Instituto Politécnico Nacional

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

Ingeniería en Sistemas Ambientales

Microbiología Ambiental

Práctica 9Procesos Microbianos del Ciclo del

Nitrógeno.

Alcántara Salinas ViridianaOribe Aguilar Kitzia Irina

Equipo: 3 5AV1

Introducción

Nitrificación

Libre, ecosistemas

Simbiotica

Desnitrificación

Método

Proteolísis

10g suelo+90ml de agua realizar diluciones hasta

sembrar de en cajas de Petri con Agar Leche

Incubar a 28°C 48 h. Halo transparente

Amonificación

Inocular tubos con medio de Stuart con 1 ml de

diluciones

3 tubos por c/dilución. Incubar a 28°C 7 días.

Desarrollo de color anaranjado a rojo

intenso.

Nitritación

En tubos con medio para nitrificantes

inocular con diluciones

3 tubos por c/dilución. Incubar a 28°C 14

días.

Reactivo Griess A y B, 3 gotas c/u. Color rosa

Nitratación

Adicionar Granalla de Zinc a los tubos que dieron negativo

la prueba anterior

Rojo intenso.

Desnitrificación

En tubos con medio para desnitrificadores inocular con diluciones

3 tubos por c/dilución. Incubar a 28°C 7 días.

Gas en la campana Durham

Objetivos

Determinar experimentalmente los principales procesos metabólicos involucrados en el ciclo del nitrógeno.

Enumerar formas fisiológicas de bacterias involucradas en estos procesos en diferentes muestras de suelo.

Resultados

Estación %H B.S Amonificación Nitritación Nitratación Desnitrificación

1 0.27 0.73 479.45 1027.40 0.00 589.042 0.9 0.1 3500.00 7500.00 600.00 1100.003 0.28 0.72 486.11 1100.00 83.33 1100.005 0.3 0.7 500.00 1071.43 0.00 3428.576 0.5 0.5 700.00 1500.00 0.00 4800.007 0.16 0.84 416.67 892.86 0.00 2857.14

ProcesoMedio de cultivo

Estación

1 2 3 5 6 7

Proteólisis Agar lecheMayor a

104

Mayor a 104

Mayor a 104

1.36x106

Mayor a 104

Mayor a 104

Amonificación Stuart 479.45 3500 486.11 500 700 416.67

NitrificaciónNitritación 1027.40 7500 <1100 1071.42 1500 892.86

Nitratación 0 600 83.33 0 0 0

DesnitrificaciónCon

asparagina589.04 <1100 <1100 3428.57 4800 2857.14

Número de microorganismos representantes de los procesos del ciclo del nitrógeno en la zona de muestreo (NMP o UFC/g de suelo

en Base seca)

Informe

ProteólisisDebido a que en todos los equipos salieron datos incontables, es decir mayores a 104, no se graficaron.

AmonificaciónGráfica 1. Reportada en NMP/g en base seca vs estaciones.

0 1 2 3 4 5 6 70.00

500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.004000.00

Amonificación

Estación

NM

P/g

en

B.S

.

Nitrificación

0 1 2 3 4 5 6 70.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

6000.00

7000.00

8000.00

Nitritación

Gráfica 3. Reportada en NMP/g en base seca vs estaciones.

Gráfica 2. Reportada en NMP/g en base seca vs estaciones.

0 1 2 3 4 5 6 70.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00Nitratación

*Nota: aquellos mayores a 1100, para fines prácticos se graficaron como si su valor fuese de 1100.

DesnitrificaciónGráfica 4. Reportada en NMP/g en base seca vs estaciones.

0 1 2 3 4 5 6 70.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

6000.00

Desnitrificación

*Nota: aquellos mayores a 1100, para fines prácticos se graficaron como si su valor fuese de 1100.

Distribución de las estaciones de muestreo en las Cascadas de Atlihuetzia.

DiscusiónLa realización de esta práctica nos permitió identificar mediante cuenta en placa los organismos pertenecientes al gremio de la proteólisis, después de haber sido sembrado en agar leche, mientras que los gremios de amonificación, nitrificación y desnitrificación se realizó mediante cultivos líquidos, utilizando las tablas de NMP/g B.S. Los datos obtenidos fueron demasiado altos (incontables) para el caso de la proteólisis, por ello tuvimos que haber utilizado una dilución mayor para conocer el número real de estos microorganismos en nuestro suelo; en amonificación los datos mas altos los presento estación 2 con 3500, siendo un valor sumamente grande, con lo cual podemos concluir que en esta zona existía gran cantidad de materia orgánica, que los microorganismos descomponían hasta su forma inorgánica; en la nitrificación se dividía en dos procesos: nitritación cuyos datos más altos fueron en la estación 2 y 6 con 7500 y 1500 respectivamente y nitratación de donde solo se encontraron dos equipos que tuvieron a este gremio, el 2 y el 3, siendo el 2 el de mayor incidencia (600); por último la desnitrificación obtuvo valores bastante altos en todas las estaciones, suponiendo que se realiza con frecuencia en esta zona la reducción desasimilatoria de nitratos para convertirse a N2, por lo cual conocemos que las condiciones de oxígeno son pobres en el suelo, o que la mayoría se realiza utilizando mecanismos con barreras permeables al oxígeno.Los datos del equipo 2 nos resultan peculiarmente altos, lo cual nos hace considerar sus condiciones, que fueron aquellos que se encontraban en la interfase de una zona de cultivo y una caída de agua, por lo que nos lleva a la suposición de que la cantidad de materia orgánica arrastrada era muy grande favoreciendo el desarrollo de los microorganismos que participan en el ciclo del Nitrógeno; sin embargo en la estación 1 no se hallaron valores altos debido a que al añadir fertilizantes inhiben la actividad de estos gremios, pues se encuentra el Nitrógeno en su forma disponible.

Conclusión

Se lograron evidenciar de manera experimental los principales procesos metabólicos en el ciclo del nitrógeno, pese a que no se observaran de la manera óptima .

El ciclo del nitrógeno es un ciclo biogeoquímico gaseoso que se realiza con rapidez y depende en gran manera de los microorganismos, ya que estos con la finalidad de poderlo asimilar, realizan distintas estrategias metabólicas en las que lo convierten en amonio para ser de esta manera incorporado a algún ciclo y obtener el Nitrógeno necesario. Estas vías tomadas no solo las benefician a ellas sino también a plantas que crecen en estos suelos y que tampoco pueden asimilarlo como nitrógeno atmosférico, ya que lo fijan al suelo y de esta manera queda disponible. Los microorganismos que intervienen en estos procesos son : bacterias y hongos. Sin embargo también se han de conocer los efectos adversos de la realización excesiva y por lo tanto desequilibrada de cualquiera de estos procesos, como en el caso de la acumulación de NH4

+ que produce una alcalinización del suelo por ejemplo.

Cuestionario

1. ¿Qué factores pueden alterar el número de microorganismos involucrados en el ciclo del nitrógeno?

Las condiciones ambientales, como temperatura, pH del suelo, disposición de oxígeno, relación C:N. Sabemos que los microorganismos tienden a tener un crecimiento óptimo a ciertas temperaturas y pH, dependiendo de cada especie, lo cual puede o no permitir que se desarrollen. En el caso de la relación C:N, por ejemplo cuando C:N> 20 se favorece la asimilación, y cuando C:N < 20, se favorece la mineralización por lo cual habrá más de aquellos que realicen esta acción. Las condiciones de oxígeno afectan directamente en la fase de desnitrificación, que debe ser bajo condiciones anóxicas y en la nitrificación es bajo condiciones óxicas.

2. La adición de fertilizantes nitrogenados puede tener consecuencias en los procesos globales de contaminación. Indique cuales consideraría que son estas consecuencias.

Los microorganismos nitrificantes quimiolitotrofos transforman el amonio de los fertilizantes en nitratos y nitritos, estos aniones se lixivian fácilmente, acumulándose en las aguas subterráneas, lo cual es peligroso ya que a concentraciones altas son tóxicos, también pueden formar nitrosaminas que son cancerígenas.

 

3. ¿Cuáles son las ecuaciones químicas que se llevan a cabo en cada uno de los procesos biológicos analizados?

•Proteolisis: N2 + 8H+ + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi

•Amonificación:

•CH3 -CHNH2-COOH + 1/2 O2 → CH3-CO-COOH + NH3

•Nitritación: 2 NH3 + 3 O2→ 2 HNO2 + 2 H2O

•Nitratación: HNO2 + 1/2 O2→ HNO3

•Desnitrificación:

•NO3- → NO2

- → NO → N2O → N2

•CH3COOH + 2NO3- → 5/2 CO2 + N2 + 2OH- + 3/2 H2O

Bibliografía

http://www.ciceana.org.mx/recursos/ciclo%20del%20nitrogeno.pdf

"El Ciclo del Nitrógeno, De Microbios y de Hombres" . John Arthur Harrison, Ph.D. Consultado el 20 de Octubre del 2013 en:

http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=98&l=s

"Ingeniería Ambiental", Henry Glynn y Heinke Gary. Segunda edición. Pearson Educación. México 1999. pp. 389-391. Consultado el 20 de Octubre del 2013 en: http://books.google.com.mx/books?id=ToQmAKnPpzIC&printsec=frontcover&hl=es#v=onepage&q&f=false

“LA TÉCNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA.”

Gracias por su atención.!