martes, 1 de diciembre de 2015

SUELO INTELIGENTE

SUELO INTELIGENTE

El recurso vivo más dinámico  grande, más  extenso;  no somos los humanos; son los  microorganismos , la Tierra es un planeta microbiano;  es impensable  la  cantidad de  seres vivos que  alberga el universo. Los microorganismos sostienen la vida en la Tierra. Nada sería igual si no fuera por los microbios. Los  humanos siempre  miramos  desde la perspectiva de los humanos, pero  nunca  nos  atrevemos  a  mirar quien es  superior  a nosotros, 

De alguna forma podemos decir que los microbios dominan la Tierra y nos  someten a  sus condiciones, mantienen los ciclos biogeoquímicos y el resto de la vida en el planeta. Sin ellos, la vida no sería como la conocemos. 

Ellos tiene los secretos del origen de la vida, están aquí desde hace unos 3.500 millones de años, nos han precedido y nos sobrevivirán. Pero además son esenciales para nuestro futuro agronómico, gracias a ellos y a sus genes podremos encontrar la solución a muchas de las adversidades que  hoy sufren los  suelos  agrícolas  del mundo.

El organismo vivo como sistema inteligente mejor creado en  el universo es la tierra; en este caso los microorganismos pululan, sobreviven y se sostienen a pesar de las adversidades críticas que el mismo planeta plantea.

Es  cierto que  los  humanos  hemos  contribuido al desastre ambiental pero  también de  una  u otra  forma hemos  permitido la  conservación y la  dinámica de la población microbial para darle  alimento y sostén a  los humanos.

Los  microorganismos  son los  responsables  de  la  vida de  la  tierra, a través  de  su dinámica  poblacional y nos  han facilitado alimento, aire, agua,  ellos  han permitido absolutamente  todo que provee el universo. Muy a pesar de su importancia, todavía sabemos muy poco del mundo microbiano. 

En el modelo de  suelo inteligente, los microorganismos que se  inoculan para  biorecuperar la actividad microbial del suelo, sólo representan una pequeña proporción.

Los  seres humanos  debemos conocer  más los  microorganismos del  suelo  para  aprovecharlos; el hecho de  no verlos visualmente  nos  permite desestimarlos y no asimilarlos como colaboradores  de la  nutrición, ellos desarrollan un proceso  metabólico al interior  del suelo de  manera  constante, dinámico e  inteligente y esto les permite  mantenerse  vivos y desarrollando  una  dinámica poblacional en  el  suelo. 

La  inoculación de  microorganismos al suelo agrícola actúa como un  banco de germoplasma  cuyo objeto es la conservación de la biodiversidad microbiológica para evitar que se pierda por la presión de factores ambientales, físicos y biológicos, y las actividades humanas. 

El  aporte de microorganismos al suelo, constituye la parte viva para  convertirlo en un suelo inteligente, porque son los responsables de la dinámica de transformación y desarrollo.

Estos microorganismos aportados, son bacterias, actinomicetos y hongos, que al enfrentarse con las  algas y protozoarios que son parte natural de todo suelo se  convierten en elementos nutritivos disponibles al hacer simbiosis liberando nutrientes para  la planta, permitiendo un buen desarrollo vegetal.

Los microorganismos requieren agua para su crecimiento, además para obtener nutrientes de ésta; ellos requieren de una  fuente de Carbono para sintetizar los componentes celulares el Nitrógeno el azufre y el fósforo los requieren para la síntesis de DNA, RNA, proteínas y ATP.

Las bacterias pueden obtener nitrógeno (N) ya sea fijándolo directamente de la atmósfera, como por ejemplo el género bacteriano Azotobacter, Azospirillium . También pueden obtener este elemento de compuestos inorgánicos que contengan N como nitritos, nitratos, sales de amonio o amino ácidos. Las bacterias pueden obtener azufre de iones de sulfato, sulfito de hidrógeno y amino ácidos con azufre.

El fósforo es esencial para la síntesis de ácidos nucleicos y membranas celulares. Una fuente para obtener fósforo son los iones de fosfato y el ATP. Otros elementos como hierro, cobre, molibdeno y zinc son requeridos por los microorganismos en pequeñas cantidades. Usualmente tienen función de cofactores; estos compuestos orgánicos son esenciales para que  los microorganismos puedan sintetizar aminoácidos, convirtiéndose en un alimento complejo.

Al establecerse y actuar de  manera  acelerada en la  materia orgánica que  es indispensable para el mantenimiento de la micro y meso vida y la bioestructura del suelo; además toda la productividad del suelo se basa en la presencia de materia orgánica en descomposición, jugando un destacado papel en la retención de humedad.

Altieri (1992), afirma que el establecimiento de nutrientes, fundamentalmente de (N-P-K) debe realizarse, de forma tal, que no se convierta en una fuente de contaminación, lo que puede solucionarse a través de la fertilización con la aplicación de microorganismos, atenuando notablemente los efectos negativos ya  que  estos los microorganismos  sintetizan  los  fertilizantes facilitando el consumo total de  los  nutrientes  aportados  y revitalizando el suelo  y aprovechando la  luz  solar  para  convertirlo en nutrientes  para  la  planta.

La biofertilización  se explica en el uso de los  microorganismos que  se  establecen en el suelo de manera dirigida bio actúan como fertilizante y como mejoradora de las condiciones físicas y químicas del suelo, porque va imponiéndose principalmente en la  fijación de nitrógeno (Azotobacter), y los hongos  Trichoderma y Paecilomyces  gracias a  su acción quelante sobre los iones metálicos, forman complejos más o menos estables y su efecto estimulante en la fisiología de las plantas, actuando como abastecedor de nutrientes y mejorador de la capacidad de retención.


UTILIZACION DE HONGOS Y BACTERIAS EN LA AGRICULTURA

UTILIZACIÓN DE HONGOS  Y BACTERIAS EN LA AGRICULTURA

La agricultura es inherente a la fotosíntesis para mantener las plantas verdes.
En la  actualidad la agricultura tiene poca eficiencia en la productividad por causa  de  una baja  tasa microbiológica en el suelo; esto influye en la bajísima capacidad que  tienen los  suelos  para  desdoblar el alimento por  falta  de  actividad microbiana y ello no permite aprovechar la energía solar por parte de las plantas.

La  inactividad microbiológica de  los  suelos no facilita  la capacidad  de  intercambio catiónico en estos y por  ende su baja eficiencia fotosintética, evitando el desarrollo normal de los cloroplastos que no pueden aumentarse de manera considerable. Esto significa que la capacidad de producción de biomasa se encuentra limitada, aun así apliquemos  abonos sintéticos.

Así la mejor manera de incrementar la producción de biomasa de  una  planta  es mediante la  nutrición constante  y  la utilización de la luz visible, la cual puede ser aprovechada  por las plantas en el incremento de biomasa y por  ende su mejor  rendimiento energético traducido a fruta de mejor color, peso y tamaño.

En este  caso con la  implementación y aplicación de las  masas microbianas en el suelo facilitan que se recicle la energía orgánica contenida en los residuos de fertilizantes y  de las plantas y animales a través de la utilización directa de las moléculas orgánicas propiciadas  a las plantas por el incremento masivo de microorganismos en el suelo, causando una gran dinámica en el aporte y desdoble de  nutrientes  y oligoelementos.

Los microorganismos pueden descomponer también materia orgánica  liberando compuestos complejos como aminoácidos que son usados por las plantas. Esto incrementa la eficiencia de la materia orgánica  en la producción de cultivos. Así el factor clave para incrementar el rendimiento de los cultivos con este procedimiento  es la disponibilidad de  residuales químicos y  de materia orgánica que serán aprovechados por la energía solar y la presencia de los  hongos  y bacterias para descomponer estos materiales. Todo ello incrementa la eficiencia productiva de  la  plantación.

Este modelo en principio está  fundamentado en una técnica  de  biorrecuperación adaptado para  el sector agrícola, supone  un concepto relativamente  nuevo, atendiendo las  regulaciones y legislaciones  relativas  al medio ambiente que  fomentan la  conservación de las  fuentes  hídricas  y la naturaleza.

Normalmente los  compuestos  orgánicos fácilmente biodegradables y que  no son tóxicos, son oxidados  fácilmente por  los microorganismos del suelo, la  gran cantidad de nutrientes que  se  encuentran estancados en el suelo son el sustento o materia , prima  ideal para que  los hongos  y bacterias  crezcan, se desarrollen y produzcan las  interacciones  suficientes para que  la  actividad bioquímica del suelo se fortaleza de manera efectiva  en plácemes para la  nutrición de la  planta.

Los  compuestos  apolares suelen ser hidrófugos y tienden a  concentrarse en la  materia  orgánica que se encuentra en el terreno, teniendo menos  movilidad en el terreno, por  ello la  solubilidad que producen los  microorganismos  a  estos  minerales saturados generan un modelo llamado biorrecuperación, por lo que  los nutrientes saturados se  disuelvan en el proceso de  transformación.

TRATAMIENTO IN SITU

La  bioaportación de  masa microbiana  en el modelo suelo inteligente no siempre  acaba  en mineralización, el cambio de la  estructura molecular de los  suelos  puede llevar a  la  obtención de productos  diferentes; pero sí precisa  distribuir  oxígeno a partir del aprovechamiento de  los  nutrientes que  se  encuentran en el suelo, al ser desdoblados por  estos.{

En algunos casos  la  población microbiana autóctona  está muy menguada o no es  la  adecuada en términos  de  especies  existentes o en su defecto los  patógenos  son superiores  a los  que  ejercen control. Los  microorganismos transforman minerales  mediante reacciones  metabólicas, así sean orgánicos o inorgánicos y además se  generan reacciones de óxido-reducción, procesos de adsorción e intercambio de  iones y reacciones  de  quelación, así como formación de  complejos nutricionales vinculados a  enzimas extracelulares y transportados a través de  la membrana  celular.

La  fase de crecimiento exponencial generalmente sigue a la  aclimatación de  los  nutrientes que  son usados para  construir o sintetizar nuevo material  celular.


Inicialmente, la  cantidad de  masa microbiana  proporcionada se empieza a  incrementar de  manera proporcional mensurablemente; el periodo corto entre el crecimiento cero y el verdadero incremento se denomina “crecimiento creciente”. Eventualmente  ocurre una limitación en la tasa de  crecimiento y esta  decrece, muchas  veces el factor limitante es la concentración de nutrientes, pero en otros  es el descenso de  oxígeno.

DEBILIDADES ACTUALES DEL SUELO AGRICOLA.

CONDICIONES ACTUALES DE  LAS  PLANTACIONES

El gran desafío es adaptar las palmas al cambio climático, ya que se prevé que habrá sequías más largas y frecuentes, más inundaciones y fenómenos meteorológicos más destructivos en general; ello supone una gran reducción de los rendimientos agrícolas.

Las altas temperaturas debidas al cambio climático secan los suelos, propician la rápida evaporación del agua del suelo y arruinan los cultivos.

En la agricultura, la escasez de agua es la pesadilla de cualquier agricultor.

En condiciones áridas, cada gota debe llegar a las raíces de la planta a fin de que esta siga creciendo.
La capacidad del suelo para absorber y retener el agua es la que determinará si el suelo puede mantener las plantas vivas.

ALGUNAS DEBILIDADES ACTUALES  DEL SUELO AGRICOLA.

  • Saturación de minerales por  exceso de fertilización química
  • Los suelos presentan  baja densidad de  microorganismos,
  • El suelo disminuyo su capacidad para absorber el agua.
  • El exceso de  herbicidas queman el suelo y se  eliminan gran cantidad de microorganismos generando efectos devastadores en la fertilidad del suelo.
  • En suelos  arcillosos el suelo se seca, este no puede retener la humedad y los cultivos mueren.
  • El óxido nitroso y el dióxido de carbono son dos de los principales gases de efecto invernadero que emite el suelo.


LOS MINERALES Y EL CICLO DE LA MATERIA

LOS MINERALES Y EL CICLO DE LA MATERIA

Los Microorganismos, pueden representar el 1% del volumen total del suelo agrícola.

La materia sufre numerosas transformaciones al ser utilizada por los seres vivos. Algunos minerales son asimilados por los organismos fotosintetizadores (como plantas y cianobacterias) que los incorporan a sus estructuras y órganos y  utilizan para cumplir distintas funciones metabólicas. A través de estos ciclos y con el uso de energía, la materia se va transformando.

Cuando las plantas cumplen sus ciclos vitales, o cuando eliminan desechos o desprenden partes de su cuerpo (hojas y frutas, por ejemplo), estos componentes son descompuestos por numerosos hongos y bacterias, y vuelven al ambiente en estructuras más simples que pueden ser reutilizados por las plantas. Así los microorganismos descomponedores tienen importancia no solo en la cadena alimentaria, sino en la producción de materia orgánica fértil.

Los microorganismos son los componentes más importantes del suelo. Constituyen su parte viva y son los responsables de la dinámica de transformación y desarrollo, la contribución de los microorganismos a las características físicas del suelo por que ayudan al proceso de fragmentación y transformación química de los suelos y se establecen con rapidez en las superficies recientemente erosionadas. 

Pueden liberar compuestos químicos al suelo (ácidos orgánicos, agentes quelantes, fenoles, etc.) La diversidad de microorganismos que se encuentran en una fracción de suelo cumple funciones determinantes en la transformación de los componentes orgánicos e inorgánicos que se le incorporan. 

Esto permite comprender su importancia en la nutrición de las plantas al efectuar procesos de transformación hasta elementos que pueden ser asimilados por sus raíces. La humificación de la materia orgánica es un proceso netamente micro biológico.


ECOLOGÍA MICROBIANA

ECOLOGÍA  MICROBIANA

El ecosistema no es simplemente la suma del espacio físico y de los seres vivos que lo habitan (incluida la materia orgánica en descomposición), sino que incluye también las relaciones que se establecen entre ellos. 

La influencia mutua entre las condiciones del ambiente y los seres vivos, hace posible las transformaciones de la materia y de la energía que mantienen al ecosistema en funcionamiento. 

En este concepto se incluyen las relaciones de simbiosis y mutualismo y más ampliamente las relaciones tróficas, las redes tróficas, el ciclo de la materia y el flujo de la energía.  

El empleo de microrganismos  de control fitosanitario, entomopatogenos y fijadores de nutrientes, hacen parte de un proceso de interacción del modelo MSI que  facilitan el desarrollo de una agricultura sustentable.

La alternativa de la agricultura sustentable a  partir de la transferencia  tecnológica del modelo suelo inteligente se plantea como un aporte a la organización económica y social, aunque requiere una participación activa de los agricultores y un conocimiento sobre el funcionamiento del ecosistema palmero. 

El suelo constituye un sistema complejo que alberga una gran riqueza de microorganismos, los cuales establecen relaciones muy variadas y contribuyen a conformar las características propias del suelo, participando en los ciclos del carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre, fósforo, hierro y otros metales; aportando a la fertilidad del suelo y a la degradación de compuestos xenobióticos. Además el crecimiento y productividad de las plantas está condicionado por una amplia gama de microorganismos que viven en el suelo, alrededor de las raíces. Dentro del amplio grupo de microorganismos beneficiosos para cultivos agrícolas, se pueden diferenciar entre:

  • Las promotoras de  crecimiento que  aportan fitohormonas (PGPB)
  • Los que solubilizan o incrementan la absorción de nutrientes, aumentando la fertilidad del suelo y estimulando el crecimiento vegetal, 
  • Los que protegen a la planta y evitan el ataque de patógenos
  • Las bacterias de vida libre o simbiótica que fijan nitrógeno.
  • Los desdobladores de materia  orgánica
  • Las bacterias y hongos entomopatogenos
Dentro de las bacterias promotoras de crecimiento (PGPB = Plant Growth Promotion Bacterial) las rizobacterias son las más comunes. Estas bacterias favorecen la fijación biológica de nitrógeno, sintetizan diversas fitohormonas y mejoran la absorción de agua y minerales del suelo; algunas especies microbianas son capaces de inhibir microorganismos patógenos.

Un numeroso grupo de bacterias y hongos reacciona de forma antagónica con ciertos microorganismos, que actúan como control biológico de patógenos vegetales. Entre los más importantes se pueden citar a los hongos de los géneros Gliocladium y Trichoderma y penicillium y bacterias como Pseudomonas, Bacillus, Burkordelia entre  otras.







MATERIA ORGÁNICA Y SUELO.

MATERIA ORGÁNICA Y  SUELO.

La mayor parte de la materia orgánica (SOM) de los suelos es de origen vegetal. Sin embargo, la biomasa bacteriana y en especial la procedente de sus paredes celulares desempeñan un rol esencial, acumulándose en cantidades considerables en el suelo, siendo no solo esencial en la formación de los agregados del suelo, sino en el almacenamiento de carbono.

Buena parte de los restos vegetales (los más fáciles de metabolizar) son asimilados por las comunidades microbianas del suelo pasando a formar parte de su biomasa. Más de un 40% de la biomasa se transforma en sustancias húmicas resistentes a la mineralización. 

Al morir los  microorganismos por la falta de humedad, los fragmentos nanométricos de estas paredes bacterianas se acumulan en el medio edáfico. 

En tal proceso intervienen los péptidos y  proteínas del citoplasma celular, que persisten en mayor cantidad en el suelo agrícola. Cuando los fragmentos de estas paredes celulares bacterianas se secan, pueden perder sus propiedades de goma cementante, endureciéndose como el vidrio. 

Si con posterioridad el suelo se humedece de nuevo, estos fragmentos no podrán humectarse simultáneamente, aunque intervengan otras bacterias, requisito necesario para su mineralización, perdiendo la estabilización de compuestos de carbono que deben ser fácilmente degradables.

La  aplicación de  microorganismos  descomponedores de  celulosa y otros que  bio degradan materia orgánica en el modelo suelo inteligente (MSI),  son  esenciales en la  componenda de  rehacer el suelo y aportar materia orgánica como cobertura a partir de los residuos de  cosecha en cada  plantación. 

Además la  actividad microbiana aumenta la materia orgánica de origen bacteriano en los suelos, así como de su papel en la estructura de los ecosistemas edáficos, fertilidad y secuestro de carbono atmosférico.


LA IDEA MSI (MODELO SUELO INTELIGENTE)

LA IDEA MSI

El desarrollo de las plantas tropicales, la estructura, y el funcionamiento de las raíces con énfasis en los sistemas radicales, fisiológicos y ambientales tanto de las raíces gruesas como de los sistemas más dinámicos de las raíces finas son las razones fundamentales de este modelo.

Los sistemas radicales de las plantas están diseñados para satisfacer sus diferentes requerimientos en términos de su anclaje, en el sustrato, la adquisición y el transporte de los recursos del suelo (agua y minerales esenciales), y el almacenamiento de los mismos está influenciado por múltiples factores ambientales.

Según “Ana Primavesi” la vida del suelo en relación con la dimensión biológica del suelo está regulada por condiciones edáficas fundamentales para la vida (temperatura, humedad, salinidad, oxígeno, coloides orgánicos, exudados y otros), que resultan de la interacción entre las condiciones propias del suelo y las características climáticas.

La fertilidad del suelo no debe restringirse solo a su condición química sino que debe integrar a la fertilidad física y biológica, ya que es esta última la que le da al suelo su carácter dinámico y de vida. Un suelo es fértil cuando tiene los nutrientes necesarios, es decir, las sustancias indispensables para que las plantas se desarrollen bien