Download Bacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL (Microbiología)
BACTERIAS FIJADORAS
DE NITRÓGENO DE VIDA
LIBRE
MIGUEL ANGEL GARCÍA RESTREPO
INTRODUCCIÓN
El nitrógeno hace parte de los
metabolismos escenciales de la vida;
este comprende el 78% del aire, es
inerte y sólo entra al sistema biológico
cuando es fijado, es decir combinado
con otros elementos en especial
carbono, hidrógeno y oxígeno.
Desgraciadamente se ha abusado
de él al punto de que se ha
producido contaminación en el aire,
suelo y agua con secuelas
negativas en la cadenas tróficas y
en la calidad de vida. Esto ha
sucedido porque no se ha tenido en
cuenta la verdadera capacidad de
las plantas y microorganismos del
suelo para transformar formas
inorgánicas a orgánicas.
1-Nitrógeno atmosférico, 2-Entrada en la cadena
alimentaria, 3-Descomposición de la materias
animales (amonificación), 4-Devolución a la
atmósfera por desnitrificación, 5-Ingreso en el
medio acuático por lixiviación, 6-Humus, 7Nitrificación. 8-Fijación del nitrógeno en las raíces
por las bacterias simbióticas, 9-Absorción del
nitrógeno producido por la actividad eléctrica de la
atmósfera, 10-Descomposición de las materias
vegetales (amonificación).
FIJACION Del
NITROGENO
La Fijación Y Adquisición Del Nitrógeno Es
Fundamental Para El Crecimiento Y
Desarrollo Vegetal, Superada Solo Por La
Fotosíntesis.
Los microorganismos fijadores
de N

Concomitante con la aplicación de
fertilizantes, ocurren la volatilización de
óxidos de N a la atmósfera, el
agotamiento de recursos renovables, el
desbalance del ciclo global de N y la
contaminación de los mantos acuíferos
por exceso de nitratos.
Los microorganismos fijadores
de N

Existen en la naturaleza tres grandes
sistemas de fijación:

En forma libre

Asociaciados a una planta

Simbiosis
TIPO DE METABOLISMO
AL FIJAR N
IMPORTANCIA ECONÓMICA
Aeróbico,
heterotrófico
Beneficios marginales en agricultura
Anaeróbico,
heterotrófico
Beneficios a cosechas no
confirmados
ENTEROBACTERIAS
Klebsiella pneumoniae-nterobacter aerogenes-Erwinia
herbicolaCitrobacter freundii-Azospirillum brasilense
Anaeróbico
o microaerófilo
Importantes en la fijación asociativa
RIZOBIACEAS
Rhizobium- Bradyrhizobium
Microaerófilo,
heterotrófico
Muy importantes en el cultivo de
leguminosas
MICROORGANISMO
BACILACEAS
Bacillus polymyxa
Clostridium
AZOTOBACTERIAS
Azotobacter
Azomonas insignis
Azotococcus agilis
Beijerinckia derxii
Derxia gummonsa
Xhantobacter flavus
STREPTOMICETACEAS
Frankia
Microaerófilo,
heterotrófico
Uso potencial en bosques
METANOMONADACEAS
Methylocystis- Methylococcus
Microaerófilo,
autotrófico
Obtención de proteína unicelular
TIOBACTERIACEAS
Thiobacillus ferrooxidans
Microaerófilo
Minería microbiana
CIANOFICEAS
Anabaena- Nostoc- Gloeothece
Spirulina- Synechococcus
Anaeróbico o
microaerófilo,
fotolitotrófico
Cultivo de arroz,
producción de proteína unicelular
CROMATIACEAS
Chromatium vinosum
Anaeróbico,
fotolitotrófico
CLOROBIACEAS - Chlorobium limicola
Anaeróbico,
fotolitotrófico
RODOSPIRILACEAS
Rhodospirillum rubrum- Rhodopseudomonas palustris
Rhodobacter capsulatus
Rhodomicrobium vannielli
Tabla 1. Microorganismos fijadores de nitrógeno
Anaeróbico,
fotoorganotrófico
Depuración de aguas residuales,
abono y pienso para piscifactorías
En la siguiente tabla se muestran algunos de los
organismos de vida libre aeróbicos fijadores de
nitrogeno su respectiva fuente de energía:
Fuente de
energía
Fototrofos
Litotrofos
Organotrofos
Organismo
Cianobacterias (no todas )
Alcaligenes, thiobacillus (algunas
especies),
Bacterias: Azobacter spp, Klebsiella,
Beijerinckia,
bacillus,
polymyxa,
Mycobacterium, Azopirillum,Citrobacter
Freundii. Metilotrofos (algunos)
GENERO AZOTOBACTER
•Fija nitrógeno aeróbicamente
•Tamaño de 2-4 micras, forma oval o bacilar.
•Colonias de aspecto mucoso(cápsula polisacárida).
•Alta tasa de respiración.
•Forma quistes, aunque su tasa metabólica no se reduce a cero.
•A. chrococcum, tiene una nitrogenasa con cofactor vanadio-hierro,
en vez de molibdeno-hierro.
FAMILIA AZOTOBACTERIACEAE
•Son proteobacterias, aerobias y fijadoras de nitrógeno de vida libre.
•Presentan NITROGENASA y evitan el contacto con el oxígeno. Si
fijan nitrógeno aeróbicamente parece ser que la nitrogenasa se asocia
con proteínas o bien mantiene una alta tasa respiratoria.
caracteristcas y funciones de las bacterias
Género
Azotobacter
Derxia
Beijerincki
a
Aclostridiu
m cl paste
urinum
Característica
Habitat
Bacilo grande, produce quistes
mesófilos
Bacilos, colonias gruesas y
rugosas temp. del suelo
Bacilos en forma de pera ,
colonias, Temp suelo
Suelos neutros o alcalinos PH 6-8.5
Anaerobio
esporulado
cilíndrico msófilos
Suelo PH 5-8.5 (hasta 4)
Suelos húmedos
Suelos ácidos
Colonia de azotobacter aislada y cultivada en placa
de agar
Tamaño: 1-5 milímetros de diámetro
 Forma: circular
 Pigmentación: color amarillento cremoso y tonalidad
blancos, similares como el agar
 Elevación :pulvinate, levantado
 Borde: liso
 Superficie: liso
 Características Ópticas
 Bajo Luz Transmitida: opaco

Colonia de azotobacter aislada y cultivada en placa
de agar

Bajo Luz Reflejada: opalescente, relucienter, brillante
 Estructura: amorfo
 Consistencia: viscoso
 Olor: musky
 Otro áreas grandes funcionan en asociaciones de colonias
que parecen una colonia grande
 Otras Colonias No había otros tipos de la colonia visibles.
Morfología de la Celula de las bacterias del
azotobacter en coloracion de grahm

Forma
 las barras rectangulares, y sobre todo barras ovales
 Eje : derecho
 Extremos :redondeado
 Cociente del tamaño (ancho:largo) :1:2
 El agrupación: solos, la mayoría era extremo apareado al
terminar
 Coloración de grahm: negativo
Morfología de la celula de las bacterias del
azotobacter en coloración de grahm





Otro :membranas externas oscuras , puntos púrpuras
minúsculos dentro de la célula, de la densidad que
disminuye de puntos más cercano al centro, pero de
ninguna vacuola clara y distinta en el centro
las células mostraban como estaban en diversas etapas de
la división:
algunos tenían centros más estrechos
algunos habían pellizcado cerca de los centros
algunos parecían extremo de dos barras oval para terminar
Fuente de alimentos
Obtienen su energía de:
Hemicelulosas, almidón, azucares,
alcoholes, ácidos orgánicos, molibdenohierro.
Se desarrollan mejor en presencia de materia
orgánica no nitrogenada accequible.
Fijan el nitrógeno libre en forma de
proteínas
Ecologia Bacteriana

, los microbiólogos del suelo y los ecologistas
microbianos han tendido para distinguir
microorganismos del suelo como beneficiosos o
dañosos según sus funciones y cómo afectan calidad
del suelo, crecimiento vegetal y la producción, y la
salud de planta
Ecologia Bacteriana

los microorganismos beneficiosos son los que
pueden fijar el nitrógeno atmosférico, descomponer
basuras orgánicas y residuos, desintoxicar
pesticidas, suprimir enfermedades de planta y
patógeno llevados del suelo, realizar completamente
un ciclo nutriente, y producir compuestos bioactivos
tales como vitaminas, hormonas y enzimas que
estimulen el crecimiento vegetal
Ecologia Bacteriana

Los microorganismos dañosos son los que pueden
inducir enfermedades de planta, estimular patógenos
llevados del suelo, inmovilizar los alimentos, y
producir las sustancias tóxicas y putrescentes que
afectan negativamente el crecimiento vegetal y
salud.
Ecologia Bacteriana

Los ingenieros han procurado a menudo solucionar
los problemas del suelo usando métodos químicos
y físicos establecidos. Sin embargo, han encontrado
generalmente que tales problemas no pueden ser
solucionados sin usar métodos y tecnologías
microbianos en coordinación con la producción
agrícola
APLICACIÓN SANITARIA
•Es poca en sentido positivo debido a al
baja eficiencia comparativa.
•En la lagunas de estabilización donde
halla compuestos nitrogenados,
controlando la cantidad de nitrógeno,
si excede los valores apropiados se
produce eutroficación.
•En los suelos se puede hacer un
buen manejo de ellas y evitar el
exceso de fertilizantes
nitrogenados que causan
contaminación.