Presencia de bacterias fijadoras de nitrógeno

Introducción:

Las bacterias fijadoras de nitrógeno son componentes muy importantes del suelo. Para desarrollar la fertilidad del suelo, debe aumentar el contenido de nitrógeno.

En las condiciones medioambientales adecuadas, las bacterias fijadoras de nitrógeno producen enzimas que toman el nitrógeno en su forma gaseosa de la atmósfera, y, con los azúcares que obtienen de la planta, fijan el nitrógeno dentro de la biomasa bacteriana. Si las bacterias satisfacen sus necesidades de nitrógeno, entonces, el nitrógeno pasa a la planta, y pueden observarse niveles elevados de proteína en la planta. Este nitrógeno elevado no se libera al suelo hasta que muere parte de la planta, o se exuda al suelo en la rizósfera.

 


Se dan dos grandes divisiones de bacterias fijadoras de nitrógeno: las bacterias fijadoras de nitrógeno simbióticas y las bacterias fijadoras de nitrógeno asociativas. Las bacterias fijadoras de nitrógeno simbióticas, tales como el Rhizobium, se dan en las legumbres. Estas bacterias forman nódulos en las raíces de las plantas. Y estos nódulos son fáciles de contar. Las bacterias fijadoras de nitrógeno asociativas ocupan los espacios entre las células de las raíces de la planta, y no alteran la arquitectura de la raíz en absoluto.

 

Cuando el suelo es de pastos, podemos usar el bioanálisis para determinar si las bacterias fijadoras de nitrógeno simbióticas están presentes, y cuántas están colonizando las raíces de una planta de bioanálisis. Esto puede estar directamente relacionado con la productividad de los suelos de pastos, o con aquellos ecosistemas en los que las legumbres son especies de plantas normales.

 

La clase recogerá pequeñas cantidades de tierra de por lo menos cinco sitios de un mismo lugar, y la mezclarán en un envase. Ustedes analizarán la tierra de su lugar en busca de bacterias fijadoras de nitrógeno siguiendo lo descrito en el procedimiento. Cultivarán semillas de leguminosas en cinco vasijas diferentes, cada una de las cuales tendrá una proporción diferente de tierra de muestra y tierra de abono estéril. Lo próximo será contar el número de nódulos por centímetro de raíz. Este número deberá aumentar a medida que aumentan las cantidades de tierra del lugar.

 

Materiales:

Bandejas para plantas Vasijas para plantas
Semillas de guisantes Inoculante de Rizobidio (suplidor de jardinería)
Tierra experimental Tierra de abono
Lápiz marcador de grasa

 

Tiempo: Este procedimiento tomará 1 mes (con margen de tiempo para que crezcan las plantas de semillero) con una sesión de clase al comienzo y otra al final del período de crecimiento.

Formen equipos. Cada equipo realizará experimentos paralelos. Su maestra/o decidirá si junta todos los resultados.

Procedimientos:

 

Cada equipo seguirá este procedimiento:

 

Día # 1 (20 minutos + tiempo de desplazamiento):

1) La clase recogerá una pequeña cantidad de tierra de por lo menos cinco sitios de un lugar seleccionado.

2) Mezclen la tierra muestreada en un envase.

 

Día # 2 (clase de 50 minutos):

1) Formen grupos de cuatro. Cada grupo deberá asignar las siguientes funciones a miembros individuales de los grupos:

a. Investigador - el estudiante es responsable de que se observen las instrucciones estudiantiles.

b. Registrador - el estudiante es responsable de registrar toda la información en su diario.

c. Reportero - el estudiante es responsable de compilar la información que se usará en el informe escrito.

d. Asistente - el estudiante es responsable de ayudar a cualesquiera de los otros estudiantes.

2) Preparen el inoculante según las instrucciones del paquete.

3) Cubran 1 semilla de leguminosa con el inoculante.

4) Llenen 1 vasija con tierra de abono sólo y 1 semilla inoculada.

5) Rotulen esta vasija como control inoculado.

6) Llenen 1 vasija con tierra de abono solamente. Rotúlenla.

7) Llenen 1 vasija con el 75% de tierra de abono y el 25% de tierra de la muestra por peso. Rotúlenla.

8) Llenen 1 vasija con el 50 % de tierra de abono y el 50% de tierra de la muestra por peso. Rotúlenla.

9) Llenen 1 vasija con el 25% de tierra de abono y el 75% de tierra de la muestra por peso. Rotúlenla.

10) Llenen 1 vasija con tierra de la muestra solamente. Rotúlenla.

11) Pongan semillas en cada una de las vasijas (pasos 5-9).
Rieguen regularmente durante un mes.

Día # 3 (clase de 50 minutos): (Nota: Este paso siguiente no puede darse antes de transcurrido el mes)

1) Después de un mes, extraigan las plantas de la tierra, y laven -cuidadosamente- las raíces.

2) Midan las raíces de cada planta en centímetros, y regístrenlo en una tabla de datos.

3) Cuenten los nódulos visibles en las raíces de cada planta (vean la figura 1). Los nódulos que contengan bacterias fijadoras de nitrógeno aparecerán como bolas pálidas o levemente rosadas, o bultos en la raíz. La planta que fue inoculada deberá tener nódulos visibles que pueden compararse con los de las otras plantas.

4) Calculen el número de nódulos por centímetro de cada planta.

5) Calculen el número promedio de nódulos en las raíces por cada tipo de tierra.

6) Registren sus datos en su tabla de datos. ¿Qué planta tuvo más al compararla con la planta inoculada? ¿Qué tiene esto que decir sobre su suelo en su lugar en particular? Interpreten sus resultados.

7) Análisis e interpretación:
Las preguntas siguientes han sido diseñadas para ayudarles a sacar conclusiones significativas:

a. ¿Qué pueden concluir acerca del suelo recolectado en cuanto a su habilidad para sustentar la vida de las plantas?

b. ¿Qué le harían al suelo para hacerlo más adecuado a la vida de las plantas?

c. ¿Qué otros experimentos llevarían a cabo para determinar la salud del suelo en general?

Figura 1: "Nódulos formados donde la bacteria Rhizobium infectó
las raíces de la soya" (Manual sobre la biología del suelo, en línea). Imagen cortesía de: Stephen Temple, New Mexico State University

 

Referencias:

Manual sobre la biología del suelo [en línea]. Disponible: soils.usda.gov/sqi/concepts/soil_biology/biology.html. Visto en mayo, 2007.

 

Abiotic Factors: 
Protocol info: