Los microorganismos del suelo y la relación C/N

Placas Petri en una cabina de flujo laminar
Placas Petri en una cabina de flujo laminar

 

Cuando se intenta reproducir en el laboratorio las condiciones ambientales para su estudio científico siempre se corre el riesgo de hacer un sesgo importante. Aun así, este siempre ha sido el primer paso para empezar. Para el caso de la biodiversidad microbiana de muestras medioambientales como el caso de un suelo, las primeras aproximaciones se hicieron mediante el cultivo en condiciones de laboratorio de los microorganismos presentes en el mismo. Se cogía una muestra representativa, se le hacía una extracción y se cultivaba en el laboratorio. Hay algunos estudios que hablan de que solo el 1% de los microorganismos pueden ser cultivados en el laboratorio (estos datos vienen al empezar a aplicar metodologías basadas en el material genético para analizar la población total de microorganismos y no su cultivo). Aun así, este tipo de técnicas son interesantes para algunos tipos de microorganismos.

Para conseguir cultivarlos en el laboratorio se suelen emplear los conocidos Medios de Cultivo, que son disoluciones que contienen todos los requerimientos nutricionales que necesitan dichos microorganismos para su crecimiento. Existen muchos tipos y clases, algunos específicos (de composición química definida) para determinadas especies y otros que son genéricos (no definidos en los que crecen numerosos tipos de microorganismos ya que son muy ricos en nutrientes). Los medios los encontramos tanto en estado sólido (suelen estar fundidos en una agente gelificante inerte), semisólidos o líquidos. También existen muchas condiciones de crecimiento dependiendo de los requisitos oxidativos de los microorganismos (aerobios, anaerobios o facultativos). Para saber más sobre este tema, consultar algunos vídeos de la Universidad de Sevilla sobre los medios de cultivo y como sembrar y cultivar:

 

Entre los requisitos de los medios de cultivo están el agua, la temperatura, el pH, fuente de carbono, de nitrógeno, microelementos e incluso algunas sustancias químicas que se utilizan para activar el crecimiento como pueden ser algunas vitaminas. Un detalle a destacar de los medios de cultivo es que para que sean efectivos, la relación entre el carbono orgánico y el nitrógeno debe andar entre 20 y 30. Estos valores, que aunque difieren de la composición media de los microorganismos, es un valor experimental necesario ya que al principio del crecimiento, necesitan un contenido carbonado muy importante en relación con el del nitrógeno (debido a que tienen que formar toda la estructura de la célula). El nitrógeno sobre todo se acumulará especialmente en las proteínas, moléculas fundamentales para el metabolismo de los seres vivos y en los ácidos nucleicos.

Curiosamente, estos valores de C/N son los recomendados para empezar un proceso de compostaje debido a que la actividad microbiana se inicia rápidamente con esos valores. El compostaje termina con un descenso de esta relación a valores entorno a 10, los mismos que recomiendan los libros de agricultura para un suelo fértil (e incluso el mismo que tienen la mayoría de leguminosas).  Desde un punto de vista agronómico, lo más importante es el sistema suelo-planta-microbiota. El suelo no solo actúa como un mero soporte físico de los cultivos vegetales, sino que también, es un hábitat para muchos microorganismos asociados a las plantas y que viven en la rizosfera (la parte del suelo que está más próxima a las raíces).

Estimular estos microorganismos es una estrategia interesante para la producción agrícola (sobre todo la planta) y de conservación del suelo (calidad física, química y biológica). Actualmente, se conocen muchos microorganismos con efectos positivos que estimulan el crecimiento vegetal (producción de algunas hormonas vegetales) o la asimilación de algunos nutrientes fundamentales (fijación biológica de nitrógeno o solubilización de fosforo). Afortunadamente, cada vez hay más productos comerciales con base biológica, es decir, con determinados microorganismos (micorrizas, rizobios, pseudomonas, etc.) que ayudan a todo el sistema, sobre todo a las plantas. Sin duda, esta estrategia es muy interesante y está demostrada científicamente (algunas empresas interesantes que lo aplican son Mycovitro SL y Bioiliberis R&D. También es importante la Red científica “Biotecnología de las Interacciones Beneficiosasentre Plantas y Microorganismos”).

Otra estrategia interesante sería estimular la microbiota presente en un suelo sin tener que aislarlos y añadirlos una vez cultivados en el laboratorio. En todo esto, las enmiendas orgánicas juegan un papel importante y su efecto en este sentido puede estar influenciado por la relación C/N de los mismos y su relación con la presente en el suelo. Algunos resultados en experimentos de cultivos de leguminosas forrajeras (Retama sphaerocarpa) a los que se añadieron distintas concentraciones de un extracto acuoso orgánico en combinación con un inoculante de base micorrícica estimularon de forma notable (sobre todo al añadir la enmienda orgánica) la actividad microbiana de la rizosfera (Caravaca y col., 2006). El extracto aplicado tenía una relación C/N de 26, siendo la del suelo original 10, es decir, que incrementamos la cantidad de carbono asimilable por parte de los microorganismos más que su demanda por N añadiendo un extracto con unas condiciones favorables para el crecimiento microbiano, como comentábamos al principio de este texto. Teniendo en cuenta todo esto, nos podríamos preguntar ¿qué pasa cuando añado una enmienda orgánica con una diferente relación C/N? Pues puede pasar que favorezcamos lo que se conoce como una “inmovilización del carbono” (favoreceríamos la formación de la matriz húmica en el suelo, Serraniá y col., 2012) o incluso “inmovilización del nitrógeno”, no siendo bioasimilable por parte de la planta con el detrimento que eso conlleva.

Las Fuentes:

Caravaca, F., Tortosa, G., Carrasco, L., Cegarra, J., & Roldán, A. (2005). Interaction between AM fungi and a liquid organic amendment with respect to enhancement of the performance of the leguminous shrub Retama sphaerocarpa Biology and Fertility of Soils, 43 (1), 30-38

Serramiá N, Roig A, & Sánchez-Monedero MA (2012). Soil mineralization of two-phase olive mill wastes: effect of the lignocellulosic composition on soil C dynamics. J. Environ. Monit., 2012,14, 499-509

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2 Comments

  1. Bueno, “es hilar muy fino”. Si bien es cierto, el posts no trata en profundidad los artículos en cuestión, si no que son los artículos los que fundamentan y apoyan las ideas del post publicado.
    De todas formas, para la siguiente vez (ya que esta es de las primeras veces que uso este sistema) tendré más cuidado y trataré de incluir más detalles de la bibliografía que utilizo.

  2. No consideras que tu post no cumple con los requisitos de “Research blogging” dos articulos y solo dos parrafos, lee el punto 6 del reglamento “The blog post should report accurately and thoughtfully on the research it presents”

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