UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y MAR ESCUELA DE CIENCIAS AGRARIAS PROGRAMA Carrera: Unidad Académica Nombre del curso Código del curso Créditos Nivel Ciclo Naturaleza Modalidad Tipo de curso Horas docente Horas de estudio independiente Número total de horas semanales Horario de atención a estudiantes Requisitos: Docente: Correo:

Licenciatura en Ingeniería Agronómica Escuela de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Costa Rica Microbiología de suelos y plantas en el contexto de la agricultura sostenible CAF-5420 3 Licenciatura II Ciclo – 2015 Teórico Ciclo de 17 semanas Optativo para las Escuelas de Ciencias Agrarias, Ciencias Ambientales y Ciencias Biológicas 3 horas 3 horas 5 1 hora Bachillerato en carreras de Ingeniería Agronómica, Biología y Ciencias Forestales Dr. Eduardo Salas Alvarado [email protected]

Descripción: El curso brinda al estudiante los alcances del estudio de la microbiología de suelos y plantas, con énfasis en los microorganismos benéficos, como base para generar una agricultura sostenible. El estudiante tendrá un panorama general de la evolución histórica de la microbiología como disciplina científica hasta los tiempos actuales. Se darán las bases de la ecología microbiana para que el estudiante visualice de una forma realista los efectos de la intervención antropogénica sobre el microbioma de suelos y plantas, y con ello pueda generar opciones de manejo agropecuario sostenibles. Se discutirán investigaciones que han abordado los efectos de la agricultura convencional y orgánica sobre la estructura y función de los microorganismos de suelos y plantas. De esta forma el estudiante conocerá las ventajas y desventajas de ambos modelos de producción de alimentos con lo cual tendrá un mayor criterio en la propuesta técnica para la agricultura sostenible. El curso le permitirá al estudiante visualizar el papel que juegan los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos, base de la fertilidad de los suelos y la nutrición de las plantas. Entre otros se abordaran temas como el combate biológico y la supresividad de los suelos, desde los puntos de vista de investigación básica y aplicada en el contexto de la agricultura sostenible. 1

Objetivo General Proporcionar al estudiante un conjunto de conocimientos teóricos relacionados con la microbiología de suelos y plantas, desde la visión de sistemas complejos que involucra la relación suelo-planta, con el fin de mejorar su formación profesional y criterio técnico en el contexto de la agricultura sostenible. Objetivos específicos Estudiar el microbioma de suelos y plantas desde el punto de vista de ecología como base para su manejo agronómico sostenible. Visualizar los alcances que tienen las prácticas de manejo orgánico y convencional sobre los microorganismos de suelos y plantas y por ende sobre la producción sostenible de los cultivos.

Temática: Introducción. Historia de la microbiología y relevancia de la microbiología de suelos y plantas en la agricultura. Clasificación de los microorganismos, funciones macro de los microorganismos en el suelo. Técnicas de estudio de la microbiología de suelos. El suelo como ambiente microbiano. Microbioma del suelo. Microbioma de la rizósfera. Microbioma del tallo y el filoplano de las plantas: microorganismos endófitos, epífetos, simbióticos, hongos y bacterias promotores de crecimiento vegetal. Otros microbiomas (de insectos). Efectos de los microorganismos en la resistencia sistémica de la planta. Conceptos de ecología aplicados a la microbiología de suelos: resistencia, resilencia, redundancia, estructura, abundancia, diversidad, estabilidad, especiación por simbiosis. Otros concepto importantes en microbiología: del caos, comunicación entre microorganismos y entre estos y las plantas, quórum sensing, biofilm, fungistasis. Efectos del manejo agrícola convencional sobre los microorganismos del suelo y la sostenibilidad del recurso suelo. Efectos del manejo agrícola orgánico sobre los microorganismos del suelo y la sostenibilidad del recurso suelo: compost, lombricompost, biofermentos. Ciclos biogeoquímicos. Los microorganismos y el control biológico de plagas, biofertilizantes microbianos. Suelos supresivos a plagas. Estrategia pedagógica Se asignará para cada clase lecturas específicas y el profesor realizará en cada caso una presentación con lo más relevante de dichas lecturas, apoyado con resultados de investigaciones nacionales. De esta forma se promoverá la discusión con lo leído por los estudiantes y lo expuesto por el profesor, con el fin de que el estudiante obtenga información científica de primer nivel y sepa utilizarla en razonamientos y propuestas técnicas y prácticas para una agricultura sostenible. El profesor aportará escenarios de la realidad nacional para ser 2

discutidos en clase apoyados con la literatura científica al respecto. Las tareas encomendadas a los estudiantes para realizarlas fuera de clase serán para profundizar o abordar temas no

cubiertos en clase. Los trabajos son entregados en forma grupal, luego de revisados y evaluados se devuelven para facilitar una retroalimentación correctiva. Cronograma:

Semana 1. (23 de julio) Introducción. La microbiología en el contexto histórico de la agricultura. ¿Por qué la microbiología ha sido y es, relevante en la agricultura? Semana 2. (30 de julio) Clasificación de los microorganismos, enfoques de la taxonomía bacteriana, clasificación según su metabolismo. Papel de las enzimas en el metabolismo. Semana 3. (6 de agosto) Repaso de los métodos y técnicas de estudio de la microbiología de suelos y plantas más relevantes. Semana 4. (13 de agosto) El suelo como ambiente microbiano. Microbioma del suelo. Microbioma de la rizósfera. Semana 5. (20 de agosto) Microbioma del tallo y el filoplano de las plantas: microorganismos endófitos, epífetos, simbióticos, hongos y bacterias promotores de crecimiento vegetal. Otros microbiomas (de insectos). Semana 6. (27 de agosto) Efectos de los microorganismos en la resistencia sistémica de la planta. Conceptos de ecología aplicados a la microbiología de suelos y plantas: resistencia, resilencia, redundancia, estructura, abundancia, diversidad, estabilidad, especiación por simbiosis (simbiogénesis). Semana 7. (3 de setiembre)

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Otros concepto importantes en microbiología: comportamiento caótico (sistemas microbianos complejos), comunicación entre microorganismos y entre estos y las plantas, quórum sensing, biofilm, fungistasis.

Semana 8. (10 de setiembre) Primer examen parcial. Semana 9. (17 de setiembre) Efectos del manejo agrícola convencional sobre los microorganismos del suelo y la sostenibilidad del recurso suelo Efectos del manejo agrícola orgánico sobre los microorganismos del suelo y la sostenibilidad del recurso suelo: compost, lombricompost, biofermentos Semana 10. (24 de setiembre) Ciclos biogeoquímicos. Materia orgánica y formación de humus. Implicaciones prácticas en la agricultura. Semana 11. (1 de octubre) Papel de los microorganismos sobre la generación de gases a la atmosfera. Semana 12. (8 de octubre) Los microorganismos y el control biológico de plagas, biofertilizantes microbianos. Los microorganismos eficientes (Bactobacillus, bacterias fototróficas, levaduras, actinobacterias). Microbiología asociada al compostaje, lombricompostaje y bocashi. Semana 13. (15 de octubre) Suelos supresivos a plagas. Supresividad general y específica. Cómo trasladar la supresividad de un suelo a otro. Ejemplos de suelo supresivos. Cómo evaluar suelos supresivos. Repaso de bioremediación de suelos contaminados. Semana 14. (22 de octubre) Presentación oral de trabajos de investigación Semana 15. (29 de octubre) Presentación oral de trabajos de investigación 4

Semana 16. (5 de noviembre) Presentación oral de trabajos de investigación

Semana 17. (12 de noviembre) Segundo examen parcial Semana 18. Examen extraordinario (19 de noviembre) Semana 19. Entrega de notas (26 de noviembre) Evaluación 2 exámenes parciales 5 informes de trabajos asignados, cada uno consistirá de un resumen escrito (una página mínimo) de al menos 2 artículos científicos proporcionados por el profesor Trabajo de investigación que será presentado de manera oral únicamente, se califica dominio del tema, presentación y respuesta a preguntas

25% cada uno

25% (5% cada uno) 25%

Bibliografía Paul, E.A. 2007. Soil Microbiology, Ecology, and Biochemistry. 3 ed. Amsterdam. Academic Press. 532 p. Sylvia, D.M.; Fuhrmann, J.J.; Hartel, P.G.; Zuberer, D.A. 2005. Principles and Applications of soil microbiology. 2 ed. New Jersey, USA. Pearson Prentice Hall. 640 p. Rai, M.K. 2006. Handbook of Microbial Biofertilizers. New York, USA. The Haworth Press, Inc. 579 p. Bacon, C. W.; White, J.F. 2000. Microbial Endophytes. New York, Marcel Dekker. 487 p. Alef, K.; Nannipieri, P. 1995. Methods in Applied Soil microbiology and Biochemistry. London, UK. Academic Press. 576 p. Cyne, M. 2000. Microbiologia del suelo: un enfoque exploratorio. ES. Editorial parainfo. 416 p. Atlas, R. M.; Bartha, R. 2002. Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental. Madrid Pearson Educación S.A. 677 p. 5

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KRASIL'NIKOV, N.A. 1958. El suelo, los Microorganismos y las plantas superiores. Academia de Ciencias de la URSS, Instituto de Microbiología. Traducido por: Dr. Y. Halperin. Impreso en Jerusalén por: S. MONSON.

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