Alteraciones fisiológicas, metabólicas y de la composición de las poblaciones bacterianas de la microbiota de un suelo agrícola tras la aplicación de residuos orgánicos urbanos

Resumen

El suelo es un sistema vivo en el que se desarrollan funciones esenciales para el ambiente y la agricultura, y se considera que tiene salud cuando es capaz de cumplir esas funciones a la vez de preservar sus características químicas, físicas y biológicas. Parte de estas funciones son llevadas a cabo por los microorganismos, los cuales precisan de materia orgánica para su desarrollo y actividad, contribuyendo a la fertilidad del suelo. Generalmente, los suelos agrícolas del clima mediterráneo son pobres en materia orgánica. Para solucionar este problema se pueden emplear residuos orgánicos de origen urbano, como las basuras compostadas y los lodos de depuración de aguas, suponiendo, además, un reciclaje de estos desechos. Sin embargo, esta práctica no siempre es beneficiosa y puede afectar al suelo, por lo que es necesario evaluar la salud de éste. Para ello se tienen en cuenta distintos indicadores, entre los cuales, los microbianos son empleados habitualmente por las ventajas que ofrecen sobre los químicos y físicos. En este trabajo hemos evaluado las alteraciones microbianas del suelo durante un periodo de al menos dos años tras una única aplicación de 160 Mg por hectárea de basura compostada, lodo aerobio y lodos anaerobio. Como indicadores microbianos se han utilizado la respiración basal, la biomasa microbiana, los perfiles metabólicos o CLPPs, y la composición taxonómica bacteriana. La respiración basal del suelo se incrementó durante el primer año en todos los tratamientos, mientras que durante el segundo año se mantuvo elevada principalmente en los suelos enmendados con lodos de depuradora. Estos resultados se relacionaron con la complejidad química de la materia orgánica añadida. Por otra parte, la biomasa microbiana se incrementó en todos los tratamientos a lo largo de todo el análisis, debido a la mejora de las características físicas y químicas del suelo que produce el aumento de la materia orgánica. El análisis de CLPPs mostró que las poblaciones microbianas de los suelos tratados consumieron preferentemente los azúcares y los aminoácidos, mientras que el consumo de los ácidos orgánicos disminuyó. El incremento masivo de compuestos orgánicos lábiles, ligado a la proliferación de microorganismos oportunistas, pudo favorecer este comportamiento. Los consumos de arginina, glucosa, ácido cítrico y ácido protocatéquico pudieron sugerirse como marcadores de la presencia de enmiendas orgánicas. El análisis taxonómico de las poblaciones bacterianas mostró el incremento de la abundancia de algunos filos bacterianos típicos del suelo como Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Gemmatimonadetes y Verrucomicrobia, un incremento de otros menos frecuentes como Nitrospira y Deinococcus Thermus y la disminución de Acidobacteria, Cyanobacteria y Planctomycetes. También se observó la transmisión al suelo de algunos microorganismos presentes en las enmiendas orgánicas aplicadas. En este sentido, el lodo anaerobio fue la enmienda que produjo los cambios taxonómicos más relevantes, aumentándose la abundancia del filo Synergistetes y de las clases Clostridia, Erysipelotrichi, Bacteroidia y Anaerolineae, algunos de ellos potencialmente patógenos. El análisis de la composición en OTUs de los suelos enmendados permitió proponer nuevos marcadores de la presencia de lodos anaerobios en el suelo, como los OTUs 542 de Bacteroidetes y 1484 y 1548 de Deltaproteobacteria o, marcadores de ambos tipos de lodos, como los OTUs de la clase Clostridia, 790, 843 y 846. Los indicadores microbianos medidos muestran que microbiológicamente la aplicación de enmiendas provoca un conjunto de alteraciones duraderas en el tiempo. Sin embargo, entre las distintas enmiendas podemos recomendar el uso de basura compostada, ya que produce efectos más beneficiosos para la salud del suelo, como son la mejora de las características fisiológicas de la microbiota, el incremento de la diversidad metabólica y la ausencia de microorganismos potencialmente patógenos.