Compostaje

El *Compostaje* es un proceso biológico controlado en condiciones **aerobias**, basado en la descomposición de materia orgánica a cargo de **bacterias**, **hongos** y **actinomicetes**. Se **produce humus**, el cual mejora las propiedades nutricionales y físicas del suelo (porosidad, retención de agua, poder calorífico, etc.).

Proceso de Compostaje (Cuatro Meses Aproximadamente)

1. Pre-molienda y pulverización: Para remover contaminantes.
2. Biodegradación: Aireación en depósitos y aumento de la **temperatura** generada por los propios microorganismos.
3. Fase Mesófila: Bacterias y hongos productores de ácidos atacan la materia orgánica fácilmente degradable, generando calor, lo cual favorece el desarrollo bacteriano termófilo.
4. Fase Termófila: Comienza con una temperatura de **45ºC**, donde se inicia la **pasteurización**: mueren microorganismos de la fase mesófila, se desactivan las semillas de malezas y se eliminan patógenos de origen animal y vegetal.
5. Límite de Temperatura: No se debe superar los **70ºC** para evitar la desnaturalización de proteínas y enzimas. En esta fase comienza la degradación de la lignina y la formación del humus.
6. Maduración: Ocurre una lenta degradación de la materia orgánica hasta que el volumen se reduce en un 50%. Aquí se pueden encontrar protozoos, lombrices e insectos. El **compost inmaduro** puede provocar daños vegetales. La biomasa microbiana representa un 25% del compost. En esta etapa no se debe voltear el material.

Microorganismos Presentes

• Primera etapa (Mesófila): Predominan hongos y bacterias mesófilas (ej. *Pseudomonas*, *Bacillus*, *Penicillium*).
• Fase Termófila: Especies termófilas (ej. *Bacillus thermus* – bacteria, *Aspergillus fumigatus* – hongo).
• Fase de Enfriamiento y Maduración: Microorganismos similares a los mesófilos, pero no idénticos, debido al carácter sanitario de la fase termófila.

Factores que Influyen en el Compostaje

1. Relación Carbono/Nitrógeno (C/N): Ideal de **30:1**. Si la relación es alta, se debe agregar nitrógeno; si es baja, agregar carbono.
2. Aireación: Una mala molienda y escasa aireación (menos del 10% de O₂) influyen negativamente.
3. pH: Debe estar entre **6 y 7.5**. Los pH ácidos o básicos no contribuyen.
4. Humedad: Debe estar entre **40 y 60%** (ni muy alta ni muy baja).
5. Temperatura: La temperatura ideal no supera los **70ºC**.

Al final del proceso, el compost tiene una humedad de entre **10 y 20%**, una relación C/N de **20:1**, color oscuro y alta capacidad de retener agua.

Procesos Relacionados

Vermicompostaje

Proceso basado en la utilización de **lombrices**, las cuales cavan galerías que contribuyen a la **oxigenación** del material (el O₂ es crucial para la degradación). Las lombrices consumen residuos, los degradan en su tracto y los devuelven al medio.

• Requiere mayor humedad (entre **50 y 80%**) que el compostaje tradicional.
• El material debe ser procesado previamente para una degradación más rápida.
• No presenta fase termófila, ya que es un proceso altamente aireado gracias a las galerías.

Biodigestión

Proceso **anaerobio** que se lleva a cabo en *biodigestores*, donde se produce **metano** y biofertilizante.

Biorremediación

Proceso por el cual se utilizan **microorganismos** para reducir, transformar o eliminar contaminantes del **suelo** o del agua.

Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN)

Es el pasaje de N₂ (nitrógeno atmosférico) a **amonio (NH₄)**.

El grupo de bacterias que realiza este proceso se denomina **diazotrofos**, ya que tienen la capacidad de sintetizar la enzima **nitrogenasa**, necesaria para fijar el N₂.

La Enzima Nitrogenasa

La enzima **nitrogenasa** es inhibida por el **O₂**. Presenta dos subunidades:

• Dinitrogenasa: Contiene Fe, microorganismos y proteínas. Rompe el triple enlace entre los átomos de N del N₂.
• Dinitrogenasa reductasa (Hierro proteína): Reduce el nitrógeno, resultando en NH₃ (amoniaco).

Mecanismos de Fijación de Nitrógeno

Vida Libre

Cianobacterias (ej. *Nostoc*). No requieren otra especie para fijar nitrógeno, pero sí agruparse (no es simbiosis). Las cianobacterias filamentosas obtienen energía y carbono orgánico y lo intercambian con el heterocisto por nitrógeno.

Endófito

Flora que vive dentro del tallo de plantas (ej. gramíneas) sin alterar el organismo (no es parásito). Un ejemplo es *Azospirillum* en el maíz. Dentro del tallo se obtiene protección contra el oxígeno.

Asociación en la Rizosfera (Simbiosis)

Bacterias fijadoras de nitrógeno llamadas **Rizobium** hacen simbiosis con **leguminosas**, alojándose en estructuras radiculares denominadas **nódulos**.

Rizobium: Pasos de Infección y Formación de Nódulos

1. Reconocimiento: La planta libera *flavonoides* como respuesta a la falta de nitrógeno. Los *Rhizobium* reconocen o no esta señal (alta especificidad).
2. Adhesión e Infección: Las bacterias se adhieren a la superficie del pelo radical y secretan oligosacáridos como moléculas señal (**factores Nod**). Se forma un canal de infección hacia la corona de la raíz (10-15 primeros cm).
3. División Celular: Llegan a la corona y se liberan fitohormonas (**citoquininas**). Ocurre la división celular de las células de la planta para la formación del nódulo.
4. Fijación: Las células radicales infectadas cesan su división, convirtiéndose en **bacteroides endosimbióticos**, que comienzan a fijar nitrógeno.

Verificación en Campo: Para confirmar la simbiosis, se debe observar el color de las hojas y, al abrir un nódulo, este debe ser de color **rojo** debido al hierro de la **leghemoglobina**.

Micorrizas

Endomicorrizas

• Ubicación: Dentro de la célula de la raíz.
• Grupo: Glomeromycetes.
• Cultivo: No cultivables.
• Estructuras: Forman **arbúsculos** y **vesículas**.
• Prevalencia: Presentes en el **97%** de las plantas.

Ectomicorrizas

• Ubicación: Fuera de la raíz e intercelular.
• Grupo: Basidiomycetes y Ascomycetes.
• Cultivo: Cultivables (reproducción sexual).
• Estructuras: Forman **mantillo fúngico** (macro) y la **Red de Hartig** (micro).
• Asociación: Típicas de árboles.

Inoculación de Endomicorrizas

1. Aislamiento del hongo (mediante macerado y tamizado).
2. Caracterización.
3. Cultivo.
4. Inoculación con las raíces de la **planta trampa**.

Inoculación de Ectomicorrizas

Se realiza mediante:

• Muestras de suelo o trozos de raíces colonizadas.
• **Carpóforos** (cuerpos fructíferos que contienen las esporas), esporocarpos y esporas.

Se puede realizar un licuado de basidiocarpos para regar los plantines.

Ciclos Biogeoquímicos

Ciclo del Carbono

• Metanotrofia: Utiliza O₂.
• Metanogénesis.
• Fijación fotoautótrofa (ej. *Nitrosomonas*).
• Respiración con O₂ (ej. *Rizobios*).
• Respiración sin O₂ (ej. *Clostridium*).
• Fermentación (ej. Levadura).

Ciclo del Nitrógeno

Transformación de Amonio (NH₄) a Nitrato (NO₃) – **Nitrificación**:

• Nitritación: Amonio a Nitrito (ej. *Nitrosomonas*).
• Nitratación: Nitrito a Nitrato (ej. *Nitrobacter*).