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PRUEBAS DE BIOFERTILIZACIÓN DE ARROZ UTILIZANDO UN CONSORCIO MICROBIANO
FOTOSINTÉTICO FIJADOR DE NITRÓGENO
Cueto-Rojas Hugo Federico, Reyna-Velarde Rodolfo y Cañizares-Villanueva Rosa Olivia *.
*Departamento de Biotecnología y Bioingeniería. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN. Av. Instituto
Politécnico Nacional 2508 Col. San Pedro Zacatenco, C.P. 07360 México, D.F. Apartado postal 14-740, México, D.F. Teléfono:
5747 3800 ext. 4342 e-mail: rcanizar@cinvestav.mx.
Modalidad: ORAL; Área temática: Tecnología y Biotecnología Ambiental
Palabras clave: Biofertilizante, Arroz, Fijación de nitrógeno, Consorcio microbiano.
Introducción. Debido al uso excesivo de las tierras de cultivo, éstas
llegan a presentar un desgaste, problema que puede ser atendido a
través de las diversas opciones amigables al ambiente que ofrece la
biotecnología. Una de estas opciones es el empleo de
biofertilizantes, que son preparaciones de microorganismos que
adicionan, movilizan y/o conservan nutrientes en el suelo. En este
contexto, el grupo de investigación de biotecnología de microalgas
del CINVESTAV, se ha enfocado a la producción de un consorcio
microbiano fotosintético fijador de nitrógeno en fotobiorreactores, y
a su eventual aplicación como biofertilizante de cultivos de arroz.
Se sabe que durante las primeras etapas de desarrollo las plantas
requieren diversos nutrientes, siendo el nitrógeno uno de los más
importantes. Por lo anterior, se espera que el uso de biofertilizantes,
contribuya a disminuir el problema de contaminación ambiental
provocado por el uso indiscriminado de fertilizantes químicos,
además de proveer de nitrógeno a las plantas.
Metodología. Se propagó un consorcio microbiano con capacidad
de fijar nitrógeno en fotobiorreactores (FBR) de 11 L, bajo dos
condiciones de temperatura (ambiental y 20° C). Posteriormente se
escaló la producción del cultivo a FBR de 50 L. En ambas etapas se
monitorearon parámetros característicos del consorcio, tales como
actividad de la enzima nitrogenasa y producción de biomasa en
base seca. Con la biomasa obtenida se realizaron pruebas de
biofertilización en plantas de arroz creciendo en invernadero, y se
probó la eficiencia del consorcio como biofertilizante.
Resultados y discusión. El mejor desempeño del consorcio se
registró a 20° C y los géneros microbianos presentes durante su
cultivo en FBR de 11 L y 50 L fueron los mismos, predominando los
géneros microbianos (Fig. 1) Anabaena, Planktotrix y
Synechocystis, así mismo se observaron especies “satélite” de
protozoos. En ambos niveles de experimentación se observó la
formación de una biopelícula que parece tener un efecto favorable
sobre la actividad de la enzima nitrogenasa. De acuerdo con
nuestras mediciones, la actividad de esta enzima es mayor cuando
está presente la biopelícula. Durante las pruebas de biofertilización,
se observó que la adición del consorcio microbiano a las plantas de
arroz favoreció su crecimiento, y de acuerdo con el análisis
estadístico ANOVA, se obtuvo un 95% de nivel de significancia. Se
determinó también el efecto de la adición del biofertilizante en las
plantas y se comparó contra el efecto de la adición de urea, que es
un fertilizante químico tradicional. La urea tuvo un efecto negativo
sobre las plantas a los tres niveles ensayados: 100%, 30% y 5% del
total requerido en campos arroceros. Este resultado pudo deberse a
las condiciones en las que se hicieron crecer las plantas de arroz,
que evitaban la lixiviación de la urea, promoviendo por lo tanto su
acumulación, lo que pudo provocar la intoxicación y muerte de las
plantas.
Figura 1. Micrografía del consorcio microbiano utilizado como biofertilizante, se
puede observar la presencia de organismos fotosintéticos fijadores de nitrógeno del
género Anabaena así como la de otras especies satélite. (400x)
Conclusiones y perspectivas. De los parámetros estudiados, una
temperatura de 20° C resulta esencial para la propagación del
consorcio microbiano y para la fijación de nitrógeno.
Se logró demostrar que la aplicación del biofertilizante a plantas de
arroz, favorece su crecimiento sin dañarlas o intoxicarlas como
sucede con las altas concentraciones de urea.
El nivel de experimentación no tuvo efecto en la composición
microbiana del consorcio, lo que indica que es técnicamente posible
el escalamiento de este cultivo a volúmenes mayores para su
eventual producción comercial.
Referencias.
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5. Kannaiyan, S. 2002. Biofertilizers for sustainable crop production. En:
Kannaiyan, S. (Ed.) Biotechnology of Biofertilizers. Narosa
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