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Construye el primer microscopio con el que puede observar microorganismos en distintos sustratos.
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Demuestra que algunas leguminosas pueden obtener el nitrógeno presente en la atmósfera.
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Demuestran que la oxidación del amonio a nitritos y nitratos es un proceso biológico.
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Aísla por primera vez bacterias nodulares del género (Rhizobium)
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Asocian la fertilidad nitrogenada de las leguminosas con la presencia de nódulos radicales producidos por microorganismos específicos
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Aísla una bacteria fijadora de nitrógeno atmosférico (Clostridium pasteurianum) y explica el ciclo del nitrógeno en la naturaleza.
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Aísla a bacterias del género (Azotobacter).
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Demuestra que para alcanzar un equilibrio entre el suelo y la cosecha, es necesario que exista armonía entre los factores físicos, químicos y biológicos del suelo con las actividades microbianas.
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Estudia la ecología microbiana del compost, al igual que, descubre la estreptomicina.
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Propone la agricultura "del no actuar" que se basa en la comprensión de los micro-ecosistemas del suelo, al no existir casi ninguna intervención humana.