Diversidad y selección de Pseudomonas fluorescentes provenientes de rizosfera y suelo como promotoras de crecimiento y desarrollo de plantas de papa (Solanum tuberosum)

Abstract

El cultivo de papa (Solanum tuberosum), se encuentra entre los cuatro alimentos más importantes a nivel mundial generando cada año aproximadamente 110000 puestos de trabajo permanentes y un aporte del 13 % aproximadamente al PBI agropecuario nacional. Sin embargo, actualmente el rendimiento de dicho cultivo se ve afectado por numerosos factores, como los altos costos de fertilizantes químicos, numerosos problemas fitosanitarios y el continuo deterioro de los suelos. En el presente trabajo de investigación se evaluó la biodiversidad bacteriana existente en la rizósfera y suelo del grupo de Pseudomonas fluorescentes en el cultivo de papa (S. tuberosum),seleccionando aquellas que promuevan el desarrollo y crecimiento del cultivo a través de pruebas de promoción de crecimiento y desarrollo vegetal (PGPR) in vitro y pruebas en invernadero donde se evaluó el efecto de la inoculación de estos microorganismos en plantas de papa, además de evaluar algunos factores que puedan influir en este efecto como el tipo de semilla y el tipo de suelo del cultivo. Se colectaron 11 muestras pertenecientes a los departamentos de Huancavelica, Junín, Huánuco y Cajamarca para luego evaluar las poblaciones de hongos, mesófilos totales y Pseudomonas fluorescentes, encontrándose las mayores poblaciones en suelos ácidos (4.75) y con altos porcentajes tanto de materia orgánica (9.5 %) como de nitrógeno (0.58 %).En cuanto al grupo de Pseudomonas fluorescentes, se logró aislar 65 cepas de las 11 muestras analizadas, que en su mayoría (60 %) fueron aisladas de la rizósfera en comparación con las del suelo. Así mismo se observó que la mayoría de aislamiento (27) pertenecían a los departamentos tanto de Huancavelica (M1) como de Junín (M2). Posteriormente, se probó las capacidades promotoras de crecimiento (PGPR) in vitro de las Pseudomonas spp., encontrándose que el 75 % de las 65 cepas evaluadas reportó algún tipo de antagonismo, oscilando los porcentajes de inhibición entre 15 % y 80 %, aproximadamente y la mayoría de las Pseudomonas fluorescentes presentó antagonismo contra Fusarium sp. Así mismo, la tercera parte de las cepas evaluadas presentó antagonismo para ambos fitopatógenos, siendo las cepas P50-01/08, P54-01/08 y P20-01/08, las que reportaron mejores resultados con valores de 79 %, 61 %; 72 %, 73 % y 71 %, 71 %, para Rhizoctonia sp. y Fusarium sp., respectivamente. Para probar la solubilización de fosfatos se evaluó inicialmente la presencia y medida de halos en placa dónde se encontró que el 71 % de los aislamientos solubilizó fosfatos, produciendo halos de solubilización de 0.14 hasta 5.03 cm2. Así mismo la capacidad de producción de ácido indol acético (AIA) se midió tanto cualitativa como cuantitativamente, reportándose en la primera prueba que sólo el 40 % de las cepas evaluadas resultaron positivas y de las 20 cepas que fueron probadas cuantitativamente la P27-01/08, reportó mejores resultados con valores de 8.36 µg/ml en el quinto día de evaluación. Por otro lado, se probaron las capacidades de producción de sideróforos, colonización de raíces y fisiológicas de las mejores 20 cepas que resultaron de las pruebas de antagonismo, solubilización de fosfato en placa y la prueba cualitativa de producción de AIA in vitro. Observándose que el 65% de las cepas evaluadas produjeron pigmentos alrededor de cada colonia indicando así la producción de sideróforos por parte de estas a partir de las 48 h de cultivo, con valores desde 0.16 cm2 en P62-01/08 hasta 0.65 cm2 en P65-01/08. Así mismo en la prueba de colonización de raíces se notó que el 40 % de semillas de papa desarrolló raíces laterales y su longitud fue 2 veces mayor con respecto al control sin bacteria y el control positivo (Pseudomonas putida). Mientras que en las semillas de tomate el 80 % desarrolló raíces laterales y su longitud fue 3 veces mayor con respecto al control sin bacteria y el control positivo. Adicionalmente se encontró que las poblaciones de Pseudomonas spp. tanto en las raíces de papa como de tomate oscilaban entre 105 y 106 UFC/g. De manera general se observó que en las pruebas fisiológicas las 20 cepas de Pseudomonas spp. se adaptaron rápidamente y de manera eficiente a las diferentes temperaturas (4 ºC, 10 ºC, 15 ºC y 20 ºC) alcanzando en su mayoría crecimientos que oscilaban entre el 50 y 100 % con respecto al control (28 ºC) además, se observó que el 45 y 65 % de las cepas evaluadas a pH 4 y 5.5, respectivamente; alcanzó niveles similares de crecimiento con respecto al control considerado como el 100 %. Se realizaron dos ensayos a nivel de invernadero, en el primero se probó 16 de las mejores cepas de Pseudomonas spp, con el objetivo de evaluar el efecto de la inoculación de éstos tratamientos en el crecimiento y desarrollo de las plantas de papa encontrándose que la inoculación de las cepas P1-21/08, P1-18/08 y P1-01/08 incrementaron de manera significativa el crecimiento y desarrollo de las plantas de papa. Tal es así que se logró aumentar en promedio 3 veces el número y el peso seco de tubérculos. Así mismo se logró superar en un 134 % los pesos secos de las plantas con respecto al control. En el segundo ensayo se evaluó las mejores condiciones de desarrollo de las plantas inoculadas con Pseudomonas spp, para ello se utilizaron tres cepas: P1-37/08, P1-50/08 y P1-60/08 y se tuvieron en cuenta dos factores adicionales, tales como el tipo de suelo y el tipo de semilla resultando 12 tratamientos. Se encontró que el crecimiento y desarrollo de las plantas estuvieron principalmente influenciadas por la cepa inoculada (P1-37/08, P1-50/08 y P1-60/08). Otro de los factores que en la mayoría de los tratamientos ejerció un efecto positivo en el crecimiento y desarrollo de la planta fue el tipo de semilla utilizada encontrándose que los tratamientos con tubérculo semilla presentaron los mejores resultados en comparación con las plantas in vitro. Finalmente, el tipo de suelo empleado no produjo ningún efecto ni diferencia significativa en los tratamientos evaluados.