tres muestras realizaron con el método aleatorio de parcelación de la zona para que los resultados fueran más objetivos y con ellos obtener una conclusión más precisa. En las muestras tendremos en cuenta los siguientes datos para determinar la calidad del suelo en cuanto a la cantidad de cationes monovalentes (Ca, Mg, k), fosfatos, pH y biomasa. Siendo la ultima la más importante para identificar la eficacia de las 2 estrategias.

2. MÉTODOS APLICADOS

MÉTODO

DETALLE

Método biológico y Método de

Determinar los patrones de utilización de sustrato para

la respiración inducido por el

la población microbiana del suelo (micro placas).

sustrato

Método de la pipeta con la

Para obtener una caracterización física, la textura del

oxidación de materia orgánica suelo Método extracción

de

fumigación-

Para evaluar carbono de la biomasa microbiana (MBC) en el suelo Tabla 1. Métodos evaluativos

Método biológico: por Garland and Mills (1991). Cada placa contiene 95 fuentes de C del suelo separadas y un pocillo de blanco. Las fuentes de C incluyen aminoácidos, hidratos de carbono, ácidos carboxílicos y polímeros junto con un número de compuestos diversos. La tasa de utilización de las fuentes de C está indicada por la reducción de tetrazolio, un colorante indicador redox, que cambia de incoloro a púrpura. Del suelo (10-campo húmedo peso g) se agitó con 90 ml de solución salina-autoclave esterilizado (0,85% de NaCl, w / v) durante 60 min y se llevó luego a una dilución final de 10 3. Una parte alícuota de 150 ml se inoculó en cada pocillo de la micro placa. Tres placas Biolog replicados se inocularon a partir de cada extracción. La absorbancia de los pocillos a 590 nm se midió utilizando un lector de placas ELISA.1

Método de respiración inducido por el sustrato: por Degens and Harris (1997). Se añadieron sustratos en 2 ml de soluciones a 1 g de suelo en botellas McCartney. Después de la adición de las soluciones, las botellas se sellaron y se incubaron en un baño de agua a 25 8C para 4 h. Cuatro botellas replicadas se utilizaron para evaluar los efectos de cada sustrato. CO2 de flujo de salida de la tierra se evaluó tomando muestras de 0,5 ml de gas del espacio de cabeza y analizarlos utilizando un cromatógrafo de gas.1 Método de la pipeta con la oxidación de materia orgánica: Es un procedimiento de muestreo directo, en que se toma una submuestra con una pipeta, a una profundidad y tiempo determinado, que supone la eliminación por sedimentación de todas las partículas mayores a un diámetro x. Este requiere la eliminación total de estos componentes.

Método de Fumigación-Extracción (FE): En donde el C microbiano fue extraído de suelos fumigados y no fumigados, humedecidos al 60% de su capacidad de campo. Para ello los 25 g de suelo se mezclaron con 100 ml de solución 0,5M K 2SO4 y se agitaron por 30 minutos. Luego se filtró en papel Watman 41. Los extractos se mantuvieron en refrigeración hasta su análisis.

Para la determinación del C microbiano 8 ml del extracto se mantuvieron en un reflujo por 30 min con una mezcla de 2 ml de 0,4M K 2Cr2O7, 10 ml de H2SO4 concentrado y 5 ml de H3PO4 88%, determinándose el contenido de C por colorimetría a una longitud de onda de 600 mm (procedimiento de Walkey y Black, como lo indican Nelson y Sommers, 1982). La estimación de la BM de C se realizó de la misma forma que en el método de FI.2

3. RESULTADOS

Para entender los resultados obtenidos por los diferentes métodos los cuales se practicaron en las muestras de los 2 sitios y métodos que ya se explicaron anterior mente. Tenemos que entender los conceptos como 𝑝𝐻 (potencial de hidrogenación) la cual nos determinara la acides o alcalinidad de las muestras; P (fósforos) los fosfatos lo necesitan fundamentalmente los microorganismos para síntesis de ácidos nucleicos y fosfolípidos; Ca (calcio) este no es un nutriente esencial, pero ayuda a estabilizar la pared celular bacteriana y tiene una función importante en la termo resistencia de las en dos poras; mg (magnesio) funciona como estabilizador de los ribosomas, las membranas celulares y ácidos nucleicos y también se necesita para la actividad de muchas enzimas; K(potasio) es necesario en todos los organismos, una gran diversidad de enzimas lo requieren específicamente, como por ejemplo algunas implicadas en las síntesis de proteína. La siguiente tabla (tabla.2) nos mostrara los resultados obtenidos por las muestras que se realizaron en el hemisferio sur para determinar la eficacia de los 2 procesos realizados: la primera de quemado de una parte de la muestra y la segunda otra parte de la muestra.

Estrategias

Sao paulo, Brasil

Sudáfrica

quemado

Quemado

Propiedades

Respiración inducida

Respiración inducida

pH

4.5

5.1

5.8

5.7

P

10.2

17.2

8

12

Catión

Ca

5.0x10-2

0.1

95

121

mono-

Mg

0.71

1.27

61

62

Valente

K

0.2

0.4

2.4

4.0

162.70

328.45

36

98

Biomasa (C)

Tabla 2. Tabla comparativa de las propiedades de suelo

Las condiciones climáticas y el tipo del suelo eran muy similares en áreas. En relación con las propiedades químicas la mayoría de las variables difieren de acuerdo al sistema utilizado en la cosecha. Las áreas de caña de azúcar sin quemar presentan los más alto valores de ph, p, k, mg y biomasa c. comparado con los valores de la caña de azúcar quemada. Esto se puede evidenciar que a pesar que los niveles de p y k aumenta con respecto a la forestación nativa. Es posible que a largo plazo el suelo fértil haya caído desde los nutrientes en la ceniza es que se perderán a través de lixiviación o la erosión. El resultado de la caña sin quemar es más lento, la liberación de nutrientes con una menor tasa de residuos en descomposición de la planta. Y por consiguiente menos perdida de C. como se observa en las tablas la caña de azúcar sin quemar es abundante de residuos que proporciona un sustrato para los microorganismos del suelo por la descomposición de estos residuos. En cambio, en la caña de azúcar quemada el alto impacto y la interrupción que esta causa en la comunidad microbiana.

4. DISCUSIÓN Según los resultados obtenidos, podemos decir que el método de quemado genera cierta cantidad de biomasa, pero al ser constante la quema empiezan a notarse las pérdidas de nutrientes, microorganismos y la biomasa en sí, por esto podemos concluir que la biomasa obtenida en la muestra inicial no necesariamente será igual que la final. Por otro lado el método de respiración inducida genera más biomasa y no elimina la biomasa existente previamente, aparte de que mantiene el mismo tipo de nutrientes existentes en la muestra inicial, aunque de todas formas tenemos que saber que la muestra final normalmente no es igual a la inicial ya que por diversos factores pueden entrar factores externos a lo que se espera encontrar, por ejemplo el caso de la salmonella que no hace parte de la comunidad microbiana de la caña de azúcar pero por algún factor externo al sistema (ej. un animal muerto), apareció en la muestra como si hiciera parte de ella. También se debe tener en cuenta que indicadores como el cloruro de tetrazolio es tóxico y puede alterar la muestra, lo que afectaría notablemente el resultado y podría arrojar conclusiones erradas. Por las incertidumbre que puede dejar el método Biolog se deben realizar mecanismos más eficientes para obtener los resultados que necesitamos como el método SIR, ya que el método Biolog incorpora una serie de sustratos añadidos que afectan de manera negativa la muestra eliminando material orgánico y reduciendo la capacidad del suelo en descomponer materia orgánica por tanto las comunidades microbianas se verán reducidas, disminuirá la diversidad de especies y finalmente se someterá a un estrés ambiental(Temperatura y humedad extremos).

5. CONCLUSIONES 

La respiración inducida para los dos casos genera más biomasa que la técnica de quemado.



Las técnicas biológicas suelen afectar el medio que se investiga ya que se deben utilizar agentes altamente tóxicos que pueden dañar la muestra.



La técnica de respiración inducida genera más cationes monovalentes de magnesio potasio y calcio que con la técnica de quemado.



Las cantidades de fosforo fueron más altas en la TRI que en la técnica de quemado.



Se considera mejor la técnica de respiración inducida ya que mantiene y mejora las condiciones iniciales de la comunidad microbiana, de manera que las condiciones de la tierra se mantienen y mejoran para el óptimo crecimiento de la caña.



Las técnicas usadas afectan de una u otra manera la comunidad microbiana, pero podemos concluir que el método de respiración inducida conserva más las condiciones iniciales sin hacer cambios demasiado drásticos.

6. BIBLIOGRAFÍA 1. M.H. Graham, R.J. Haynes. (2004). Catabolic diversity of soil microbial communities under sugarcane and other land uses estimated by Biolog and substrate-induced respiration methods. febrero 14,2016, de Greenfile

Sitio

web:

http://ezproxy.uao.edu.co:2074/science/article/pii/S0929139304001593 2. Delgado R,España M. (1999). EVALUACIÓN DE LA BIOMASA MICROBIANA POR LOS MÉTODOS FUMIGACIÓN-INCUBACIÓN Y FUMIGACIÓN-EXTRACCIÓN

Y

SU

RELACIÓN

CON

LA

DISPONIBILIDAD DE NITRÓGENO EN SUELOS DE VENEZUELA. febrero

14,2016,

de

SIAN

Sitio

web:

http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_ci/Agronomia%20Tropical/at 5004/arti/delgado_r.htm