{"id":25158,"date":"2022-06-03T13:22:36","date_gmt":"2022-06-03T17:22:36","guid":{"rendered":"https:\/\/mundoagro.cl\/?p=25158"},"modified":"2022-06-03T13:22:42","modified_gmt":"2022-06-03T17:22:42","slug":"propiedades-fisicas-hidricas-del-suelo-y-los-efectos-e-interacciones-con-las-comunidades-microbianas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mundoagro.cl\/propiedades-fisicas-hidricas-del-suelo-y-los-efectos-e-interacciones-con-las-comunidades-microbianas\/","title":{"rendered":"Propiedades f\u00edsicas-h\u00eddricas del suelo y los efectos e interacciones con las comunidades microbianas"},"content":{"rendered":"\n

Las propiedades f\u00edsicas, qu\u00edmicas y biol\u00f3gicas impactan fuertemente en la porosidad del suelo y, como consecuencia, en sus propiedades h\u00eddricas, las que finalmente definen el tipo de manejo de riego que debe usarse para lograr una producci\u00f3n \u00f3ptima. Si bien es cierto, mucho se ha avanzado en el manejo del riego a nivel de campo, a\u00fan existen ideas equivocadas respecto a las propiedades h\u00eddricas del suelo y como impactan la frecuencia y tiempo de riego, elementos fundamentales cuando se trabaja en un manejo integrado del suelo y la nutrici\u00f3n, donde adem\u00e1s participan la materia org\u00e1nica y los microorganismos.<\/p>\n\n\n\n

POROSIDAD Y CAPACIDAD DE RETENCI\u00d3N DE HUMEDAD<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La porosidad del suelo est\u00e1 afectada por su textura y estructura. Ambas propiedades impactan la densidad aparente del suelo, la que a su vez determina su porosidad.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

La densidad aparente se determina pesando un cierto volumen de suelo seco o bien midiendo el volumen de agua desplazado por un cierto peso (terr\u00f3n) de suelo.<\/p>\n\n\n\n

La porosidad representa b\u00e1sicamente la capacidad del estanque del suelo para retener agua, disputando dicho espacio con la fase gaseosa del suelo (ox\u00edgeno, CO2<\/sub> y otros).<\/p>\n\n\n\n

A partir de su impacto sobre la densidad aparente, la materia org\u00e1nica y la actividad biol\u00f3gica afectan positivamente la porosidad. A su vez, la actividad biol\u00f3gica se beneficia por un mayor espacio poroso y una adecuada disponibilidad de agua.<\/p>\n\n\n\n

PROPIEDADES H\u00cdDRICAS DEL SUELO<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Las propiedades h\u00eddricas del suelo se integran en la curva de retenci\u00f3n de humedad (Figura 1). En esta se grafica la humedad del suelo versus la tensi\u00f3n con la que se encuentra retenida el agua en el suelo. En la curva se pueden distinguir tres puntos principales:<\/p>\n\n\n\n

  • Saturaci\u00f3n: corresponde a la humedad del suelo saturado. En este punto el agua est\u00e1 retenida a una tensi\u00f3n de cero atm\u00f3sferas.<\/li>
  • Capacidad de campo: es el contenido de humedad del suelo que ocurre una vez que los macro poros del suelo han drenado (aproximadamente 24 horas despu\u00e9s de un riego), cuando el agua est\u00e1 retenida aproximadamente a 1\/3 de atm\u00f3sfera.<\/li>
  • Punto de marchitez permanente: es el contenido de humedad del suelo que provoca una marchitez permanente del cultivo. Ocurre cuando el agua est\u00e1 retenida aproximadamente a 15 atm\u00f3sferas de tensi\u00f3n.<\/li><\/ul>\n\n\n\n

    El agua disponible para el cultivo corresponde a la diferencia de humedad del suelo entre capacidad de campo y punto de marchitez permanente. El umbral de riego normalmente se establece cuando se agota entre un 40 y 50% del agua aprovechable.<\/p>\n\n\n\n

    Los suelos arcillosos en general tienen mayores valores humedad de saturaci\u00f3n, capacidad de campo y punto de marchitez permanente en relaci\u00f3n a los suelos francos, mientras que los francos arenosos presentan valores menores. Desde el punto de vista de humedad aprovechable el orden es el siguiente franco arcillosos > franco > franco arenosos (Figura 1).<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

    La materia org\u00e1nica tiene un efecto significativo sobre las propiedades h\u00eddricas del suelo, aumentando la porosidad y la capacidad de retenci\u00f3n de humedad (Figura 2). La aplicaci\u00f3n de materia org\u00e1nica es una pr\u00e1ctica esencial si se desea mejorar la capacidad de retenci\u00f3n de humedad y el movimiento del agua en el suelo.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

    UNIDADES DE HUMEDAD Y RETENCI\u00d3N DE AGUA<\/h3>\n\n\n\n

    El contenido de humedad del suelo se puede expresar en varias unidades:<\/p>\n\n\n\n

    • Humedad base peso seco: es la forma m\u00e1s utilizada para expresar la humedad del suelo y se define como:<\/li><\/ul>\n\n\n\n
      \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
      • Humedad base peso h\u00famedo:<\/li><\/ul>\n\n\n\n
        \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
        • Humedad volum\u00e9trica de suelo:<\/li><\/ul>\n\n\n\n
          \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

          Las conversiones entre unidades son las siguientes:<\/p>\n\n\n\n

          • De Humedad base peso seco a Humedad base peso h\u00famedo se debe dividir por (1+Humedad bps\/100)<\/li>
          • De Humedad base peso seco a Humedad volum\u00e9trica se debe dividir por Densidad aparente del suelo.<\/li><\/ul>\n\n\n\n

            El agua disponible (en mm o litros\/m2<\/sup>) en una cierta profundidad (cm) del suelo es:<\/p>\n\n\n\n

            \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

            En la Tabla 1 se muestran las propiedades f\u00edsica-h\u00eddricas de un suelo aluvial de la regi\u00f3n de O\u2019Higgins, que tiene una humedad aprovechable de 50 mm en los primeros 30 cm de suelo.<\/p>\n\n\n\n

            \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

            VARIABILIDAD ESPACIAL<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

            Las propiedades f\u00edsico-h\u00eddricas del suelo presentan una elevada variabilidad espacial producto de la variaci\u00f3n de las propiedades f\u00edsicas, qu\u00edmicas y biol\u00f3gica del suelo (Figura 3). En el caso del cuartel del ejemplo, en base al agua disponible y considerando un umbral de riego del 50% de humedad del agua aprovechable, existen sectores que deber\u00edan regarse cada 8 d\u00edas mientras que en otros la frecuencia deber\u00eda ser de 9 d\u00edas. Para mejorar el manejo del riego, lo ideal es realizar un mapeo detallado del suelo y definir zonas de manejo, con propiedades f\u00edsico-h\u00eddricas m\u00e1s o menos homog\u00e9neas.<\/p>\n\n\n\n

            \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

            PROPIEDADES H\u00cdDRICAS Y SU RELACI\u00d3N CON LAS COMUNIDADES MICROBIANAS<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

            Como se ha comentado en art\u00edculos anteriores, las propiedades f\u00edsicas, qu\u00edmicas, y biol\u00f3gicas del suelo est\u00e1n completamente relacionadas con la diversidad, abundancia y funci\u00f3n de las comunidades biol\u00f3gicas en el suelo. Cuando se implementan pr\u00e1cticas de manejo integrado del suelo y la nutrici\u00f3n, debe considerarse las necesidades de agua y los efectos de los microorganismos sobre su disponibilidad en el suelo.<\/p>\n\n\n\n

            La respuesta a la disminuci\u00f3n del potencial h\u00eddrico en el suelo es diferente en cada grupo de organismos. En general, en suelos h\u00famedos se favorece la mesofauna del suelo y las bacterias, mientras que en suelos m\u00e1s secos se favorecen los hongos y actinobacterias. Los nematodos se ven m\u00e1s afectados que enquitreidos a las condiciones de sequ\u00eda y los artr\u00f3podos migran hacia \u00e1reas m\u00e1s h\u00famedas o profundas en el suelo, mientras algunos miembros de la mesofauna no m\u00f3vil entran en dormancia hasta que llegan las lluvias.<\/p>\n\n\n\n

            En relaci\u00f3n a las comunidades microbianas, algunos estudios indican que las comunidades de bacterias nitrificantes se ven afectadas por debajo de 0,6 MPa o 6 atm\u00f3sferas (Stark and Firestone, 1986), y que las bacterias Gram (+) y en especial las actinobacterias toleran mejor el estr\u00e9s y se mantienen activas hasta las 10 atm\u00f3sferas, en comparaci\u00f3n a las bacterias gran negativas.<\/p>\n\n\n\n

            Los hongos son m\u00e1s resistentes que las bacterias y presentan no solo la habilidad de producir metabolitos osmoreguladores sino tambi\u00e9n de generar hifas para explorar nuevas \u00e1reas as\u00ed como sustratos y estructuras de resistencia que les permiten sobrevivir aun en condiciones de muy baja disponibilidad de agua.<\/p>\n\n\n\n

            \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

            Cuando el potencial h\u00eddrico en el suelo aumenta (mayor tensi\u00f3n), se reduce la actividad metab\u00f3lica de muchas especies de microorganismos, disminuyendo tambi\u00e9n la respiraci\u00f3n y la mineralizaci\u00f3n de nutrientes. Adicionalmente, la disminuci\u00f3n en la disponibilidad de agua reduce la movilidad enzim\u00e1tica y la disponibilidad de sustratos, con efectos en la tasa de degradaci\u00f3n y mineralizaci\u00f3n de la materia org\u00e1nica.<\/p>\n\n\n\n

            En general, en diferentes experimentos se ha observado que, bajo condiciones de sequ\u00eda o en suelos \u00e1ridos, la biomasa total disminuye como consecuencia del agua limitante y la composici\u00f3n de las comunidades se ve significativamente afectada, eliminando comunidades susceptibles a la baja disponibilidad de agua y favoreciendo las m\u00e1s tolerantes, lo que en muchos estudios est\u00e1 representado por el incremento de la relaci\u00f3n bacterias Gram (+): bacterias Gram (-). Por el contrario, la diversidad filogen\u00e9tica (otro par\u00e1metro utilizado para medir efectos de diversos factores bi\u00f3ticos sobre el microbioma asociado a la riqueza de actividades metab\u00f3licas) parece no verse afectada significativamente por las condiciones de escasez de agua en el suelo.<\/p>\n\n\n\n

            Bajo condiciones de sequ\u00eda, el ambiente del suelo es caracter\u00edsticamente oligotr\u00f3fico: es decir, bajo en nutrientes, pero rico en ox\u00edgeno. Los microorganismos que sobreviven bajo estas condiciones, presentan lento metabolismo y crecimiento, pero pueden sobrevivir y mantener el metabolismo activo. Esto sucede bajo activaci\u00f3n de varios mecanismos, ya sea movilizando C f\u00edsicamente protegido en los agregados del suelo, especializ\u00e1ndose en utilizaci\u00f3n de sustratos (se ha determinado alta abundancia de genes asociados a la degradaci\u00f3n de polisac\u00e1ridos complejos bajo condiciones de sequ\u00eda), produciendo osmolitos intracelulares y optimizando la actividad enzim\u00e1tica para mantener activa la respiraci\u00f3n (utilizan nitr\u00f3geno inorg\u00e1nico para producir enzimas extracelulares degradadoras de hemicelulosas y otros compuestos org\u00e1nicos complejos) y la mineralizaci\u00f3n de la materia org\u00e1nica. Representantes importantes de estos procesos son las actinobacterias capaces de utilizar fuentes recalcitrantes de C en condiciones de muy baja disponibilidad de agua y nutrientes, en suelos \u00e1ridos. Las bacterias Gram (-) prefieren fuentes m\u00e1s l\u00e1biles de C y N org\u00e1nico y condiciones de buena humedad disponible.<\/p>\n\n\n\n

            Asimismo, los espacios porosos representan el almac\u00e9n de agua o gases del suelo y en ellos existe una fuerte relaci\u00f3n entre las comunidades microbianas y el acceso a sustratos acuosos y gaseosos, pues las comunidades del suelo influencian directamente y de forma local las condiciones de humedad del suelo.<\/p>\n\n\n\n

            \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

            Existen varios mecanismos microbianos implicados en el mejoramiento o tolerancia a condiciones de baja disponibilidad de agua en el suelo:<\/p>\n\n\n\n

            • Producci\u00f3n de sustancias polim\u00e9ricas extracelulares (EPS, por siglas en ingles). Los exopolisacaridos pueden ser polisac\u00e1ridos, prote\u00ednas (estructurales y enzimas), DNA extracelular, l\u00edpidos y surfactantes que favorecen la retenci\u00f3n de humedad directamente en la matriz polim\u00e9rica, la uni\u00f3n a las superficies de las part\u00edculas y ra\u00edces en el suelo promoviendo la formaci\u00f3n de agregados y modificando la hidrofobicidad de los poros, la inmovilizaci\u00f3n y degradaci\u00f3n de compuestos complejos o macromol\u00e9culas y la comunicaci\u00f3n entre c\u00e9lulas. Se destaca entre los polisac\u00e1ridos el alginato, como responsable de la retenci\u00f3n de agua en las matrices de EPS.<\/li>
            • Esporulaci\u00f3n: las bacterias Gram (+) presentan este mecanismo, que les permite entrar en dormancia bajo periodos de estr\u00e9s ambiental. Las bacterias Gram (-) no presentan este mecanismo<\/li>
            • Presencia de paredes celulares gruesas: este mecanismo no est\u00e1 presente en todos los grupos microbianos, las bacterias Gram (+) presentan capa gruesa de peptidoglucano, mayor que en las Gram (-) (aunque existen excepciones), lo que otorga mayor resistencia la desecaci\u00f3n en condiciones de baja humedad<\/li>
            • Incremento en actividad microbiana. En general, la actividad bacteriana est\u00e1 directa y positivamente relacionada con la disponibilidad de humedad, pero en suelos que reciben agua despu\u00e9s de largo tiempo de sequ\u00eda, se ha observado que incrementa la actividad y producci\u00f3n de CO2<\/sup>. Esto se conoce como Efecto Birch (pulso en el C y N del suelo por la r\u00e1pida mineralizaci\u00f3n producto del mojamiento de suelo luego de sequ\u00eda).<\/li>
            • Producci\u00f3n de antibi\u00f3ticos (producidos por las bacterias tolerantes a la sequ\u00eda, para reducir la competencia por recursos limitados o como se\u00f1al para la inducci\u00f3n de formaci\u00f3n de EPS)<\/li>
            • Producci\u00f3n y acumulaci\u00f3n de osmolitos que mantienen la turgencia de la membrana celular y protegen las estructuras celulares (amino\u00e1cidos como prolina, glutamina, y betaina, carbohidratos como la trehalosa y ectoina).<\/li><\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

              Las propiedades físicas, químicas y biológicas impactan fuertemente en la porosidad del suelo y, como consecuencia, en sus propiedades hídricas, las que finalmente definen el tipo de manejo de riego que debe usarse para lograr una producción óptima. Si bien es cierto, mucho se ha avanzado en el manejo del riego a nivel de campo, […]<\/p>\n","protected":false},"author":790,"featured_media":25169,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7904],"tags":[707,6808,8956,9069,1646,217],"destacados":[],"tematica":[8565],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25158"}],"collection":[{"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/790"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=25158"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25158\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/25169"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25158"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25158"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25158"},{"taxonomy":"destacados","embeddable":true,"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/destacados?post=25158"},{"taxonomy":"tematica","embeddable":true,"href":"https:\/\/mundoagro.cl\/wp-json\/wp\/v2\/tematica?post=25158"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}