Evaluación de solubilización de fosfatos por microorganismos rizosféricos de un Andisol del municipio de Cajibío (Cauca) y su efecto en plántulas de café (Coffea arabica Var. Castillo)

Abstract

En la mayoría de los suelos donde se cultiva café en Colombia se presenta deficiencia de fósforo, elemento fundamental para su desarrollo y rendimientos. La presencia de microorganismos solubilizadores de fosfatos (MSF) se ha señalado como una de las estrategias para suplir su demanda. Por ello, en un Typic melanudans localizado en Cajibío (Cauca, Colombia), en tres agroecosistemas: café sin sombra (CSS), café con sombra (CCS) y relicto de bosque secundario (RBS), se aislaron bacterias y hongos rizosféricos los cuales se evaluaron por eficiencia solubilizadora de P (ESF) en Ca-P, Al-P, Fe-P en medio Pikovskaya (PVK) inicialmente en estado sólido y luego en líquido. A partir de los tres agroecosistemas (CSS, CCS y RBS) y en las tres fuentes de P analizadas (Ca-P, Al-P y Fe-P), se obtuvieron 26 aislados bacterianos y 17 fungosos. Con base en su ESF se seleccionaron cinco de cada especie. La secuencia de solubilización observada fue Ca-P Al-P Fe-P. En la siembra en medio líquido, los dos aislamientos bacterianos y los dos fúngicos con mayor ESF, se identificaron por análisis del gen 16S rRNA e ITS rDNA, así: Kocuria sp., Bacillus subtilis, Sagenomella diversispora y Penicillium ochrochloron., para posterior cuantificación de ácidos orgánicos que producen. Los ácidos orgánicos fueron detectados mediante Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia (HPLC) y en las tres fuentes de P, estos cuatro microorganismos produjeron diferentes ácidos orgánicos: cítrico, glucónico, D- y L-málico, D- y L-láctico y acético. Hubo mayor diversidad de ácidos liberados en Ca-P y, Kocuria sp y S. diversispora, fueron los microorganismos que más produjeron. En general, las mayores concentraciones liberadas correspondieron a: ácidos glucónico L-láctico cítrico L-málico. En todas las condiciones, se observó que ocurrió acidificación de los medios, siendo más fuerte en Fe-P y Al-P. VIII A partir del Typic melanudans de donde se aislaron los microorganismos iniciales en estado natural, se estableció un ensayo en invernadero en el cual se evaluó el efecto de estos cuatro microorganismos en el desarrollo vegetativo de plántulas de café (Coffea arabica Variedad Castillo) y, otras ligadas al suelo, entre ellas, fraccionamiento de P disponible. Se establecieron 23 tratamientos que incluían la adición de pulpa de café descompuesta a todos, con excepción del testigo absoluto, con y sin roca fosfórica y la inoculación de estos microorganismos individuales y/o en combinaciones específicas. Los resultados muestran que la adición de pulpa de café descompuesta con y sin RF, en presencia o ausencia de los cuatro MSF, favoreció la expresión de las variables vegetativas de las plántulas de café e incrementó la disponibilidad de varios nutrientes en el suelo, especialmente de P, predominando el proveniente de la fracción inorgánica del suelo. Los cuatro microorganismos seleccionados variaron en su respuesta a la RF, siendo la expresión de los hongos la más favorecida.

//Abstract: In most soils where coffee is grown in Colombia there is a deficiency of phosphorus which is an essential element for its development and performance. The presence of phosphate solubilizing microorganisms (FSM) has been identified as one of the strategies to meet its demand. Therefore, on a Typic melanudans located in Cajibío (Cauca, Colombia), in three agroecosystems: coffee without shadow (CWS), coffee with shadow (CWS) and relict of secondary forest (RSF), bacteria and rhizospheric fungi were isolated which were evaluated by solubilizing efficiency of P (SEP) in Ca-P, Al-P, Fe-P in means Pikovskaya (PVK) initially in solid state and then in liquid. From the three agroecosystems (CSS, CCS and RBS) and three P sources tested (Ca-P, Al-P and Fe-P), d 26 bacterial and 17 fungal isolates were obtained. Based on its ESF five of each species were selected. The sequence of solubilization observed was Ca-P Al-P Fe-P. In planting in liquid medium, both bacterial and two fungal isolates with higher ESF were identified by analyzing the 16S rRNA gene and ITS rDNA, like this: Kocuria sp., Bacillus subtilis, Sagenomella diversispora and Penicillium ochrochloron., for subsequent quantification of producing organic acids. Organic acids were detected by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) and in three P sources, these microorganisms produced four different organic acids: citric, gluconic, D- and L-malic, D- and L-lactic and acetic. There was higher diversity of acids released in Ca-P and, Kocuria sp and S. Diversispora were the microorganisms that produced the most. In general, higher concentrations released corresponded to: gluconic acid L-lactic citric L-malic. In all conditions, it was observed that acidification of means occurred being stronger in Fe-P and Al-P. X From Typic melanudans where initial microorganisms were isolated in natural state, a greenhouse trial was established in which the effect of these four microorganisms was evaluated in the vegetative growth of coffee seedlings (Coffea arabica Castillo Variety) and, others linked to soil, including fractionation of P available. 23 treatments were established which included the addition of decomposed coffee pulp to all, with exception of the absolute control, with and without phosphate rock and the inoculation of these individual microorganisms and / or specific combinations. The results show that the addition of decomposed coffee pulp with and without RF, in the presence or absence of the four SPS, favored the expression of vegetative variables of coffee seedlings and increased the availability of several nutrients in the soil, especially of P, predominating the one coming from the inorganic fraction of soil. The four selected microorganisms varied in their response to the RF, being the fungi expression the most-favored.