1 SELECCIÓN Y EVALUACIÓN DE MICROORGANISMOS SOLUBILIZADORES DE FOSFATOS EN SUELOS CALCÁREOS DEL VALLE DEL MANTARO Pablo Alvarez Figueroa 1 Sady García Bendezú 2 RESUMEN El fósforo (P) es un elemento limitante para la productividad de ecosistemas terrestres. Una estrategia para aprovechar eficientemente el P del suelo es el uso de microorganismos solubilizadores de fosfatos (MSP). El presente trabajo fue planteado para evaluar la presencia de MSP en suelos calcáreos del valle del Mantaro y su capacidad para solubilizar fosfatos de calcio in vitro, con énfasis en la roca fosfórica de Bayóvar. Siete suelos agrícolas del valle del Mantaro y un suelo de La Molina fueron evaluados por su presencia de MSP mediante el método de placas de dilución empleando el medio de Pikovskaya (PVK). En total, 13 cepas bacterianas y 7 de hongos promisorias fueron aisladas. Tres cepas bacterianas (Pseudomonas sp., Bacillus sp. y Clostridium sp.) y una cepa de hongo (Penicillium sp.) fueron seleccionadas por presentar mayores halos de solubilización. La eficiencia de solubilización in vitro de las cuatro cepas fue evaluada empleando el medio líquido PKV adicionado con 1000 mg P L -1 como fosfato tricálcico [Ca 3 (PO4) 2 ] o roca fosfórica de Bayóvar. El P soluble, el pH y la acidez titulable fueron medidos. Clostridium sp. mostró la mayor eficiencia de solubilización con 429 mg P L -1 a partir del fosfato tricálcico. Una estrecha relación entre la concentración de P soluble y la acidez titulable fue encontrada en todas las cepas. La solubilización de P a partir de la roca fosfórica fue notablemente menor que para el fosfato tricálcico. Clostridium sp. es promisoria en su capacidad solubilizadora in vitro, pero mayores estudios se requieren para recomendar su aplicación en campo. Palabras clave: MSP, Pseudomonas sp., Clostridium sp., roca fosfórica, fosfato tricálcico. 1 Ingeniero Agrónomo, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de Loja-Ecuador. 2 Dr. Profesor Principal, Departamento de Suelos, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional Agraria La Molina
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SELECCIÓN Y EVALUACIÓN DE MICROORGANISMOS SOLUBILIZ ADORES DE
FOSFATOS EN SUELOS CALCÁREOS DEL VALLE DEL MANTARO
Pablo Alvarez Figueroa1 Sady García Bendezú2
RESUMEN
El fósforo (P) es un elemento limitante para la productividad de ecosistemas terrestres.
Una estrategia para aprovechar eficientemente el P del suelo es el uso de microorganismos
solubilizadores de fosfatos (MSP). El presente trabajo fue planteado para evaluar la presencia
de MSP en suelos calcáreos del valle del Mantaro y su capacidad para solubilizar fosfatos de
calcio in vitro, con énfasis en la roca fosfórica de Bayóvar. Siete suelos agrícolas del valle del
Mantaro y un suelo de La Molina fueron evaluados por su presencia de MSP mediante el
método de placas de dilución empleando el medio de Pikovskaya (PVK). En total, 13 cepas
bacterianas y 7 de hongos promisorias fueron aisladas. Tres cepas bacterianas (Pseudomonas
sp., Bacillus sp. y Clostridium sp.) y una cepa de hongo (Penicillium sp.) fueron seleccionadas
por presentar mayores halos de solubilización. La eficiencia de solubilización in vitro de las
cuatro cepas fue evaluada empleando el medio líquido PKV adicionado con 1000 mg P L-1
como fosfato tricálcico [Ca3(PO4)2] o roca fosfórica de Bayóvar. El P soluble, el pH y la
acidez titulable fueron medidos. Clostridium sp. mostró la mayor eficiencia de solubilización
con 429 mg P L-1 a partir del fosfato tricálcico. Una estrecha relación entre la concentración de
P soluble y la acidez titulable fue encontrada en todas las cepas. La solubilización de P a partir
de la roca fosfórica fue notablemente menor que para el fosfato tricálcico. Clostridium sp. es
promisoria en su capacidad solubilizadora in vitro, pero mayores estudios se requieren para
1 Ingeniero Agrónomo, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de Loja-Ecuador. 2 Dr. Profesor Principal, Departamento de Suelos, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional Agraria La Molina
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SELECTION AND EVALUATION OF PHOSPHATE SOLUBILIZING
MICROORGANISMS IN CALCAREOUS SOILS OF MANTARO VALLE Y
SUMMARY
Phosphorus is a limiting factor for the productivity of terrestrial ecosystems. A
promising strategy for efficiently using the soil P pools is the use of phosphate solubilizing
microorganisms (PSM). The objective of this work was evaluating the presence of
microorganisms with ability to solubilize calcium phosphates in calcareous soils from Mantaro
Valley, and their efficiency for in vitro P solubilization with emphasis in Bayovar rock
phosphate. Seven soils from Mantaro valley and one from La Molina were screened for
presence of PSM applying the technique of dilution plates with the nutrient medium of
Pikovskaya (PVK). In total, 13 bacterial and 7 fungal isolates with P solubilization capacity
were identified. Three bacterial isolates (Pseudomonas sp., Bacillus sp. y Clostridium sp.) and
one fungal isolate (Penicillium sp.) were selected due to the appearance of clear solubilization
haloes. For all the isolates, the in vitro P solubilization efficiency was evaluated using the
liquid nutrient medium of Pikovskaya added with 1000 mg L-1 of P as tricalcium phosphate
[Ca3(PO4)2] and Bayovar rock phosphate. The amount of dissolved P, pH and titratable
acidity were measured in the medium at 5, 10, 15 20, 15 and 30 days after inoculation (dai).
The maximum solubilization rates were reached between 15 to 25 dai. Clostridium sp. was the
most efficient, with 429 mg L-1 of P solubilized. A close correlation between soluble P
concentration and titratable acidity was found in all the isolates. Phosphorus solubilization
from Bayovar rock phosphate was noticeably lower than that from tricalcium phosphate.
Clostridium sp. is an isolate with promising capacity for P solubilization in vitro, but further
studies are required to be recommended for field applications.
Keywords: PSM, Pseudomonas sp., Clostridium sp., rock phosphate, tricalcium phosphate.
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I. INTRODUCCIÓN
El fósforo (P) es un elemento escaso en la naturaleza. El contenido total de P en la capa
superior del suelo varía entre 50 a 3000 mg kg-1 (Sims y Pierzynski 2005). El P absorbido por
las plantas alcanza solamente un 0.1% del total (Chen et al. 2006, Sample et al. 1980), y está
representado por los iones ortofosfato H2PO4- y HPO4
2- (Walker y Syers 1976, Foth y Ellis
1997). En la mayoría de suelos el P en solución es insuficiente para cubrir los requerimientos
de la planta (Kirkby y Johnston 2008).
Diversos investigadores advierten sobre una inminente crisis de fósforo, ya que las
reservas mundiales de fósforo se encuentran en un proceso de agotamiento (Cordell et al.
2009, Vaccari 2009). La distribución de estas reservas es desigual; a lo que se añaden
dificultades de suministro (FAO 2005). Este desequilibrio convierte al fósforo en un recurso
geoestratégico.
El Perú tiene reservas importantes de roca fosfórica (RF) en los depósitos
sedimentarios de Bayóvar, ubicados en la costa norte en el desierto de Sechura, con reservas
potenciales estimadas en 10 mil millones de TM (Alegre y Chumbimune 1991) con una
riqueza de 30.5 % de P2O5 (Aguirre 1993).
Dada la baja solubilidad de este mineral fosfatado, surge la necesidad de investigar en
microorganismos con capacidad para solubilizar RF y fosfatos de calcio. Una cantidad
importante de investigaciones han sido orientadas a mejorar la eficiencia de la nutrición
fosfórica de las plantas a través de microorganismos que solubilizan FePO4 y AlPO4 en suelos
ácidos y Ca3(PO4)2 en suelos básicos.
El objetivo del presente trabajo de investigación fue determinar la presencia de
microorganismos con capacidad de disolución de fosfatos de calcio en suelos calcáreos del
valle del Mantaro y evaluar su potencial para solubilizar la RF de Bayóvar.
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II. MATERIALES Y MÉTODOS
Selección de suelos para el aislamiento de cepas.
Los suelos empleados para el aislamiento e identificación de cepas fueron
seleccionados de una colección de 50 muestras de suelo obtenidas de las comunidades de
Chacrampa, Aramachay y Sincos (Distrito de Sincos, Provincia de Jauja, Región Junín) en el
valle del Mantaro.
La colección fue preparada entre los meses de julio a agosto del 2011, como parte del
subproyecto 4 del proyecto de investigación en evaluación de sistemas productivos en el
marco del convenio IUC-VLIR-UNALM. Las muestras fueron obtenidas de los primeros 30
cm de campos agrícolas cultivados con papa, cebada, avena y leguminosas de grano,
manejadas bajo un sistema de rotación que incluye periodos de descanso entre 1 a 2 años.
Las propiedades físico-químicas de los suelos relacionadas con su fertilidad fueron
determinadas en el Laboratorio de Análisis de Suelos, Plantas, Aguas y Fertilizantes de la
Universidad Nacional Agraria La Molina (LASPAF-UNALM). Siete suelos fueron
seleccionados por su alto contenido de carbonato de calcio y bajo fósforo disponible. El
fósforo disponible fue medido por el método Olsen (Olsen et al. 1954), después de realizar la
extracción de las muestras de suelo con NaHCO3 0.5 M a pH 8.5.
Un suelo del campo “Libres” ubicado en el campus de la UNALM, con contenido
medio de calcáreo total, fue también incluido en el proceso de selección.
En el cuadro 1, se muestra las características de los ocho suelos utilizados para el
aislamiento de microorganismos solubilizadores de fósforo (MSP)
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Cuadro 1: Descripción de los suelos utilizados para el aislamiento