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    BACTERIAS NITRIFICANTES.
    De acuerdo con Werner, D. (1.992), existen otros microorganismos que generan relaciones simbióticas de tipo mutualista con las plantas, tales como las bacterias nitrificantes que son capaces de reducir el nitrógeno atmosférico y disponerlo para la utilización de la planta.
     
    Además, estas bacterias tienen la facultad de promover el crecimiento vegetal a través de la capacidad de propiciar la síntesis de hormonas reguladoras del crecimiento, como el ácido indolacético, así como de inhibir el crecimiento e incidencia de patógenos de hábito radical, mediante la secreción de sustancias de tipo antibióticas. Otras bacterias tienen la capacidad de solubilizar compuestos ricos en fósforo, que no está disponible para las plantas, mediante su actividad fisiológica de secretar ácidos orgánicos y enzimas denominadas fosfatasas, por lo que propician la liberación del fósforo para que las plantas puedan aprovecharlo.
     
    Una de las líneas de investigación con mayor estudio en la agricultura es la fijación biológica del nitrógeno atmosférico (FBN), con especial énfasis en la simbiosis Rhizobium-leguminosa. En diversas investigaciones se ha puesto de manifiesto los diversos aspectos básicos relacionados con el microsimbionte (bacteria).
     
    Estos estudios permiten tener el conocimiento necesario para utilizar la simbiosis mutualista Rhizobium-leguminosa como tecnología para la FBN. El establecimiento de una simbiosis funcional entre la leguminosa y los rizobias depende de factores como la afinidad del microsimbionte (bacteria) al macrosimbionte (planta), al igual que los factores abióticos, como temperatura,oxigenación, nutrición, etc. Una vez establecida la simbiosis, se generan estructuras radicales denominadas nódulos, en las que se lleva a cabo la reducción del nitrógeno atmosférico para incorporarlo, mediante la acción de la enzima nitrogenada localizada en el interior del nódulo, en compuestos ricos en nitrógeno (glutamina, glutamato, aspartato, asparagina y ureidos, en algunasespecies) los cuales serán utilizados por el metabolismo celular para satisfacer los requerimientos de los procesos fisiológicos de la planta.

    Mediante el uso de esta simbiosis es posible el mejoramiento genético y el incremento de la tasa de fijación de nitrógeno en leguminosas anuales consideradas de baja eficiencia en la fijación, como Fríjol y la soya, en comparación con plantas, cuya tasa de fijación de nitrógeno es mayor.

    Por medio del manejo de los sistemas simbióticos fijadores de nitrógeno (Rhizobium-leguminosa, Frankia-Casuarina, Anabaena-Azolla, etc.) es posible contribuir directamente al enriquecimiento de la fertilidad del suelo, ya que el ingreso neto de nitrógeno permite la estimulación de los procesos microbianos en la transformación de la materia orgánica y reciclaje de nutrimentos necesarios en los sistemas agrícolas productivos, así como en aquellos considerados como agroecosistemas sostenibles, entre los cuales se contempla a la agroforestería.

    Por tal razón, los sistemas simbióticos son considerados elementos esenciales en la sostenibilidad agrícola.

    Con base en el planteamiento anterior se ha podido apreciar la importancia de la actividad de los microorganismos en los diferentes aspectos que denotan la fertilidad de un suelo y la sostenibilidad de ecosistemas y agroecosistemas.
     
    El manejo de diversas prácticas culturales (establecimiento de leguminosas en rotación de cultivos, abonos verdes, aplicación de materia orgánica) permite que los sistemas agrícolas requieran menos aplicaciones externas de energía; con ello se favorece la conservación del recurso suelo en una condición por demás favorable. Por otra parte, estas prácticas permiten que la actividad microbiana sea favorecida y que se tenga mayor diversidad de microorganismos, de tal forma que se establezcan diversas relaciones tróficas que contribuyan a la sanidad y fertilidad de los suelos manipulados en esta forma.
     
    El conocimiento de la actividad fisiológica de los microorganismos del suelo ha permitido seleccionar aquellos con potencial de uso en la agricultura. De esta manera, el hombre ha utilizado bacterias y hongos que propician mejor crecimiento y desarrollo de las plantas en los agroecosistemas donde se aplican. Con ello, y de acuerdo con un adecuado manejo de los sistemas, es posible incrementar la actividad microbiana del suelo, propiciando así el fortalecimiento de la sostenibilidad de los ecosistemas yagroecosistemas. Sin embargo, el uso de ciertos microorganismos debe contemplar algunos aspectos que permitan definir su potencial benéfico e incluso la factibilidad de utilizarlos, ya que algunos de ellos no son susceptibles de ser aplicados directamente en cultivos básicos (fríjol o maíz), como es el caso de los hongos micorrízicos arbusculares.
     
    La selección de los microorganismos a utilizar, así como de las condiciones del sitio, es un elemento determinante en el éxito del uso de microorganismos.


    Nitrobacter: microorganismos que consumen nitritos y producen nitratos, un elemento menos tóxico y tolerado por los peces, pero muy nocivo para los invertebrados marinos. Nitrobacter son bacterias "Gram-negativas", autótrofas y que igual requieren de oxígeno para oxidar y transformar sucesivamente Nitritos en nitratos. Las bacterias Nitrobacter duplicaran su población en 13 horas (este es un tiempo relativamente largo teniendo en cuenta que hay bacterias que se reproducen cada 20 minutos). En un rango de pH que se sitúa entre 7.3 y 7.5 El crecimiento de las Nitrosomonas se inhibe por debajo de 6.5, toda nitrificación se paraliza por debajo de 6.0. 



    Tomada de: http://www.biyolojiegitim.yyu.edu.tr


    Nitrobacter también son bacterias quimioautótrofas y oxidan el nitrito a nitrato, aprovechando sus electrones para, de nuevo, generar el típico gradiente electroquímico de protones para ganarse el plato de ATP.



    metabolismo en la membrana de Nitrobacter, Tomada de: http://copepodo.files.wordpress.com


    Como podemos darnos cuenta, las bacterias nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter) son organismos unicelulares que pertenecen a una misma familia (Nitrobacteriaceas), son autotróficas (no requieren de material orgánico como fuente de alimentación). poseen un metabolismo de tipo aeróbico (requieren de oxígeno), son móviles y pueden utilizar compuestos nitrogenados como fuente de energia y comparten una serie de caracteristicas:

    1. Ambas flotan y se mueven pasivamente por el acuario con las corrientes de agua, cuando no encuentran o disponen de su fuente de alimentación (energía) o bien cuando han sido recientemente reproducidas o introducidas a un nuevo acuario.

    2. Su función (transformar nitritos a nitratos y amoniaco a nitritos respectivamente) se logra de manera eficaz cuando se encuentran fijas a un sustrato sólido como la grava, el coral molido en el caso de los acuarios marinos, o bien a diversos materiales filtrantes como la fibra sintética, cerámicas o bioesferas.

    3. son muy suceptibles a diferentes agentes químicos y físicos como el sulfuro de hidrógeno, varios medicamentos, acondicionadores (excepto Tiosulfato de sodio, sustancias buffers y oligo elementos o elementos traza) y a la luz.

    4. No tienen la habilidad de formar esporas (células reproductoras en estado de latencia)

    5. No toleran la desecación o bieen procesos de desecación.

    Así como ambos tipos de bacterias comparten caracteristicas ya mencionadas, existen igual diferencias importantes entre ellas:

    1. Las Nitrpbacterias carecen de la habilidad para permanecer en estado de latencia, cuando no encuentran su fuente de alimentación o energía, por lo que cuando pacdecen hambre mueren. En contraposición, las nitrosomonas si entran en estado de latencia cuando carecen de su fuente de energía.

    2. Las Nitrobacterias pueden utilizar además de nitritos otras fuentes de energía, como los hidrocarburos o desechos orgánicos. Está característica explica porque no entran en estado de latencia, ya que constantemente encuentran recursos energéticos. En contraste las Nitrosomonas son totalmente dependientes de la presencia de amoniaco.

    3. Las Nitrobacterias no son eficientes en transformar nitritos a nitratos. Las Nitrosomonas son muy eficientes en la oxidación de amoniaco a nitritos

    Cuando se inicia un acuario nuevo, sin la adición de bacterias nitrificantes, los niveles de amoniaco inician su ascenso tan pronto como en 24 a 48 horas y llegan a su pico máximo aproximadamente al décimo día. Gracias a la eficiente acción de las bacterias Nitrosomonas, los niveles de este compuesto disminuyen rápidamente. A medida que disminuye la cvoncentración de amoniaco, los niveles de nitritos se incrementan en forma acelerada y continúan su ascenso por varios días, en ocasiones alcanzan niveles tan altos como 20 partes por millón (ppm). Una vez que los nitritos llegan a su pico máximo, permanecen elevados durante varios días y posteriormentecerca del día 30 de ciclado, comienza a disminuir lenta, gradual y progresivamente. Se requiere de varias semanas, y en ocasiones meses, para que los nitritos lleguen a 0 ppm, debido sin duda, a algunas de las caracteristicas biológicas de Nitrobacter y su relativa baja eficacia para oxidar nitritos y a la capacidad de usar otros sustratos diferentes a los nitritos como fuente de alimentación o energía.