Desarrollo y aplicación de una estrategia de biofertilización en plantas de arroz (oryza sativa l.) Empleando microorganismos promotores de crecimiento vegetal

Abstract

El arroz (Oryza sativa L.) es uno de los cereales más importantes del planeta. Su cultivo demanda grandes cantidades de nutrientes, particularmente nitrógeno y fosforo. Sin embargo, la baja disponibilidad de estos nutrientes en el suelo ha llevado al uso de fertilizantes químicos, generando incrementos en los costos de producción y daños ambientales. El suelo alberga una gran diversidad microbiana que facilita la captación de estos nutrientes por parte de la planta gracias a mecanismos como la solublización y mineralización de fósforo, producción de hormonas reguladoras del crecimiento y fijación de nitrógeno. La mayoría de estos microorganismos hacen parte de las Rizobacterias Promotoras de Crecimiento Vegetal (RPCV), destacándose los Bacilos Aerobios Formadores de Endospora (BAFEs), que colonizan la rizosfera de las plantas, estimulando su crecimiento, incrementando su longitud y biomasa. Se evaluó, en un screening inicial, la actividad promotora de crecimiento vegetal de 56 aislamientos obtenidos de la rizosfera de diferentes especies vegetales, preparando suspensiones ajustadas a una concentración de 5x107 UFC.mL-1 para la inoculación de semillas de arroz pregerminadas. Una vez inoculadas, las semillas fueron sembradas y crecidas durante 30 días en un sustrato inerte, y fertilizadas con roca fosfórica y solución nutritiva de Hoagland 20%. Los mejores 17 tratamientos fueron repetidos en el tiempo obteniendo 5 aislamientos sobresalientes incrementando hasta en un 31 y 56% la longitud y 45 y 169% el peso seco de vástago y raíz respectivamente, con respecto al tratamiento control; adicionalmente presentaron actividad solubilizadora de fosfato de calcio, actividad mineralizadora de fitato in vitro, así como también liberación de fosfatos a partir de residuo vegetal. Con base en los criterios anteriores, tres de los aislamientos fueron seleccionados para evaluar su efecto promotor en plántulas de arroz sembradas en un suelo enmendado con tamo de arroz previamente biodegradado usando una dosis de fertilización nitrogenada, en condiciones de invernadero. Los resultados mostraron que las cepas seleccionadas incrementaron significativamente las variables evaluadas, proporcionando una buena estrategia para favorecer el desarrollo del cultivo del arroz.

Abstract: Rice (Oriza sativa) is one of the most important cereals worldwide. Its cultivation requires large amounts of nutrients, particularly nitrogen and phosphorus. However, the low efficiency in the assimilation of these nutrients has led to overuse of chemical fertilizers, generating increases in production costs and environmental damage. Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR), especially the aerobic endospore forming bacteria (AEFBs), are able to colonize the rhizosphere of rice plants, stimulating its growth. In the present study, we evaluated the plant growth promotion activity of 56 isolates, obtained from the rhizosphere of different plant´s species and previously characterized as a function of attributes of growth promotion (solubilization of tricalcium phosphate and mineralization of phosphate). The evaluation of the plant growth promotion capacity of the isolates was carried out using bacterial suspensions on pre-germinated rice seedlings, previously adjusted to a concentration of 5x107 CFU.mL-1. Once inoculated, the seeds were sown and grown for 30 days in an inert substrate, and fertilized with phosphate rock and Hoagland nutrient solution at 20%. Seventeen best treatments were repeated over time, allowing to confirm the activity of five isolates which increased between 56% and 31% and 45% and 168% the length and dry weight of root and stem, respectively, compared to the control treatment. Based on the mentioned results, three isolates were selected to evaluate their effect as plant growth promoter on rice seedlings, planted in amended soil with bio-composted rice straw and treated with a doses of nitrogen fertilization, under greenhouse conditions. The treatments increased the development of stem and root of the seedlings, alone or in combination with straw degrading, providing a good strategy to encourage the development of rice cultivation.