stringtranslate.com

Inoculante microbiano

Los inóculos microbianos , también conocidos como inóculos de suelo o bioinoculantes , son enmiendas agrícolas que utilizan microbios rizosféricos o endofíticos beneficiosos para promover la salud de las plantas. Muchos de los microbios involucrados forman relaciones simbióticas con los cultivos objetivo donde ambas partes se benefician ( mutualismo ). Si bien los inóculos microbianos se aplican para mejorar la nutrición de las plantas, también se pueden utilizar para promover el crecimiento de las plantas al estimular la producción de hormonas vegetales. [1] [2] Aunque los inóculos bacterianos y fúngicos son comunes, la inoculación con arqueas para promover el crecimiento de las plantas se está estudiando cada vez más. [3]

La investigación sobre los beneficios de los inoculantes en la agricultura se extiende más allá de su capacidad como biofertilizantes . Los inoculantes microbianos pueden inducir resistencia sistémica adquirida (SAR) de las especies de cultivos a varias enfermedades comunes de los cultivos (proporciona resistencia contra patógenos). Hasta ahora, la SAR se ha demostrado para el mildiú polvoroso ( Blumeria graminis f. sp. hordei , Heitefuss, 2001), el pie de atún ( Gaeumannomyces graminis var. tritici , Khaosaad et al. , 2007), la mancha foliar ( Pseudomonas syringae , Ramos Solano et al. , 2008) y la podredumbre de la raíz ( Fusarium culmorum , Waller et al. 2005).

Sin embargo, se reconoce cada vez más que los inóculos microbianos a menudo modifican la comunidad microbiana del suelo (Mawarda et al. , 2020).

Bacteriano

Inóculos rizobacterianos

Las rizobacterias que se aplican habitualmente como inóculos incluyen fijadores de nitrógeno, solubilizadores de fosfato y otras bacterias beneficiosas asociadas a las raíces que mejoran la disponibilidad de los macronutrientes nitrógeno y fósforo para la planta huésped. Estas bacterias se conocen comúnmente como rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR).

Bacterias fijadoras de nitrógeno

Las rizobacterias más utilizadas son Rhizobium y géneros estrechamente relacionados. Las Rhizobium son bacterias fijadoras de nitrógeno que forman asociaciones simbióticas dentro de los nódulos de las raíces de las legumbres . Esto aumenta la nutrición nitrogenada del huésped y es importante para el cultivo de soja, garbanzos y muchos otros cultivos leguminosos. En el caso de los cultivos no leguminosos, se ha demostrado que Azospirillum es beneficioso en algunos casos para la fijación de nitrógeno y la nutrición de las plantas. [1]

Para los cultivos de cereales, las rizobacterias diazotróficas han aumentado el crecimiento de las plantas, [4] el rendimiento de grano (Caballero-Mellado et al. , 1992), la absorción de nitrógeno y fósforo, [4] y el nitrógeno (Caballero-Mellado et al. , 1992), el fósforo ( Caballero-Mellado et al. , 1992; Belimov et al. , 1995) y contenido de potasio. (Caballero-Mellado et al. , 1992). Las rizobacterias viven en los nudos de las raíces y están asociadas con las leguminosas.

Bacterias solubilizadoras de fosfato

Para mejorar la nutrición de fósforo, también se ha prestado atención al uso de bacterias solubilizadoras de fosfato (PSB), como Agrobacterium radiobacter (Belimov et al. , 1995a; 1995b; Singh y Kapoor, 1999). Como sugiere el nombre, las PSB son bacterias de vida libre que descomponen los fosfatos inorgánicos del suelo en formas más simples que permiten su absorción por las plantas.

Inoculantes de hongos

Las relaciones simbióticas entre los hongos y las raíces de las plantas se denominan asociaciones de micorrizas . [5] Estas relaciones simbióticas están presentes en casi todas las plantas terrestres y proporcionan a la planta y a los hongos ventajas para la supervivencia. [5] La planta puede dar más del 5-30% de su producción de energía a los hongos a cambio de aumentar el área de absorción de la raíz con hifas , lo que le da a la planta acceso a nutrientes que de otra manera no podría obtener. [5] [6] Las dos micorrizas más comunes son las micorrizas arbusculares y las ectomicorrizas . Las asociaciones de ectomicorrizas se encuentran más comúnmente en especies leñosas y tienen menos implicaciones para los sistemas agrícolas. [7]  

Micorriza arbuscular

Este diagrama muestra la relación simbiótica beneficiosa entre las raíces de una planta y un hongo asociado, a la que se le denomina asociación micorrízica . [5] Las plantas pueden dar más del 5-30% de su producción fotosintética a esta relación, representada por G, a cambio de una mayor absorción de nutrientes, a través de hifas , que extienden el área de absorción de la raíz de la planta, dándole acceso a nutrientes que de otra manera no podría obtener, lo que está representado por N y P. [5]

La micorriza arbuscular (MA) ha recibido atención como una posible enmienda agrícola por su capacidad de acceder y proporcionar fósforo a la planta huésped. [7] Bajo un sistema de invernadero de fertilización reducida que fue inoculado con una mezcla de hongos MA y rizobacterias , los rendimientos de tomate que se dieron con una fertilidad del 100% se lograron con una fertilidad del 70%. [8] Esta reducción del 30% en la aplicación de fertilizantes puede ayudar a reducir la contaminación por nutrientes y ayudar a prolongar los recursos minerales finitos como el fósforo ( Fósforo máximo ). Otros efectos incluyen aumentos en la tolerancia a la salinidad , [9] tolerancia a la sequía, [10] y resistencia a la toxicidad de los metales traza. [11]

Socios fúngicos

La inoculación de hongos por sí sola puede beneficiar a las plantas hospedantes. La inoculación combinada con otras enmiendas puede mejorar aún más las condiciones. La inoculación de micorrizas arbusculares combinada con compost es una enmienda doméstica común para jardines personales, agricultura y viveros. Se ha observado que esta combinación también puede promover funciones microbianas en suelos que han sido afectados por la minería . [12]

Ciertos hongos asociados se desarrollan mejor en ecotonos específicos o con ciertos cultivos. La inoculación de micorrizas arbusculares combinada con bacterias promotoras del crecimiento de las plantas dio como resultado un mayor rendimiento y una maduración más rápida en los arrozales de tierras altas. [13]

El crecimiento del maíz mejoró después de una enmienda con micorrizas arbusculares y biocarbón . Esta enmienda también puede reducir la absorción de cadmio por los cultivos. [14]

Uso de inoculantes

Los inóculos de hongos se pueden utilizar con o sin enmiendas adicionales en jardines privados, granjas, producción agrícola, viveros nativos y proyectos de restauración de tierras.

Inoculantes compuestos

Se ha demostrado que la combinación de cepas de rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR) beneficia al arroz y la cebada. [15] [16] El principal beneficio de la inoculación dual es una mayor absorción de nutrientes por parte de las plantas tanto del suelo como del fertilizante. [15] También se ha demostrado que múltiples cepas de inóculo aumentan la actividad total de la nitrogenasa en comparación con cepas individuales de inóculos, incluso cuando solo una cepa es diazotrófica . [15] [17] [18]

La combinación de PGPR y micorrizas arbusculares puede ser útil para aumentar el crecimiento del trigo en suelos pobres en nutrientes [19] y mejorar la extracción de nitrógeno de suelos fertilizados. [20]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Bashan, Yoav; Holguin, Gina (1997). "Relaciones entre Azospirillum y plantas: avances ambientales y fisiológicos (1990-1996)". Revista Canadiense de Microbiología . 43 (2): 103-121. doi :10.1139/m97-015. S2CID  6840330.
  2. ^ Sullivan, Preston (2001). Enmiendas alternativas al suelo (PDF) (Informe). Transferencia de tecnología apropiada para áreas rurales.
  3. ^ Chow, Chanelle; Padda, Kiran Preet; Puri, Akshit; Chanway, Chris P. (20 de septiembre de 2022). "Un enfoque arcaico para un problema moderno: arqueas endofíticas para la agricultura sostenible". Microbiología actual . 79 (11): 322. doi :10.1007/s00284-022-03016-y. ISSN  1432-0991. PMID  36125558. S2CID  252376815.
  4. ^ ab Galal, YGM, El-Ghandour, IA, Osman, ME y Abdel Raouf, AMN (2003), El efecto de la inoculación con micorrizas y rizobios en el crecimiento y el rendimiento del trigo en relación con la fertilización con nitrógeno y fósforo según lo evaluado mediante técnicas 15n, Symbiosis, 34(2), 171-183.
  5. ^ abcde Brady, Nyle C. (2010). Elementos de la naturaleza y propiedades de los suelos . Weil, Ray R. (Tercera edición). Upper Saddle River, NJ, págs. 343–346. ISBN 9780135014332.OCLC 276340542  .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )
  6. ^ "Micorriza | Recursos web de David Sylvia". sites.psu.edu . Consultado el 24 de octubre de 2019 .
  7. ^ ab Chapin, F. Stuart; Matson, Pamela A.; Vitousek, Peter M. (2011). Principios de ecología de ecosistemas terrestres . Nueva York, NY: Springer New York. págs. 243–244. doi :10.1007/978-1-4419-9504-9. ISBN 9781441995032.
  8. ^ Adesemoye, AO; Torbert, HA; Kloepper, JW (noviembre de 2009). "Las rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas permiten reducir las tasas de aplicación de fertilizantes químicos". Microbial Ecology . 58 (4): 921–929. doi :10.1007/s00248-009-9531-y. ISSN  0095-3628. PMID  19466478. S2CID  8789559.
  9. ^ Hirrel, MC y Gerdemann, JW, 1980. Crecimiento mejorado de cebolla y pimiento morrón en suelos salinos por dos hongos micorrízicos vesiculares-arbusculares 1. Soil Science Society of America Journal, 44(3), pp.654-655.
  10. ^ Ferrazzano, S. y Williamson, P. (2013). Beneficios de la inoculación micorrízica en la reintroducción de especies vegetales en peligro de extinción en condiciones de sequía. Journal of Arid Environments, 98, pp.123-125.
  11. ^ Firmin, S., Labidi, S., Fontaine, J., Laruelle, F., Tisserant, B., Nsanganwimana, F., Pourrut, B., Dalpé, Y., Grandmougin, A., Douay, F., Shirali, P., Verdin, A. y Lounès-Hadj Sahraoui, A. (2015). La inoculación de hongos micorrízicos arbusculares protege a Miscanthus×giganteus contra la toxicidad de elementos traza en un sitio altamente contaminado con metales. Science of the Total Environment, 527-528, págs. 91-99.
  12. ^ Kohler, J., Caravaca, F., Azcón, R., Díaz, G. y Roldán, A. (2015). La combinación de la adición de compost y la inoculación de micorrizas arbusculares produjo efectos positivos y sinérgicos en el fitomanejo de relaves mineros en una zona semiárida. Science of the Total Environment, 514, pp.42-48.
  13. ^ Diedhiou, A., Mbaye, F., Mbodj, D., Faye, M., Pignoly, S., Ndoye, I., Djaman, K., Gaye, S., Kane, A., Laplaze, L. , Manneh, B. y Champion, A. (2016). Los ensayos de campo revelan respuestas específicas de cada ecotipo a la inoculación de micorrizas en el arroz. MÁS UNO, 11(12), p.e0167014.
  14. ^ Liu, L., Li, J., Yue, F., Yan, X., Wang, F., Bloszies, S. y Wang, Y. (2018). Efectos de la inoculación micorrízica arbuscular y la enmienda con biocarbón en el crecimiento del maíz, la absorción de cadmio y la especiación del cadmio en suelos contaminados con Cd. Chemosphere, 194, págs. 495-503.
  15. ^ abc Belimov, AA, Kojemiakov, AP y Chuvarliyeva, CV (1995a) Interacción entre la cebada y cultivos mixtos de bacterias fijadoras de nitrógeno y solubilizadoras de fosfato. Plantas y suelos, 173, 29-37.
  16. ^ Kennedy, Ivan R. (2001). "Biofertilizantes en acción". Biología vegetal funcional . 28 (9): 825. doi :10.1071/pp01169. ISSN  1445-4408.
  17. ^ Khammas, KM; Kaiser, P. (agosto de 1992). "Descomposición de pectina y fijación de nitrógeno asociada por cultivos mixtos de especies de Azospirillum y Bacillus". Revista Canadiense de Microbiología . 38 (8): 794–797. doi :10.1139/m92-129. ISSN  0008-4166. PMID  1458371.
  18. ^ Cacciari, Isabel; Lippi, Daniela; Ippoliti, Silvia; Pietrosanti, Tito; Pietrosanti, Walter (julio de 1989). "¿Respuesta al oxígeno del Azospirillum brasilense diazotrófico? Cultivo discontinuo mixto de Arthrobacter giacomelloi". Archivos de Microbiología . 152 (2): 111-114. doi :10.1007/bf00456086. ISSN  0302-8933. S2CID  10850392.
  19. ^ Singh, S. y Kapoor, KK (1999) La inoculación con microorganismos solubilizadores de fosfato y un hongo micorrízico vesículo-arbuscular mejora el rendimiento de materia seca y la absorción de nutrientes por el trigo cultivado en suelo arenoso. Biología y fertilidad de suelos, 28, 139-144.
  20. ^ Galal, YGM, El-Ghandour, IA, Osman, ME y Abdel Raouf, AMN (2003), El efecto de la inoculación con micorrizas y rizobios en el crecimiento y el rendimiento del trigo en relación con la fertilización con nitrógeno y fósforo según lo evaluado mediante técnicas 15n, Symbiosis, 34(2), 171-183.

Bibliografía

Enlaces externos