Los microorganismos del suelo y la biotecnología en la agricultura
Páginas: 24 (5832 palabras)
Publicado: 20 de abril de 2010
Los microorganismos del suelo y la biotecnología en la agricultura
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, participan en los ciclos del carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre, fósforo, hierro y otros metales; aportan a la fertilidad delsuelo y a la degradación de compuestos xenobióticos (cuya estructura química en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que son compuestos sintetizados por el hombre). Además, el crecimiento de las plantas está condicionado por una amplia gama de microorganismos que viven en el suelo, alrededor de las raíces vegetales. Dentro del amplio grupo de microorganismos beneficiosos, tantopara cultivos agrícolas como forestales, se pueden diferenciar:
✓ 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 o evitan el ataque de patógenos
Estos, a su vez, pueden ser:
✓ bacterias de vida libre o simbióticos que fijan nitrógeno
✓ hongos micorrícicos que seasocian con las raíces de plantas vasculares.
Actualmente se manifiesta una tendencia a favor del ambiente en cuanto a la reducción del uso de fertilizantes químicos y plaguicidas en general, y una mayor sensibilización social sobre el potencial riesgo de su empleo indiscriminado. Esto ha abierto nuevas perspectivas en el empleo de productos biológicos para el manejo integrado de laagricultura, sobre todo en la protección de cultivos (biocontrol) y como fertilizantes “amigos” del medioambiente (biofertilizantes). En tal sentido, diferentes empresas e institutos de investigación vienen trabajando en el estudio de los microbios del suelo (microbiota), y en la compleja interacción planta-microorganismo. La integración de técnicas de estudio de la microbiología tradicional, junto conmetodologías moleculares, incluyendo los avances en las técnicas de genómica, contribuirá a un mejor conocimiento del funcionamiento de las comunidades microbianas del suelo con el consiguiente potencial de aplicación biotecnológica.
La fijación del nitrógeno
El nitrógeno es fundamental para la vida de las plantas. Pero, a pesar de encontrarse en gran cantidad en forma libre en la atmósfera (N2),su disponibilidad para las plantas es limitada ya que no es fácilmente asimilable por los organismos. Por eso, la agricultura
depende en gran medida del uso de fertilizantes químicos para mantener altas producciones agrícolas.
El proceso de fijación del N2 atmosférico, es decir, la reacción del N2 con otros elementos para formar un compuesto químico que lo contenga, puede lograrse mediantemétodos químicos y métodos biológicos:
métodos químicos: la fijación puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno que, al reaccionar con el agua de lluvia, origina ácido nítrico. Este ácido reacciona con el amoníaco (NH3) del aire para producir nitrato de amonio (NO3NH4). De esta forma mediante lasprecipitaciones llega al suelo una modesta cantidad de nitrógeno.
métodos biológicos: algunos microorganismos procariotas (bacterias y cianobacterias) tiene la capacidad de atrapar y aprovechar el nitrógeno de la atmósfera, es decir, de llevar a cabo el proceso de fijación biológica de nitrógeno (FBN). La manera de usar el nitrógeno (N2) de la atmósfera es llevar a cabo una reacción química donde serompen los enlaces entre los átomos de nitrógeno (N) y se incorporan átomos de hidrógeno para fabricar amoníaco (NH4+), un compuesto que los organismos sí son capaces de procesar metabólicamente. Las bacterias fijadoras de nitrógeno poseen una enzima llamada nitrogenasa, que es la encargada de la ruptura del triple enlace del nitrógeno molecular y de la formación de amoníaco
Los procesos naturales...
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, participan en los ciclos del carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre, fósforo, hierro y otros metales; aportan a la fertilidad delsuelo y a la degradación de compuestos xenobióticos (cuya estructura química en la naturaleza es poco frecuente o inexistente debido a que son compuestos sintetizados por el hombre). Además, el crecimiento de las plantas está condicionado por una amplia gama de microorganismos que viven en el suelo, alrededor de las raíces vegetales. Dentro del amplio grupo de microorganismos beneficiosos, tantopara cultivos agrícolas como forestales, se pueden diferenciar:
✓ 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 o evitan el ataque de patógenos
Estos, a su vez, pueden ser:
✓ bacterias de vida libre o simbióticos que fijan nitrógeno
✓ hongos micorrícicos que seasocian con las raíces de plantas vasculares.
Actualmente se manifiesta una tendencia a favor del ambiente en cuanto a la reducción del uso de fertilizantes químicos y plaguicidas en general, y una mayor sensibilización social sobre el potencial riesgo de su empleo indiscriminado. Esto ha abierto nuevas perspectivas en el empleo de productos biológicos para el manejo integrado de laagricultura, sobre todo en la protección de cultivos (biocontrol) y como fertilizantes “amigos” del medioambiente (biofertilizantes). En tal sentido, diferentes empresas e institutos de investigación vienen trabajando en el estudio de los microbios del suelo (microbiota), y en la compleja interacción planta-microorganismo. La integración de técnicas de estudio de la microbiología tradicional, junto conmetodologías moleculares, incluyendo los avances en las técnicas de genómica, contribuirá a un mejor conocimiento del funcionamiento de las comunidades microbianas del suelo con el consiguiente potencial de aplicación biotecnológica.
La fijación del nitrógeno
El nitrógeno es fundamental para la vida de las plantas. Pero, a pesar de encontrarse en gran cantidad en forma libre en la atmósfera (N2),su disponibilidad para las plantas es limitada ya que no es fácilmente asimilable por los organismos. Por eso, la agricultura
depende en gran medida del uso de fertilizantes químicos para mantener altas producciones agrícolas.
El proceso de fijación del N2 atmosférico, es decir, la reacción del N2 con otros elementos para formar un compuesto químico que lo contenga, puede lograrse mediantemétodos químicos y métodos biológicos:
métodos químicos: la fijación puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno que, al reaccionar con el agua de lluvia, origina ácido nítrico. Este ácido reacciona con el amoníaco (NH3) del aire para producir nitrato de amonio (NO3NH4). De esta forma mediante lasprecipitaciones llega al suelo una modesta cantidad de nitrógeno.
métodos biológicos: algunos microorganismos procariotas (bacterias y cianobacterias) tiene la capacidad de atrapar y aprovechar el nitrógeno de la atmósfera, es decir, de llevar a cabo el proceso de fijación biológica de nitrógeno (FBN). La manera de usar el nitrógeno (N2) de la atmósfera es llevar a cabo una reacción química donde serompen los enlaces entre los átomos de nitrógeno (N) y se incorporan átomos de hidrógeno para fabricar amoníaco (NH4+), un compuesto que los organismos sí son capaces de procesar metabólicamente. Las bacterias fijadoras de nitrógeno poseen una enzima llamada nitrogenasa, que es la encargada de la ruptura del triple enlace del nitrógeno molecular y de la formación de amoníaco
Los procesos naturales...
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