Microbiologia

Aislamiento de bacterias benéficas de raíz y su efecto sobre el crecimiento de maíz

Resumen

El aislamiento y la selección de bacterias benéficas de raíz (BBR) para inocular maíz a dosis reducidas de fertilizante nitrogenado (FN), es parte de una estrategia que no afecta negativamente su rendimiento. Las BBR causan un efecto similar al observado cuando el maíz se fertiliza con la forma de N recomendada para esa variedad y región. Los objetivos de este trabajo fueron: i) aislar y seleccionar BBR para la var de maíz H-417 ii) analizar el efecto de inoculación de las BBR sobre el crecimiento del maíz.

Las BBR se aislaron de raíces de maíz var H-417, en agar D y D. posterior a su purificación se sometieron la prueba de reducción de acetileno (ARA) para detectar su capacidad de fijar N2. El maíz se inoculo y cultivó en arena estéril en el sistema hidropónico de jarras de Leonard en invernadero. Las variables respuesta evaluadas para el efecto de las BBR sobre el maíz fueron: alturade la planta, peso fresco, seco, contenido de proteína y nitrógeno total.

Los resultados muestran un efecto positivo de las BBR sobre el crecimiento del maíz en términos del incremento en su peso seco, por ciento de proteína y nitrógeno total, en comparación con el maíz sin inocular y fertilizado con nitrato de amonio. Lo anterior indica que una selección cuidadosa de las BBR aumenta la probabilidad de una respuesta positiva del maíz a la inoculación con estas rizobacterias y mejoraa el uso del FN, sin daño ambiental.

Palabras clave: Rizobacteria, fitohormonas, exudados radicales.

Introducción y antecedentes.

El maíz es un cereal de consumo básico en México y el mundo, requiere aplicación continua de fertilizante nitrógenado (FN) como otras gramíneas domesticas (Behling y Boddey, 1987; Baldani et al., 2000). El FN en general no se usa en este cultivo no se aplica racionalmente, ello causa perdida de fertilidad del suelo, eleva el costo de producción de este grano, además reduce su área de cultivo y en consecuencia el país tiene que importarlo (Pérez-Moreno Ferrera-Cerrato, 1996 y Sánchez-Yáñez et al., 1997).

Una estrategia para intentar minimizar y optimizar el empleo del FN, es el aislamiento, selección e inoculación del maíz a la siembra con bacterias benéficas de raíz (BBR), las cuales aumentan la absorción radical del FN por estimulación fitohormonal (Berge et al.,1991; García et al.,1995; Sánchez-Yáñez et al., 1998; Jacoud et al., 1999; James, 2000) a dosis inferiores de la FN recomendada para la región, con ello se evita la contaminación ambiental, se ahorra en el costo de producción y se alarga la vida útil del recurso suelo (Valdivia, B., et al., 1997; Valdivia et al., 1999; Sturtz y Nowak, 2000; Reis, et al., 2000). Los objetivos de este trabajo fueron: i) aislar y seleccionar BBR para la variedad de maíz H-417 ii) analizar el efecto de esas BBR sobre el crecimiento del maíz en invernadero.

Material y métodos.

I. Origen de las BBR y semillas.

Las BBR se aislaron de raíces de maíz variedad H-417 del Campo Agrícola Experimental de Río Bravo (CAERIB), estado de Tamaulipas en el noreste de México, según el método escrito por Llovera et al., (1994) que consiste en la agitación de raíces y su desinfección con alcohol absoluto/5 min, lavado con agua estéril tres veces con hipoclorito de sodio al 5% por 2/min, lavadas con agua destilada estéril, trituradas en motero para sembrar luego en agar D y D semisólido en tubo y en caja de Petri con agar 18g/L en el D y D con la siguiente composición química g/L: KH2 PO4.. 0.4; K2H PO4..0.6; MgSO4 7H2O.. 0.0.2; NaCl ..0.1; CaCl 0.02; NaMo04 .2 H2O 0.02; trazas de FeCl; 4.0 ml de una solución alcohólica de azul de bromotimol al 0.5%; 50g de malato de sodio (Merck) esterilizado por filtración (membrana milipore Gelman 0.2 µ). El medio de cultivo se ajusto a un pH de 6.8 con NaOH 0.1M (Chelius y Triplett, 2000). Se inocularon tubos de 16 x 150 mm con 2 ml de D y D y un 0.05% de agar, la cepa de Azospirillum brasilense de Brasil fue proporcionada por el Dr. Ferrera-Cerrato del laboratorio de microbiología de suelos del Colegio de Postgraduados, Montecillos, Edo, México, México. Las semillas de maíz (Zea mays L) var. H-417 fueron donadas por el Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas de Zaragoza, Coahuila, México.

Las BBR se mantuvieron por resiembra periódica en agar nutritivo cubierto con aceite mineral estéril entre 10-15°C.

II. Prueba de reducción de acetileno (ARA), o fijación de N2.

La demostración de la fijación de nitrógeno o ARA se realizó con los cultivos bacterianos axénicos puros de acuerdo con Loera et al., (1996). Los aislados de raíces de maíz se crecieron en el agar D-D se incubaron a 30°C por 48 h, luego con una manguera de hule de 10.0 mm de diámetro se les agregó una mezcla de argón-oxígeno en relación 95:5 para cambiar la atmósfera del tubo se cerraron con tapones de hule de ampolleta; con una jeringa para gases Hamilton de 5 mL, se les extrajo el 10% de la fase gaseosa y se les inyectó el 10% de acetileno, este gas se generó al reaccionar 5.0g de carburo de calcio y 20 mL de agua en un matraz Kitasato de 500ml cerrado con un tapón de hule, y conectado a una torre de lavado mediante una manguera de hule de 10/mm de diámetro. El acetileno producido en cada tubo se extrajo con jeringa después de 0, 2, 3, 4 y 6h de incubación a 30°C, se analizó en un cromatógrafo de gases Beckman GC-72-5 con detector de ionización de flama, con una columna de Porapak N de dos metros por cuatro mm. de diámetro a 50°C y nitrógeno como gas de arrastre (25ml/min) según el método descrito por Barber et al., (1976), Baldani et al., (1986), Elbeltagy

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