Los artículos anteriores sobre microorganismos y nutrientes, nos dejaron un panorama bastante concreto de la acción de los microorganismos fijadores de nitrógeno, como también de los microorganismos simbiontes y no simbiontes. La tercera y última parte de esta serie de artículos, se referirá a microorganismos que transforman nutrientes como el fósforo, el potasio y el azufre.
Microorganismos que transforman el fósforo
El fósforo es un elemento esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas, que se puede agrupar en dos fracciones: fósforo inorgánico (mineral) y fósforo orgánico (unido o formando complejos con materia orgánica)
Para que este elemento pueda ser asimilado por las plantas, es necesario que actúen los microorganismos solubilizadores de fosfatos, que mediante procesos de producción de ácidos orgánicos, resultantes de la respiración oxidativa o de procesos fermentativos microbianos, producción de protones y tanto de ácidos inorgánicos, como de dióxido de carbono, logran una conversión de las formas insolubles a formas solubles. Para que se produzca la hidrolización actúan las enzimas fosfatasas, que son secretadas al suelo por los microorganismos. Es importante considerar que, además de mediar en los diferentes procesos clave del ciclo biogeoquímico del fósforo, los microorganismos en sí mismos constituyen una importante reserva de este elemento en el suelo.
En definitiva, la disponibilidad del fósforo del suelo para la nutrición de las plantas depende de tres procesos principales que son:
- Las reacciones de disolución y precipitación (equilibrio mineral).
- Reacciones relacionadas con procesos de adsorción/desorción, que
corresponden con las interacciones entre el fósforo en solución y las superficies sólidas del suelo. - La mineralización/inmovilización, es decir, las conversiones mediadas
biológicamente entre formas orgánicas e inorgánicas del fósforo.
Entre los géneros que presentan la capacidad de solubilizar el fósforo se encuentran Erwinia, Pseudomonas, Bacillus, Rhizobium, Klebsiela, Achromobacter y Enterobacter, entre las bacterias Aspergillus, Penicillium, Trichoderma y Fusarium, entre los hongos.
Microorganismos que movilizan el potasio
El potasio se encuentra retenido en la solución del suelo, formando iones, en forma cambiable, inmovilizado entre las láminas de fitosilicatos o formando parte de las estructuras minerales, como feldespatos y micas. El potasio que se encuentra en el suelo, asociado con otros elementos, puede ser liberado debido a la erosión o la intervención de algunos ácidos orgánicos y polisacáridos de origen microbiológico. Muchos de estos ácidos orgánicos con capacidad para erosionar feldespatos, han sido producidos de forma anaerobia por fermentación bacteriana.
Uno de los mecanismos de solubilización o disolución es el empleado por determinadas bacterias para disolver el feldespato mediante una oxidación parcial de glucosa a ácidos orgánicos. Los ácidos orgánicos logran incrementar la disolución a partir de un mecanismo de protones o ligandos.
De forma indirecta son capaces de mejorar la disolución mediante la formación de complejos que reaccionan en la solución, cuyos productos incrementan la afinidad química de la reacción general de disolución.
Entre los géneros de bacterias que presentan esta capacidad de destruir las estructuras minerales que contienen potasio se encuentran Bacillus, Pseudomonas y Clostridium. Existen hongos que también llevan a cabo estos procesos como Aspergillus y Penicillium.
Microorganismos que transforman el azufre
El azufre está presente en la naturaleza en formas orgánicas e inorgánicas, interconvertibles durante el ciclo biogeoquímico, compuesto de flujos y reacciones que transcurren en ambientes acuáticos terrestres y en la atmósfera. En los ambientes terrestres, los compuestos organosulfurados más comunes son los sulfonato y los estéres de azufre, que llegan a constituir aproximadamente el 95% del contenido total de azufre en los suelos. La desulfuración es uno de los procesos que forman parte de la descomposición de la materia orgánica y los ácidos húmicos, constituyendo la principal fuente natural de sulfato para las plantas, que no son capaces de asimilar los compuestos organosulfurados. Este proceso se lleva a término por acción de las arilsulfatasas y alquilsulfatasas bacterianas, de gran importancia ecológica y agrícolas. Destacan fundamentalmente las arilsulfatasas, que degradan los sulfonatos aromáticos, liberando sulfato.
El metabolismo del azufre en bacterias es muy similar al que se encuentra en las plantas. Se produce la asimilación en forma de sulfatos y tiosulfatos para posteriormente llegar a la sintetización de cisteína. Es en situaciones de limitación de sulfato, tiosulfato o cisteínas, cuando determinadas bacterias son capaces de utilizar los sulfonatos y otros compuestos orgánicos azufrados, los cuales se metabolizan hasta cisteína para su asimilación.
Las bacterias de los géneros Pseudomonas y Bacillus, presentan la capacidad de convertir el azufre elemental y el tiosulfato a sulfato, que puede ser aprovechado por las plantas. Asimismo, los hongos del género Aspergillus presentan la capacidad de oxidar el azufre en polvo.
