TEMA 10 TRANSFORMACIONES MICROBIANAS DE OTROS ELEMENTOS

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Tema 10 
 
Transformaciones microbianas de otros elementos: 
Azufre y Fósforo. Mineralización e Inmovilización. 
Procesos de Oxido-Reducción. Aspectos agronómicos 
 
 
 
 
 
 
 
 Ing. Agr. Msc. Susana Krieger 
El azufre 
El azufre es un elemento muy abundante en la 
naturaleza y esencial para los seres vivos. 
 Forma parte de varios aminoácidos tales como la 
metionina, cistina, y de algunos factores de 
crecimiento tales como la biotina y tiamina. 
 
Las plantas lo toman como sulfato para la 
sintetizar sus proteínas. 
Ciclo del azufre 
El ciclo biogeoquímico del azufre es bastante complejo ya 
que el azufre presenta diferentes estados de oxidación 
también debido a que algunas transformaciones del azufre 
se dan por vías bióticas y abióticas. 
 
En la naturaleza sólo se encuentran en cantidades importantes 
compuestos sulfurados con número de oxidación: -2, 0 y +6 
Ciclo biológico del azufre 
 Mineralización de moléculas orgánicas 
 Inmovilización 
 Oxidación del S inorgánico 
 Reducción de las formas inorgánicas del S ( sulfato 
 y sulforeducción) 
Mineralización del S 
 
 Transformación de moléculas orgánicas (aminoácidos, sulfatos 
orgánicos y azufre orgánico ligado a las fracciones húmicas y coloides 
minerales) en compuestos más simples (sulfatos, sulfuros y compuestos 
volátiles como metil mercaptan). 
 
 Los productos dependen de la microflora actuante (aerobia o anaerobia) 
y de las condiciones ecológicas del ambiente. 
 
 En anaerobiosis se produce ácido sulfrídrico y metil mercaptan. 
 
 Inmovilización del S 
 El sulfato es inmovilizado y pasa a formar parte de las proteínas de los 
microorganismos. 
Factores que influyen en la mineralización 
de S orgánico 
 
 
  Humedad: la mayor tasa de mineralización se produce a 
capacidad de campo. 
 
 Temperatura: la óptima entre 30 -35 ºC. En zonas 
tropicales pantanosas anaerobiosis y alto contenido de 
materia orgánica SH y metilmercaptan. 
 
 Relación C/S: <200 (Min. Neta) y >400 (Inm. Neta) 
 
 Efecto de la vegetación: se produce un efecto favorable a 
nivel de la rizosfera por el aumento de enzimas que favorecen 
la descomposición de materia orgánica. 
Oxidación del azufre mineral 
 
 
 
 
 
 
 Bacterias quimiolitótrofas: Thiobacillus spp. 
 Microflora heterótrofa : Bacillus, Pseudomonas, actinomycetes, hongos y levaduras 
 Bacterias quimiolitótrofas: familia Beggiatoaceae 
 Bacterias fotolitótrofas: familias Chlorobacteriaceae y Thiorhodaceae. 
 
 Las bacterias Thiobacillus thioxidans, T. novelus, T. desnitrificans, T. ferroxidans, 
Son las más importantes y activas sulfooxidantes en suelo. 
 
 Oxidación del azufre mineral 
 
 Bacterias quimiolitótrofas: Thiobacillus 
thiooxidans: pH 2-5, aerobia estricta, 
 T. denitrificans: pH entre 5-8, 
Acidithiobacillus ferrooxidans pH 1-1,5. Son 
las más importantes y activas 
sulfooxidantes en suelo 
 
 Microflora heterótrofa : Micrococcus, 
Pseudomonas, Bacillus, actinomycetes, 
hongos y levaduras,( pH alcalinos a 
neutros). 
 
 Bacterias quimiolitótrofas: Beggiatoa 
 
 Bacterias fotolitótrofas: familias 
Chlorobacteriaceae y Thiorhodaceae. 
 
Implicancias agronómicas de la oxidación del 
azufre 
 
 
 
El pH del suelo no se modifica por la oxidación del azufre ya que los 
sulfatos que se forman son asimilados por las plantas. 
 
Cuando se produce ácido sulfúrico, éste neutraliza la alcalinidad 
del suelo y mejora su estructura por floculación de coloides. 
 
La acidificación solubiliza los fosfatos 
tricálcicos y los transforma en fosfatos mono y dicálcicos y también 
solubiliza a otros elementos como Mn a formas asimilables por 
las plantas. 
 
 
REDUCCIÓN DEL AZUFRE 
INORGÁNICO 
SULFATOREDUCCIÓN 
 Bacterias sulfatoreductoras: 
crecen a pH 5-9. Presentes en 
aguas termales ricas en S. 
 Desulfovibrio 
 Desulfotomaculum 
 
 Son heterótrofas, anaerobias 
estrictas, utilizan sulfatos y otras 
formas de S inorgánicas como 
aceptores de electrones durante 
la respiración. La energía la 
obtienen de sustratos orgánicos. 
 
 Este proceso se presenta suelos 
con abundante materia orgánica y 
 anegados. 
SULFOREDUCCIÓN 
 Respiración anaerobia con S mineral como aceptor 
terminal de electrones. 
 
 El producto final es SH2. 
 
 Es una reducción llevada a cabo por bacterias y arqueas 
sulforreductoras. 
 
 
Consecuencias agronómicas 
Este proceso se realiza en anaerobiosis estricta 
 
Los sulfuros hidrolizables formados pueden dar origen a bases y estas 
al reaccionar con el CO2 y formar carbonatos y bicarbonatos, alcalinizan 
el suelo. 
Los sulfuros cuando se acumulan producen toxicidad y podredumbre 
raíces (Ej : en arrozales si las aguas son muy salinas). 
Sulfuro de hidrógeno llamado en 
disolución acuosa ácido sulfhídrico 
Fósforo 
 
 Esencial para todos los seres vivos. Está presente en ácidos 
nucleicos, ATP, fosfolípidos, coenzimas, fitinas y otros. 
 Es un macronutriente primario junto al N y K. 
 Las plantas requieren fósforo para su crecimiento. Participa 
en procesos metabólicos, tales como la fotosíntesis, la 
transferencia de energía y en la síntesis y degradación de 
los carbohidratos. 
 Las plantas absorben el fósforo de la solución del suelo 
como ion ortofosfato: HPO4
-2 o H2PO4
- 
 La forma en que el fósforo es absorbido es afectado por el 
pH. En pH ácidos predomina la forma H2PO4
- 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se encuentra formando parte de diferentes minerales tales 
como :apatita (fosfato de Ca), hidroxiapatita y fosforita. 
También en compuestos orgánicos asociados a la materia 
orgánica y como parte de los microorganismos. 
 
Además existen formas iónicas libres en la solución del suelo 
y fijadas al complejo arcillo húmico. 
 
 
 
 
 
Como se encuentra el P en el suelo 
Se encuentra como: 
 
 Fósforo inorgánico (en formas insoluble o poco solubles) 
 Fósforo orgánico 
Desde el punto de vista agronómico el P puede 
estar presente en el suelo en 4 formas: 
 
 en la solución de suelo (directamente asimilable). 
 fijado al complejo arcillo-húmica, por lo tanto cambiable 
o lábil. 
 como componente de la materia orgánica, precipitado o 
adsorbido en compuestos de Fe y Al, en suelos ácidos y 
precipitado como fosfato cálcico en suelos básicos, muy 
lentamente asimilable. 
 forma parte de la roca madre no asimilable. 
 
La cantidad del fósforo disponible en el suelo es muy baja en 
comparación con la cantidad total del fósforo en el suelo. 
 
Formas del P en el suelo 
Fuente: Fertiberia, 2005. 
TRANSFORMACIONES DEL FOSFORO EN EL SUELO 
 La mineralización de la materia orgánica en ortofosfato 
inorgánico es llevada a cabo por la acción de las enzimas 
fitasas y fosfatasas de bacterias y hongos. 
 La solubilización del P la realizan los microorganismos 
“Solubilizadores del P”(Aspergillus niger, Bacillus sp. y 
Pseudomonas sp. entre otros ) que secretan ácidos, 
solubilizando los fosfatos del suelo, haciéndolos 
disponibles para la planta. 
 
Halo de 
solubilización 
del fosforo 
Bibliografía 
 Atlas Ronald M. Ecología Microbiana y Microbiología 
Ambiental. (2005) Ed. Pearson Educación. S.A.. 
España. 
 Frioni, Lilian. (2011). Microbiología: Básica, Ambiental y 
Agrícola.1ª edición. Orientación Gráfica Editora. Buenos 
Aires. Argentina.