Estudio de la capacidad de mineralización de fósforo a partir del tamo de arroz por bacterias aerobias formadoras de endospora y su efecto sobre la promoción de crecimiento vegetal en plántulas de arroz

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2018

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Resumen

El arroz es el tercer producto agrícola de Colombia con un rendimiento anual promedio de 2´224.219 toneladas y a su vez produce el tercer residuo agrícola más abundante en el planeta, conocido como tamo de arroz. Al ser tan abundante, se busca optimizar su manejo; sin embargo, la mayor práctica es la quema a campo abierto de este residuo, generando gases de efecto invernadero, disminución de la microbiota del suelo y disminución de nutrientes la cual implica la utilización de fertilizantes de origen químico que posteriormente llevan a un suelo infértil. Por ello se busca implementar la incorporación del tamo de arroz al suelo junto con bacterias promotoras de crecimiento vegetal como Bacillus amyloliquefaciens y Bacillus velezensis. Estas especies de bacterias han sido ampliamente estudiadas por su promoción de crecimiento vegetal en cultivos de interés económico, esta promoción puede estar dada por la solubilización / mineralización de fósforo a partir de materia orgánica. En este trabajo se exploró la capacidad mineralizadora por actividad enzimática de fitasas de estas cepas y su promoción de crecimiento vegetal en plántulas de arroz variedad F733, en comparación con una cepa de Bacillus velezensis hiperproductora de fitasa. Se llevaron a cabo fermentaciones de tamo de arroz en estado sumergido para determinar la cinética de actividad fitasa, liberación de fósforo al medio, reducción de peso seco del tamo de arroz y dinámica de crecimiento. Los ensayos de promoción de crecimiento vegetal en plántulas de arroz in vitro en condiciones controladas, desarrollados bajo niveles oligotróficos de fósforo, en donde se tomaron medidas de longitud de vástago y raíz, peso seco y porcentaje de fósforo en tejido vegetal. Los resultados muestran que la cepa IBUN4P-03PHY hiperproductora de fitasas no muestra diferencias significativas con la cepa silvestre (IBUN4P-03). No obstante, se encontró mayor actividad fitasa, liberación de fósforo al medio y reducción de peso seco del tamo de arroz en la cepa hiperproductora. La cepa IBUN15A-09 fue la cepa que demostró mejores resultados en longitud de vástago y peso seco con adición de tamo de arroz como fuente de fósforo en promoción de crecimiento vegetal junto con el control experimental y la cepa IBUN4P-03 en medio con fitato mostró mejores resultados de longitud de vástago y raíz con su control respectivo. Sin embargo, los inóculos de las cepas no son significativamente diferentes del control positivo con contenido de fósforo soluble y del control negativo sin fuente adicional de fósforo.

Descripción

Abstract

Rice is the third agricultural product in Colombia with an average annual yield of 2'224,219 tons and in turn produces the third most abundant agricultural residue on the planet, known as rice straw. Being so abundant, it seeks to optimize its management; however, the greatest practice is the burning of this waste in the open field, generating greenhouse gases, reducing soil microbiota and reducing nutrients, which implies the use of fertilizers of chemical origin that subsequently lead to an infertile soil. Therefore, it is sought to implement the incorporation of rice chaff to the soil along with plant growth promoting bacteria such as Bacillus amyloliquefaciens and Bacillus velezensis. These species of bacteria have been widely studied for their promotion of plant growth in crops of economic interest, this promotion may be given by the solubilization / mineralization of phosphorus from organic matter. In this work the mineralizing capacity was explored by enzymatic activity of phytases of these strains and their promotion of plant growth in rice seedlings variety F733, in comparison with a phytase hyperproductive strain of Bacillus velezensis. Rice straw fermentations were carried out in the submerged state to determine the kinetics of phytase activity, release of phosphorus to the medium, reduction of dry weight of rice straw and growth dynamics. The trials of plant growth promotion in rice seedlings in vitro under controlled conditions, developed under oligotrophic levels of phosphorus, where measures were taken of stem length and root, dry weight and percentage of phosphorus in plant tissue. The results show that the phytase hyperproductant strain IBUN4P-03PHY does not show significant differences with the wild strain (IBUN4P-03). However, higher phytase activity was found, phosphorus release to the medium and reduction of dry weight of rice straw in the hyperproductive strain. Strain IBUN15A-09 was the strain that showed the best results in stem length and dry weight with the addition of rice chaff as source of phosphorus in promotion of plant growth together with the experimental control and strain IBUN4P-03 in medium with phytate. better results of stem length and root with their respective control. However, the inocula of the strains are not significantly different from the positive control with soluble phosphorus content and the negative control without additional source of phosphorus.

Palabras clave

Capacidad de mineralización de fósforo, Tamo de arroz, Bacterias aerobias formadoras de endospora, Efecto sobre la promoción de crecimiento vegetal, Plántulas de arroz

Keywords

Phosphorus mineralization capacity, Tamo of rice, Endospore-forming aerobic bacteria, Effect on promoting plant growth, Rice seedlings

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