Formación de agregados de suelo en la interacción suelo-raíz-microorganismos endófitos: micromorfología y análisis de imágenes.

Abstract

Los agregados de suelo son unidades estructurales entre partículas elementales, que se constituyen como producto de las interacciones bióticas y abióticas. Entre los componentes bióticos interactúan las raíces, los hongos (saprótrofos, micorrízicos), la mesofauna y las bacterias. En el caso de los hongos se ha generalizado que su función es el enlazamiento de las partículas para dar origen a macroagregados, sin considerar que su morfología, capacidad de exploración y relación con el fitobionte son diferentes. Además, las metodologías que se han utilizado alteran el sistema edáfico por lo que se desconoce todo el proceso de agregación in situ y la participación de cada una de las especies de hongos. Este estudio se realizó utilizando varias escalas, desde macro (campo, invernadero y laboratorio campo) hasta micro-micromorfología. Además, se construyeron mosaicos de imágenes microscópicas de alta resolución usando diversas fuentes de luz, y con operadores espaciales (GIS) se construyeron mapas temáticos, y fueron llevados a cabo análisis de imágenes y matrices de confusión, ademas se usaron herramientas estadísticas. El suelo investigado corresponde a un Vitric Andosol de Calpulalpan, Tlaxcala México. En este suelo se presentaron en la capa superficial 10 especies de hongos micorrízico arbusculares, donde dominó Funneliformis mosseae. Los hongos se relacionaron con diferentes componentes del suelo a través de su micelio, algunos sólo con materia orgánica en diversas etapas de descomposición en el horizonte A, otros enlazando agregados y minerales amorfos como alofano e imogolita o bien, ensartando partículas inorgánicas (lapillis pomáceos de 3 mm con poros cavidad tubulares) en los horizontes subsuperficiales lo que evita la degradación de los Andosols. En invernadero (experimento de un año) se demostró que sin la participación de los hongos micorrízicos arbusculares (tratamiento testigo) la dinámica en la agregación de partículas es menor; F. mosseae y Rhizophagus intraradices, enlazaron agregados de tamaño medio hasta formar agregados muy gruesos (> 4.7 mm) y modifican la estructura apedal a migajosa con poros de empaquetamiento compuesto. Gigaspora gigantea sólo se relacionó con agregados finos y partículas inorgánicas en los primeros dos meses, pero sin modificar la estructura. Finalmente, en la interacción hongos ectomicorrízicos (Suillus sp., Laccaria proxima y Hebeloma leucosarx) con Pinus greggii y P. patula se encontró que cada especie varió tanto en su función para formar agregados de diferente tamaño (racimos, micro y cinco clases de macroagregados) como en su asociación con los componentes órgano-minerales (encapsulando o enlazando) y su distribución por el espacio poroso. Además, este proceso puede ser estimulado aún más dependiendo del fitobionte. La conclusión general es que los hongos interactúan e impactan de diferente manera en el proceso de agregación enlazando, encapsulando e insertando partículas orgánicas e inorgánicas de diferente naturaleza y formando diferentes tamaños de agregados, pero la jerarquía de agregación se manifiesta principalmente en macroagregados. _______________ SOIL AGGREGATES FORMATION IN THE SOIL-ROOT ENDOPHITIC MICROORGANISMS INTERACTION: Micromorphology and images analysis. ABSTRACT: Soil aggregates are structural units between elementary particles, which are formed as a product of biotic and abiotic interactions. Among the biotic components, roots, fungi (saprotrophic, mycorrhizal), mesofauna and bacteria interact with each other. In the case of fungi, it has been generalized that their function is binding particles to form macroaggregates, without considering that their morphology and exploration capacity and relationship with the phytobiont are different. In addition, the methodologies used alter the edaphic system, and the aggregation process in situ and the participation of each fungal species is unknown. This study was carried out using several scales, from macro (field, greenhouse and laboratory) to micro-micromorphology. In addition, high resolution microscopic mosaics were built using different light sources and with spatial operators (GIS), were constructed thematic maps, carried out image analysis and confusion matrices and statistical tools were also used. The soil investigated corresponds to a Vitric Andosol from Calpulalpan, Tlaxcala, Mexico. In this soil, 10 species of fungi dominated by Funneliformis mosseae, were present on the surface layer. Fungi were related to different soil components through their mycelium, some only with organic matter at several stages of decomposition in the A horizon, others link aggregates and amorphous minerals such as allophane and imogolite or thread inorganic particles (pomaceous lapillis of 3 mm with vesicles) in the subsurface horizons, which prevents the degradation of the Andosols. In one a 1-year greenhouse experiment there was less the dynamics in the aggregation of particles without the participation of mycorrhizal fungi (control treatment) Funneliformis mosseae and Rhizophagus intraradices, linked aggregates of medium size until forming very thick aggregates (> 4.7 mm) and modified the apedal to migajosa structure with compound packing voids. Gigaspora gigantea was related only to fine aggregates and inorganic particles in the first two months and did not modify soil structure. Finally, in the interaction ectomycorrhizal fungi (Suillus sp., Laccaria proxima and Hebeloma leucosarx) with Pinus greggii and P. patula each species varied widelys in its capacity to form aggregates of different sizes (clusters, micro and five macroaggregate classes) as well as in its association with the organo-mineral components (encapsulating or linking) and the porous space distribution. In addition, this process could be further stimulated depending on the phytobiont. The general conclusion is that fungi interact and impact differently in the aggregation process by linking, encapsulating and threading organic and inorganic particles of different nature and forming different sizes of aggregates, but the aggregation hierarchy is manifested mainly in macroaggregates.