Los microorganismos son formas de vida muy pequeñas que a veces pueden vivir como células individuales, aunque muchos también forman colonias de células. Normalmente se necesita un microscopio para ver las células individuales de estos organismos. Existen muchos más microorganismos en la capa superior del suelo, donde abundan las fuentes de alimento, que en el subsuelo. Son especialmente abundantes en la zona próxima a las raíces de las plantas (llamada rizosfera), donde las células desprendidas y las sustancias químicas liberadas por las raíces proporcionan fuentes de alimento. Estos organismos son los principales descomponedores de la materia orgánica, pero hacen otras cosas, como proporcionar nitrógeno mediante la fijación para ayudar a las plantas en crecimiento, desintoxicar las sustancias químicas nocivas (toxinas), suprimir los organismos patógenos y producir productos que pueden estimular el crecimiento de las plantas. Los microorganismos del suelo han tenido otra importancia directa para los humanos: son la fuente de la mayoría de los medicamentos antibióticos que utilizamos para combatir enfermedades.
Bacterias
Las bacterias viven en casi cualquier hábitat. Se encuentran en el interior del sistema digestivo de los animales, en el océano y en el agua dulce, en los montones de abono (incluso a temperaturas superiores a 130 °F) y en los suelos. Aunque algunos tipos de bacterias viven en suelos inundados sin oxígeno, la mayoría requiere suelos bien aireados. En general, las bacterias tienden a desarrollarse mejor en suelos de pH neutro que en suelos ácidos.
Además de estar entre los primeros organismos que comienzan a descomponer los residuos en el suelo, las bacterias benefician a las plantas al aumentar la disponibilidad de nutrientes. Por ejemplo, muchas bacterias disuelven el fósforo, haciéndolo más disponible para que las plantas lo utilicen. Las bacterias también son muy útiles para proporcionar nitrógeno a las plantas, que necesitan en grandes cantidades pero que a menudo es deficiente en los suelos agrícolas. Quizá se pregunte cómo es posible que los suelos sean deficientes en nitrógeno cuando estamos rodeados de él: el 78% del aire que respiramos está compuesto por gas nitrógeno. Sin embargo, tanto las plantas como los animales se enfrentan a un dilema similar al del Antiguo Marinero, que estaba a la deriva en el mar sin agua dulce: «Agua, agua, por todas partes ni una gota para beber». Por desgracia, ni los animales ni las plantas pueden utilizar el gas nitrógeno (N2) para su nutrición. Sin embargo, algunos tipos de bacterias son capaces de tomar el gas nitrógeno de la atmósfera y convertirlo en una forma que las plantas pueden utilizar para fabricar aminoácidos y proteínas. Este proceso de conversión se conoce como fijación de nitrógeno.
Algunas bacterias fijadoras de nitrógeno forman asociaciones mutuamente beneficiosas con las plantas. Una de estas relaciones simbióticas, muy importante para la agricultura, es la del grupo de bacterias rizobias fijadoras de nitrógeno que viven en el interior de los nódulos formados en las raíces de las legumbres. Estas bacterias proporcionan nitrógeno en una forma que las plantas leguminosas pueden utilizar, mientras que la legumbre proporciona a las bacterias azúcares para obtener energía.
Las personas comen algunas legumbres o sus productos, como los guisantes, las judías secas y el tofu hecho con soja. La soja, la alfalfa y el trébol se utilizan para la alimentación animal. Los tréboles y la veza peluda se cultivan como cultivos de cobertura para enriquecer el suelo con materia orgánica, así como con nitrógeno, para el siguiente cultivo. En un campo de alfalfa, las bacterias pueden fijar cientos de libras de nitrógeno por acre cada año. En el caso de los guisantes, la cantidad de nitrógeno fijada es mucho menor, alrededor de 30 a 50 libras por acre.
Los actinomicetos, otro grupo de bacterias, rompen las grandes moléculas de lignina en tamaños más pequeños. La lignina es una molécula grande y compleja que se encuentra en el tejido vegetal, especialmente en los tallos, y que es difícil de descomponer para la mayoría de los organismos. La lignina también suele proteger de la descomposición a otras moléculas como la celulosa. Los actinomicetos tienen algunas características similares a las de los hongos, pero a veces se agrupan por sí mismos y se les da la misma importancia que a las bacterias y a los hongos.
Cantidades relativas de bacterias y hongos
Todos los suelos contienen bacterias y hongos, pero pueden tener diferentes cantidades relativas dependiendo de las condiciones del suelo. Las formas generales de manejo del suelo -la cantidad de perturbación, el grado de acidez permitido y los tipos de residuos añadidos- determinarán la abundancia relativa de estos dos grandes grupos de organismos del suelo. Los suelos que se alteran regularmente mediante un laboreo intensivo tienden a tener mayores niveles de bacterias que de hongos. Lo mismo ocurre con los suelos de arroz inundados, porque los hongos no pueden vivir sin oxígeno, mientras que muchas especies de bacterias sí. Los suelos que no se labran tienden a tener más materia orgánica fresca en la superficie y a tener mayores niveles de hongos que de bacterias. Como los hongos son menos sensibles a la acidez, en los suelos muy ácidos puede haber niveles más altos de hongos que de bacterias. A pesar de muchas afirmaciones, se sabe poco sobre la importancia agrícola de las comunidades microbianas del suelo dominadas por bacterias frente a las dominadas por hongos, excepto que los suelos con predominio de bacterias son más característicos de los suelos más intensamente labrados que tienden a tener también una alta disponibilidad de nutrientes y niveles de nutrientes mejorados como resultado de una descomposición más rápida de la materia orgánica.
Hongos
Los hongos son otro tipo de microorganismo del suelo. La levadura es un hongo que se utiliza en la repostería y en la producción de alcohol. Otros hongos producen una serie de antibióticos. Seguramente todos hemos dejado reposar demasiado tiempo una barra de pan y hemos encontrado hongos en ella. Hemos visto o comido setas, las estructuras fructíferas de algunos hongos. Los agricultores saben que los hongos causan muchas enfermedades de las plantas, como el mildiú, la humedad, varios tipos de podredumbre de las raíces y la sarna del manzano. Los hongos también inician la descomposición de los residuos orgánicos frescos. Ayudan a poner las cosas en marcha ablandando los restos orgánicos y facilitando que otros organismos se unan al proceso de descomposición. Los hongos son también los principales descomponedores de la lignina y son menos sensibles a las condiciones ácidas del suelo que las bacterias. Ninguno es capaz de funcionar sin oxígeno. La baja perturbación del suelo resultante de los sistemas de labranza reducida tiende a promover la acumulación de residuos orgánicos en la superficie y cerca de ella. Esto tiende a promover el crecimiento de hongos, como ocurre en muchos ecosistemas naturales no perturbados.
Muchas plantas desarrollan una relación beneficiosa con los hongos que aumenta el contacto de las raíces con el suelo. Los hongos infectan las raíces y envían estructuras parecidas a las raíces llamadas hifas (véase la figura 4.2). Las hifas de estos hongos micorrícicos captan agua y nutrientes que pueden alimentar a la planta. Las hifas son muy finas, aproximadamente 1/60 del diámetro de una raíz de planta, y son capaces de aprovechar el agua y los nutrientes en pequeños espacios del suelo que podrían ser inaccesibles para las raíces. Esto es especialmente importante para la nutrición con fósforo de las plantas en suelos con poco fósforo. Las hifas ayudan a la planta a absorber agua y nutrientes, y a cambio los hongos reciben energía en forma de azúcares, que la planta produce en sus hojas y envía a las raíces. Esta interdependencia simbiótica entre los hongos y las raíces se denomina relación micorrícica. En definitiva, es un buen negocio tanto para la planta como para el hongo. Las hifas de estos hongos ayudan a desarrollar y estabilizar agregados de suelo más grandes al secretar un gel pegajoso que adhiere las partículas minerales y orgánicas.
HONGOS MICORRÍZICOS
Los hongos micorrizicos ayudan a las plantas a captar agua y nutrientes, mejoran la fijación de nitrógeno por parte de las leguminosas y ayudan a formar y estabilizar los agregados del suelo. Las rotaciones de cultivos seleccionan más tipos de hongos y de mejor rendimiento que el monocultivo. Algunos estudios indican que el uso de cultivos de cobertura, especialmente de leguminosas, entre los cultivos principales ayuda a mantener altos niveles de esporas y promueve un buen desarrollo de las micorrizas en el siguiente cultivo. Las raíces que tienen muchas micorrizas resisten mejor las enfermedades fúngicas, los nematodos parásitos, la sequía, la salinidad y la toxicidad del aluminio. Se ha demostrado que las asociaciones de micorrizas estimulan las bacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre azotobacter, que a su vez también producen sustancias químicas que estimulan el crecimiento de las plantas.
Algas
Las algas, al igual que las plantas de cultivo, convierten la luz solar en moléculas complejas como los azúcares, que pueden utilizar como energía y para ayudar a construir otras moléculas que necesitan. Las algas se encuentran en abundancia en los suelos inundados de los pantanos y los arrozales, y pueden encontrarse en la superficie de suelos mal drenados y en depresiones húmedas. Las algas también pueden aparecer en suelos relativamente secos, y forman relaciones mutuamente beneficiosas con otros organismos. Los líquenes que se encuentran en las rocas son una asociación entre un hongo y un alga.
Protozoos
Los protozoos son animales unicelulares que utilizan diversos medios para desplazarse por el suelo. Al igual que las bacterias y muchos hongos, sólo pueden verse con la ayuda de un microscopio. Son principalmente consumidores secundarios de materiales orgánicos, alimentándose de bacterias, hongos, otros protozoos y moléculas orgánicas disueltas en el agua del suelo. Se cree que los protozoos -mediante el pastoreo de organismos ricos en nitrógeno y la excreción de desechos- son responsables de la mineralización (liberación de nutrientes de las moléculas orgánicas) de gran parte del nitrógeno de los suelos agrícolas.