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BIOLOGÍA EN AGRONOMÍA
Volumen 2, No. 2 Octubre de 2012 ISSN 1853-5216
Universidad Nacional de Catamarca Secretaría de Ciencia y Tecnología ‐‐‐‐ Editorial Científica Universitaria
ISSN: 1853-5216
RIZOBACTERIAS PROMOTORAS DE CRECIMIENTO VEGETAL COM O
BIOFERTILIZANTES
Susana Pernasetti y Gabriela Di Barbaro
Cátedra de Microbiología Agrícola. Departamento Biología. Facultad de Ciencias Agrarias.
Universidad Nacional de Catamarca. Avda. Belgrano y Maestro Quiroga. San Fernando del
Valle de Catamarca. E-mail:[email protected]
Recibido: 25/09/2012 Aceptado: 24/10/2012
______________________________________
INTRODUCCIÓN
En la agricultura moderna hay una tendencia a disminuir el uso de fertilizantes
químicos y pesticidas los cuales son costosos y dañinos al ambiente por la
contaminación que provocan.
Hoy se trata de aplicar una agricultura sustentable caracterizada por su
inocuidad medioambiental y la preservación de los recursos naturales, la utilización de
recursos renovables locales y tecnologías apropiadas y económicas, con una mínima
compra de insumos externos y, consiguientemente, un alto grado de autosuficiencia
local. Esto a creado una necesidad de de nuevas tecnologías ecológicas que mejoren
la productividad agrícola y al mismo tiempo sean seguras para el entorno y la salud
humana.
Desde los años 70 vienen desarrollándose las investigaciones e informes sobre
microorganismos del suelo que promueven el crecimiento de las plantas, lo que ha
llevado a la aplicación de técnicas de fertilización “no contaminantes” para aumentar el
rendimiento de los cultivos, estos son los llamados Biofertilizantes .
Los biofertilizantes son productos a base de microorganismos que viven
normalmente en el suelo aunque en poblaciones bajas y que al incrementar sus
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poblaciones por medio de la inoculación artificial son capaces de poner a disposición
de las plantas, mediante su actividad biológica, una parte importante de las sustancias
nutritivas que necesitan para su desarrollo, así como suministrar sustancias
hormonales o promotores de crecimiento.
La acción de un biofertilizante va a depender de la capacidad de los
microorganismos para establecerse sobre los raíces de las plantas, por eso es
importante tener claro el concepto de rizósfera.
Se puede decir que la rizósfera es un pequeñísimo espacio, aproximadamente
de 2mm, entre el suelo común y las raíces, donde existe una relación de
aprovechamiento mutuo entre las plantas y las bacterias o microorganismos que la
rodean. La rizósfera es colonizada más intensamente por microorganismos que en
otras regiones del suelo y algunos de estos, no solo se benefician por las excreciones
de sustancias nutritivas de las raíces sino que ejercen una acción benéfica para la
planta ya que estimulan su crecimiento.
FIGURA 1: Zona del suelo afectada por las raíces o rizósfera.
Las bacterias que se desarrollan en la rizósfera de las plantas se las denomina
“rizobacterias ” y aquellas que además promueven el crecimiento o desarrollo de las
plantas “PGPR” es decir “Rizobacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal” (por sus
siglas en inglés que significa Plant Growth Promoting Rizobacteria) o
“Microorganismos Promotores del Crecimiento Vegetal” (MPCV).
Dentro de los microorganismos PGPR encontramos los que tienen acción
directa o sea que proveen a la planta de algún nutriente (como nitrógeno, fosforo,
hierro) o producen reguladores de crecimiento (fitohormonas) los cuales aumentan el
volumen de la raíz y con ello incrementan la toma de nutrientes y agua. Los de acción
indirecta son aquellos microorganismos con capacidad de control biológico los cuales
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promueven el crecimiento de las plantas al suprimir los fitopatógenos que puedan
contener.
RESEÑA DE LAS INVESTIGACIONES SOBRE Azospirillum sp . COMO
MICROORGANIMO PGPR EN LA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
Una de las líneas de investigación que se realizan en el laboratorio de
Microbiología Agrícola de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional
de Catamarca, se refiere al género bacteriano Azospirillum; esta bacteria es rizosférica
y endofítica (penetra en las tejidos de la raíz) y es considerado un microorganismo
PGPR por su capacidad de fijar nitrógeno atmosférico y producir fitohormonas.
Primeramente se realizaron aislamientos de Azospirillum sp. de diferentes
especies de plantas regionales, esto con el fin de obtener cepas adaptadas a nuestras
condiciones edafoclimáticas las cuales pueden tener más posibilidades de colonizar
eficientemente las raíces y provocar acciones que beneficien el rendimiento del
vegetal.
FOTO 1: Colonias de Azospirillum en medio Rodriguez Cáceres.
Así en el año 1997 se comunicó la presencia de Azospirillum sp en los géneros
Cenchrus, Atriplex, Opuntia, Simmondsia, Gossypium y Salvia chia, plantas cultivadas
en zonas áridas y semiáridas (Stegmayer et al, 1997).
También se comunicó el aislamiento de Azospirillum sp de las raíces de
Alchemilla pinnata (pasto punilla), que es una Rosacea de altura, ampliando su
distribución geográfica en esta importante forrajera (Pernasetti et al, 1998).
Ya en un ensayo de inoculación con Azospirillum brasilensis en Opuntia, (tuna)
resultó en un aumento significativo de las raíces, característica de gran importancia
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para esta planta que se desarrolla en zonas de aridez, ya que amplía la posibilidad de
toma de agua y nutrientes sin olvidar también la importancia que tiene el mayor
desarrollo radical en el anclaje de la planta en zonas ventosas (Stegmayer, 1998;
Jorratti et al. 1999).
FOTOS 2, 3 y 4: Inoculación con Azospirillum en tuna (Opuntia ficus indica).
En estudios orientados a dilucidar el efecto de Azospirillum en la germinación y
crecimiento de lechuga (Latuca sativa), se concluyó que la interacción del
pretratamiento osmótico mas la inoculación con Azospirillum ejerce un efecto
benéfico, aún en condiciones de salinidad, en la germinación y crecimiento (tamaño de
planta, longitud de raíz y peso seco) (Killian et al, 2004; Di Barbaro et al, 2004).
En un ensayo en el campo con Comino (Cuminun cyminun L.) se evaluó la
respuesta de este cultivo a la inoculación con Azospirillum sp, y a la fertilización con
lombriscompuesto. La producción de granos fue significativamente mayor en los
tratamientos inoculados y fertilizados con lombriscompuesto con respecto al testigo.
Siendo menor la respuesta con la aplicación simultanea de ambos. (Di Barbaro et al,
2005).
FOTO 5: Tamaño de 100 semillas de comino procedentes de diferentes tratamientos.
Se evaluó la respuesta del pimiento pimentonero (Capsicum annum L. var.
trompa de elefante) a la inoculación con Azospirillum brasilensis, las respuestas
obtenidas concluyeron que es una metodología económicamente posible que puede
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optimizar la germinación y crecimiento, y con ello su productividad (Di Barbaro et al,
2005).
FOTOS 6 y 7: Efecto de la inoculación con Azospirillum en el crecimiento de plantines
de pimiento pimentonero (Capsicum annum var. trompa de elefante).
Se determinó el efecto que ejerce la bacteria Azospirillum brasilensis en la
germinación, emergencia, crecimiento y sobrevivencia de plantas jóvenes de soja
(Glicine max) sometidas a estrés salino de distinta graduación. La inoculación provocó
un incremento de todos los parámetros evaluados, se registraron diferencias altamente
significativas (Di Barbaro et al, 2007).
En tomate (Lycopersicum esculetum) la inoculación con Azospirillum sp provoca
un incremento del peso seco del sistemas radical y de la parte aérea, lo que indica
promoción del crecimiento por una mayor absorción de nutrientes y agua (Di Barbaro
et al, 2008).
FOTO 8: Inoculación de Azospirillum en plantines de tomate (Lycopersicum esculetum)
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También se probó la acción de una cepa nativa de Azospirillum sobre la
germinación del orégano, al inocularse se obtuvo mayor porcentaje de semillas
germinadas (Pernasetti et al, 2009).
En un ensayo con Tabaco se evaluó el crecimiento de plantines en hidroponía
inoculados con una cepa tipo de Azospirillum, donde se obtuvieron similares
resultados que con el tratamiento de agroquímicos usualmente utilizado por los
productores (Bravo et al., 2011)
Se probó la acción de una cepa tipo de Azospirillum sp sobre la germinación de
varias semillas de hortícolas, al inocularse se obtuvo mayor porcentaje de semillas
germinadas (Brizuela et al., 2011; Bravo et al., 2011).
FOTOS 9, 10 y 11: Ensayos de germinación y emergencia en semillas de pimiento,
orégano y lechuga, inoculadas con Azospirillum.
También se realizaron estudios biocontrol, para determinar la capacidad de
Azospirillum sp como antagonista de microorganismos fitopatógenos, siendo pioneros
en esta línea de investigación para este género bacteriano.
Asi se determinó que la inoculación de Azospirillum sp ejercería una acción de
biocontrol en “papa semilla” de Solannum tuberosun. Este ensayo se hizo sobre un
suelo conductivo o sea contaminado por una alta carga de microorganismos
fitopatógenos (Di Barbaro et al, 1999).
Se realizaron pruebas para determinar la capacidad de biocontrol de Azospirillum
sp sobre fitopatógenos en pruebas de antagonismos en zanahorias, donde se
demostró un mejor estado y menor podredumbre en las muestras inoculadas; por lo
que este microorganismo podría ser una herramienta de biocontrol de fitopatógenos en
raíces de plantas (Di Barbaro et al, 2006).
Se comprobó la acción de biocontrol que ejerce Azospirillum brasilensis sobre el
hongo fitopatógeno Fusarium moniliforme en un ensayo “in vitro” el cual no se
desarrolló el hongo en las placas de Petri donde se sembró simultáneamente la
bacteria (Pernasetti et al., 2007).
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Se investigó la capacidad antagónica o de biocontrol de Azospirillum sp en
forma “in vitro” sobre el crecimiento del hongo fitopatógeno Fusarium sp aislado de
raíces enfermas de nogal (Juglans nigra sp) donde la cepa de A. brasilensis redujo
significativamente el crecimiento miceliar del hongo (Di Barbaro et al, 2008).
FOTO 12: Actividad de biocontrol, cultivo enfrentado de Azospirillum y Fusarium.
CONSIDERACIONES FINALES
El efecto de la inoculación de la bacteria Azospirillum en las plantas puede dar
como resultado un cambio significativo en varios parámetros de crecimiento, los cuales
pueden afectar o no el rendimiento de la cosecha. Los mecanismos de acción de
Azospirillum sobre las plantas no han sido todavía del todo esclarecidos. La mayoría
de los estudios sobre la asociación Azospirillum-planta se han llevado a cabo en
cereales y pastos y, en menor grado, en otras familias de plantas.
Los mecanismos que estas bacterias utilizan pueden ser a través de su propio
metabolismo (solubilizando fosfatos, produciendo hormonas o fijando nitrógeno
atmosférico), afectando directamente el metabolismo de la planta (incrementando la
toma de agua y minerales), mejorando el desarrollo radicular, incrementando la
actividad enzimática de la planta o “ayudando” a otros microorganismos benéficos
para que actúen de mejor manera sobre las plantas y/o suprimir los fitopatógenos
(Bashan et al 2007).
En nuestro laboratorio se encuentran las cepas originales y fabricamos
inoculantes de Azospirillum a pedido con fines de promoción de esta biotecnología.
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