Solubilización bacteriana de fosfatos y ensayos de inoculación de alfalfa en condiciones de invernáculo

  • Javier Alberto Andrés Profesor Asociado en Facultad de Agronomía y Veterinaria, UNRC
  • Diego M Domínguez Departamento de Biología Agrícola, Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto.
  • Raúl A Rojo Departamento de Biología Agrícola, Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto.
  • Marcelo J Giménez Departamento de Biología Agrícola, Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto.
  • Valeria A Autrán Departamento de Biología Agrícola, Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto.
  • Lorena B Guiñazú Departamento de Biología Agrícola, Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto.
  • Carla V Bruno Departamento de Biología Agrícola, Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional de Río Cuarto.

Resumen

El fósforo (P) es el macronutriente limitante del crecimiento vegetal más importante en el suelo luego del nitrógeno ya que cumple un papel significativo en varios procesos fisiológicos y bioquímicos de la planta. La mayoría de los suelos agrícolas contienen grandes reservas de P total, pero sólo una pequeña proporción del mismo está inmediatamente disponible en la solución. En este contexto, los microorganismos juegan un papel fundamental mediando en la movilización de fosfatos. El objetivo de este trabajo fue estudiar la capacidad de solubilizar fosfatos desde diversas fuentes por las cepas Sinorhizobium meliloti B399, Pseudomonas fluorescens CHA0 y Bacillus sp. R19 y evaluarlos en ensayos de inoculación simple y mixta en alfalfa. Las cepas utilizadas, crecieron en todos los medios de cultivo, aunque lo hacen mejor en los medios suplementados con calcio. En ningún caso las cepas S. meliloti B399, P. fluorescens CHA0 y Bacillus sp. R19 formaron halo de solubilización en los medios donde el fósforo estaba ligado al Fe y Al y el crecimiento en estos medios fue inferior al observado en aquellos donde el fósforo estaba ligado al Ca, sin embargo la solubilización, aunque escasa, se llevó a cabo. La coinoculación no mejoró los parámetros de crecimiento respecto de las inoculaciones simples, aun así se pudo observar que en condiciones de baja disponibilidad de fósforo, ambas inoculaciones favorecen el crecimiento de las plantas.


 


Bacterial solubilization of phosphates and inoculation trials of alfalfa in greenhouse conditions


Phosphorus is the limiting macronutrient most important for plant growth in the soil after nitrogen. Most agricultural soils contain large reserves of total phosphorus, but only a small proportion of it is immediately available in the solution. In this context, microorganisms play a fundamental role mediating the mobilization of phosphates. The aim of this work was to study the capacity to solubilize phosphates from diverse sources by the strains Sinorhizobium meliloti B399, Pseudomonas fluorescens CHA0 and Bacillus sp. R19 and evaluate them in simple and mixed inoculation trials in alfalfa. The strains used grew in all culture
media, although they did better in media supplemented with calcium. While S. meliloti B399 showed no solubilizing activity, P. fluorescens CHA0 and Bacillus sp. R19 showed the formation of halo of solubilization in the three culture media where the phosphate was bound to calcium. In no case did the strains under study form a halo of solubilization in the media where phosphorus was bound to iron and aluminum and growth in these media was lower than that observed in those where phosphorus was bound to calcium. The effect of the lack of availability of soluble phosphorus on plant growth could not be reversed by simple inoculation with S. meliloti B399 but it did occur in the treatments with P. fluorescens CHA0 and Bacillus sp. R19 and when these strains were co-inoculated with S. meliloti B399. A mixed inoculant containing these nitrogen-fixing and phosphate-solubilizing strains could be developed for use in agricultural practices.

Citas

Andrés, Javier A.; Correa, Néstor S. y Rosas, Susana B. 1998. Survival and symbiotic properties of Bradyrhizobium japonicum in the presence of thiram. Isolation of fungicide resistant strains. Biology and Fertility of Soils 26:141-145. https://link.springer.com/article/10.1007/s003740050357

Audisio, Ana V.; Andrés, Javier A.; Avanzini, Germán V.; Caprini, Analía E.; Thuar, Alicia M. y Olmedo, Carmen A. 2005. Biocontrol de hongos patógenos de maní por la aplicación de rizobacterias. En: Libro de la V Reunión Nacional Científico Técnica de Biología de Suelos – V Encuentro sobre fijación Biológica de Nitrógeno. Universidad Nacional de Jujuy. Versión CD–ROM.

Barber, Stanley A. 1995. Soil nutrient bioavailability (Second Edition). John Wiley, New York, USA.414pp.https://econpapers.repec.org/article/eeeagisys/v_3a54_3ay_3a1997_3ai_3a2_3ap_3a266-268.htm

Bashan, Yoav; Kamnev, Alexander y de-Bashan, Luz E. 2013. Tricalcium phosphate is inappropriate as a universal selection factor for isolating and testing phosphate-solubilizing bacteria that enhance plant growth: a proposal for an alternative procedure. Biology and Fertility of Soils 49: 465–479.
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00374-012-0737-7

Basigalup, Daniel H. y Rossanigo Roberto. 2007. Panorama actual de la alfalfa en la Argentina. En: Basigalup, Daniel editor. El cultivo de la alfalfa en la Argentina. Ediciones INTA. Buenos Aires, Argentina, pp. 15-24. https://inta.gob.ar/sites/default/files/inta-el_cultivo_de_la_alfalfa_en_la_argentina.pdf

Brown, Alejandro y Pacheco Silvia 2005. Propuesta de actualización del mapa ecorregional de la Argentina. En: Brown, Alejandro; Martínez Ortiz, Ulises; Acerbi, Marcelo y Corcuera, Javier editores. La situación ambiental argentina 2005. Fundación Vida Silvestre Argentina, Buenos Aires, Argentina, pp. 28-31. http://oab.org.ar/capitulos/cap01.pdf

Carley, Harold E. y Watson, Robert D. 1966. A new gravimetric method for estimating root-surface areas. Soil Science 102:289-291. https://journals.lww.com/soilsci/Citation/1966/11000/A_New_Gravimetric_Method_for_Estimating.1.aspx

Di Rienzo, J.A.; Casanoves, F.; Balzarini, M.G.; González, L.; Tablada, M. y Robledo, C.W. 2009. InfoStat versión 2009. Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. 268 pp.

Fernández, Leticia A.; Zalba, Pablo; Gómez, María A. y Sagardoy, Marcelo A. 2007. Phosphate-solubilization activity of bacterial strains in soil and their effect on soybeangrowth under greenhouse conditions. Biology and Fertility of Soils43:805-809. https://link.springer.com/article/10.1007/s00374-007-0172-3

Frioni, Lilian. 1992. Ecología microbiana del suelo. Universidad de la República, Montevideo, Uruguay. 519 p.

Glick, Bernard R. 1995. The enhancement of plant growth by free-living bacteria. Canadian Journal of Microbiology 41:109–117. http://www.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/m95-015#.Wr58Fi7wbIU

Goldstein, Alan H. 1986. Bacterial solubilization of mineral phosphate: Historical perspective and future prospects. American Journal of Alternative Agriculture 1:51–57. https://www.cambridge.org/core/journals/american-journal-of-alternative-agriculture/article/bacterial-solubilization-of-mineral-phosphates-historical-perspective-and-future-prospects/D386D12712E75F605768E81C47A6B439

Guiñazú, Lorena B.; Andrés, Javier A.; Del Papa, María F., Pistorio, Mariano y Rosas, Susana B. 2010. Response of alfalfa (Medicago sativa L.) to single and mixed inoculation with phosphate-solubilizing bacteria and Sinorhizobium meliloti. Biology and Fertility of Soils 46:185-190. https://link.springer.com/article/10.1007/s00374-009-0408-5

Guiñazú, Lorena B; Andrés, Javier A.; Pastor, Nicolás A.; Rovera, Marisa y Rosas, Susana B. 2011. Genetic and phenotypic characterization of phosphate solubilizing bacteria and their effects on nitrogen fixation and alfalfa (Medicago sativa L.) growth promotion. In: Khan, Mohammad S. editor. Phosphate solubilizing microbes for crop improvement. NOVA Science Publishers Inc, USA, pp. 309-322. https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=10777

Guiñazú, Lorena B.; Andrés, Javier A.; Rovera, Marisa y Rosas, Susana B. 2012. Isolation and characterization of rhizobacteria antagonistic to Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid., causal agent of alfalfa damping-off. En: Malik, Abdul y Grohmann, Elisabeth editores. Environmental protection strategies for sustainable development. Springer Netherlands, pp.329-339. http://www.springer.com/gp/book/9789400715905

Gyaneshwar, Prasad; Naresh Kumar, Gattupalli; Parekh,Lj y Poole, Philip S. 2002. Role of soils microorganisms in improving P nutrition in plants. Plant Soil 245:83-93. http://www.jstor.org/stable/24121058?seq=1#page_scan_tab_contents
Hajjam, Youmna y Cherkaoui, Souad. 2017. The influence of phosphate solubilizing microorganisms on symbiotic nitrogen fixation: Perspectives for sustainable agriculture. Journal of Materials and Environmental Sciences 8:801-808. https://www.jmaterenvironsci.com/Document/vol8/vol8_N3/83-JMES-ICMES-Hajjam.pdf

Hijano, Edgardo H. y Basigalup, Daniel H. 1995. El cultivo de la alfalfa en la Argentina. En: Hijano, Edgardo y Navarro, Ariadna editores. La alfalfa en la Argentina. Editar, San Juan, Argentina. pp. 12-18. https://www.biblio.uade.edu.ar/client/es_ES/biblioteca/search/detailnonmodal/ent:$002f$002fSD_ILS$002f0$002fSD_ILS:259183/ada?qu=ARAGON%C2%A0&ic=true&ps=300

Jones, Darnell; Smith, B .F.L.y Wilson, Jeffy Goodman B.A. 1991. Phosphate solubilizing fungi in a Scottish upland soil. Mycological Research 95:1090-1093. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0953756209805534

Khan, Mohammad S.; Zaidi, Almas y Wani, Parvaze A. 2007. Role of phosphate-solubilizing microorganisms in a sustainable agriculture – A review. Agronomy for Sustainable Development 27:29-43. https://link.springer.com/article/10.1051/agro:2006011

Kloepper, Joseph W. y Schroth, Milton N. 1981. Plant growth-promoting rhizobacteria and plant growth under gnotobiotic conditions. Phytopathology 71:642-644. https://www.apsnet.org/publications/phytopathology/backissues/Documents/1981Articles/Phyto71n06_642.PDF

Knight, Thomas J. y Langston-Unkefer Pat J. 1988. Enhancement of symbiotic dinitrogen fixation by a toxin releasing plant pathogen. Science 241:951-954. http://science.sciencemag.org/content/241/4868/951.long

Kucey, Reg M.; Jenzen Henry H. y Leggett Mary E.1989.Microbially mediated increases in plant available phosphorus. Advances in Agronomy 42:199–228. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0065211308605258

Maurhofer, M.; Keel, C.; Schnider, U.; Voisard, C. y Défago, G. 1992. Influence of enhanced antibiotic production in Pseudomonas fluorescens strain CHA0 on its disease suppressive capacity. Phytopathology 82:190-195. https://www.apsnet.org/publications/phytopathology/backissues/Documents/1992Articles/Phyto82n02_190.PDF

Nautiyal, C. Shekhar. 1999. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiology Letters 170:265–270. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1574-6968.1999.tb13383.x

Olmedo, Carmen A. 2002. Selección de cepas bacterianas con actividad promotora del crecimiento en soja. Tesis doctoral. Universidad Nacional de Tucumán, Argentina.

Pastor, Nicolás A.; Carlier, Evelyn; Andrés, Javier A.; Rosas, Susana B. y Rovera, Marisa. 2012. Characterization of rhizosphere bacteria for control of phytopathogenic fungi of tomato. Journal of Environmental Management 95: 332-337 http://files.jagudeloc.webnode.es/200000385-4703f47fd5/Seminario%202.pdf

Pikovskaya, R.I. 1948. Mobilization of phosphorus in soil in connection with the vital activity of some microbial species. Mikrobiologiya 17:362-370.

Plazinsky, Jacek y Rolfe, Barry G. 1985. Influence of Azospirillum strains on the nodulation of clovers by Rhizobium strains. Applied and Environmental Microbiology 49:984-989. https://pdfs.semanticscholar.org/5981/85bbcbd9495f7b05ccacb37b29e64ac55a08.pdf?_ga=2.68866775.717327169.1541369453-1962388368.1503410341

Remans, Roseline; Croonenborghs, Anja; Torrez Gutierrez, Roldán; Michiels, Jan y Vanderleyden, Jos. 2007. Effects of plant growth-promoting rhizobacteria on nodulation of Phaseolus vulgaris L. are dependent on plant P nutrition. European Journal of Plant Pathology 119:341-351. https://link.springer.com/article/10.1007/s10658-007-9154-4

Richardson, Alan E. y Simpson, Richard J. 2011. Soil microorganisms mediating phosphorus availability. Plant Physiology 156:989–996. http://www.plantphysiol.org/content/156/3/989

Rodríguez, Hilda y Fraga, Reynaldo. 1999. Phosphate-solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion. Biotechnology Advances 17: 319–339. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734975099000142

Rosas, Susana B.; Andrés, Javier A.; Rovera, Marisa y Correa, Néstor S. 2006. Phosphate solubilizing Pseudomonas putida can influence the rhizobia–legume symbiosis. Soil Biology and Biochemistry 38:3502-3505. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071706002525

Sindhu, Satyavir S.; Gupta Satish K, Suneja, Sunita y Dadarwal, Kalu R. 2002. Enhancement of green gram nodulation and growth by Bacillus species. Biologia Plantarum 45:117-120. https://link.springer.com/article/10.1023/A:1015117027863

Urioste, Ana M..; Bono, Alfredo A.; Buschiazzo, Daniel E.; Hevia, Graciela G. y Hepper, Estela N. 1996. Fracciones de fósforo en suelos agrícolas y pastoriles de la región semiárida pampeana central (Argentina). Ciencia del Suelo 14:92-95. https://www.suelos.org.ar/publicaciones/vol_14n2/Urioste.pdf

Vincent, James M. 1970. A manual for the practical study of root nodule bacteria. International Biology Programme Handbook Nº 15. Blackwell Scientific Publications, Oxford, U.K, pp. 120-130.

Viglizzo, Ernesto F. 1995. El rol de la alfalfa en los sistemas de producción. En: Hijano, Edgardo H. y Navarro, Ariadna editores. La alfalfa en la Argentina pp. 260-272. https://www.biblio.uade.edu.ar/client/es_ES/biblioteca/search/detailnonmodal/ent:$002f$002fSD_ILS$002f0$002fSD_ILS:259183/ada?qu=ARAGON%C2%A0&ic=true&ps=300

Wani, Parvaze A.; Khan, Mohammad S. y Zaidi, Almas. 2007. Synergistic effects of the inoculation with nitrogen-fixing and phosphate-solubilizing rhizobacteria on the performance of field-grown chickpea. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 170: 283-287. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jpln.200620602

Whitelaw, Melanie A. 2000. Growth promotion of plants inoculated with phosphate-solubilizing fungi. Advances in Agronomy 69: 99-151. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0065211308609487
Publicado
2019-07-22
##submission.howToCite##
ANDRÉS, Javier Alberto et al. Solubilización bacteriana de fosfatos y ensayos de inoculación de alfalfa en condiciones de invernáculo. Ab Intus, [S.l.], v. 2, n. 3, july 2019. ISSN 2618-2734. Disponible en: <http://www.ayv.unrc.edu.ar/ojs/index.php/Ab_Intus/article/view/32>. Fecha de acceso: 22 aug. 2019
Sección
Artículos