Captura y siembra de microorganismos

El suelo es un ecosistema vivo que alberga una increíble diversidad de microorganismos, desde bacterias y hongos hasta protozoos y nematodos. Estos microorganismos desempeñan un papel fundamental en la salud y fertilidad del suelo, ya que participan en ciclos biogeoquímicos, ayudan en la descomposición de materia orgánica y contribuyen a la disponibilidad de nutrientes para las plantas (Wei et al., 2019).

Para comprender mejor esta riqueza microbiológica, se han desarrollado técnicas de captura y siembra en laboratorio que permiten estudiar y caracterizar estos microorganismos de manera más detallada.

Importancia de los microorganismos del suelo:

Estos grupos de microorganismos pueden estar formados por tipos específicos de microorganismos, como bacterias beneficiosas para las raíces que ayudan a las plantas a crecer como las rizobacterias, bacterias capaces de capturar nitrógeno del aire llamadas cianobacterias, y microorganismos que causan enfermedades en las plantas (Hemkemeyer et al, 2021).

Captura de microorganismos

Este proceso se basa en la recolecta y preservación de microorganismos presentes en el suelo de ecosistemas forestales no alterados por la intervención humana. Esta captura implica la obtención de muestras de suelo que contienen una diversidad de microorganismos, como bacterias, hongos y otros microorganismos, presentes en los diferentes horizontes del suelo (Lee et al., 2022).

Para ello es recomendable realizar trampas a base de arroz precocido, para lo que en su superficie se puede observar la variedad de microorganismos que se encuentran en el suelo, por lo que cuando se obtiene una amplia gama de colores y formas en las trampas, se deduce que el suelo es rico en microorganismos y, en consecuencia, el suelo presenta un mayor equilibrio y salud.

En el estudio realizado de microorganismos del suelo, se identificó un bosque virgen polylepis de la reserva localizada a 15 kilómetros desde Ambato, en la parroquia Pasa, con la finalidad de captar la mayor cantidad de microorganismos benéficos. Las trampas que se muestran en la figura 1 presentaron en su mayoría colores como blanco, marrón, amarillo, violeta, rojo y verde, lo que indicó la gran diversidad microbiana presente en el bosque polylepis, por lo que para su identificación se procedió a realizar la siembra tanto en medio sólido y liquido con las muestras de las trampas recolectadas.

Figura 1.

Trampas para captura de microorganismos.

El medio sólido se lo realizó con el objetivo de impulsar a la reproducibilidad de los microorganismos, en el que se agregó:

•  15 libras de polvillo de arroz como fuente de proteínas y vitaminas
•  Hojarazca o mantillo (10-15 libras)
• 1 litro melaza como fuente de carbohidrato con agua 100% pura

Todo esto en un balde con tapa que simuló ser un biorreactor casero, en el que se aparentó el habitad en donde se encontraban los microorganismos, en el que después de 12 días se visualizó en la capa externa de balde un micelio de color blanco lo que indicó la presencia de microorganismos benéficos (figura 2).

Figura 2.

Multiplicación en medio sólido.

 

De igual manera, en la multiplicación en medio líquido (figura 3), se agregó los nutrientes necesarios para el crecimiento de los microorganismos, principalmente la melaza con agua pura, que favorecen el crecimiento y la proliferación de los microorganismos del suelo, donde se sumergió la pasta generada en el medio sólido obteniendo así un bioinsumo a base de microorganismos benéficos capturados del bosque de polylepis.

Así Así mismo, posteriormente a la clasificación de cualitativita de los microorganismos de las trampas se inactivaron las  que presentaron colores como rojo y violeta debido a que se asumió que estos microorganismos eran patógenos, para ello se mezclo el arroz con el micelio presente y junto con panela molida, con el objetivo de interrumpir la actividad metabólica y reproductiva de los microorganismos, lo que implica la eliminación o reducción significativa de la viabilidad y actividad de los microorganismos, pero no necesariamente su completa destrucción o eliminación física (figura 3).

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Figura 3.

Inactivación de microorganismos 

Figura 4.

Multiplicación en medio líquido.

Biofertilizante (Bioinsumo)

Los biofertilizantes a base de microorganismos beneficiosos se desarrollan a través de procesos de fermentación o cultivo de microorganismos específicos. Estos microorganismos beneficiosos se seleccionan por sus propiedades positivas, como la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico, solubilizar fosfatos, promover la disponibilidad de nutrientes, producir hormonas vegetales o combatir patógenos y enfermedades de las plantas (Allouzi et al., 2022).

Siembra en laboratorio

Para la caracterización de los microorganismos benéficos presentes en el biofertilizante realizado a base de la fermentación, se realizó una dilución 10^-5 de la muestra madre del bioinsumo (figura 5) y posteriormente en una cabina de flujo laminar y bajo condiciones asépticas se sembró la muestra en una placa con medio de cultivo PCA (Agar de Papa Dextrosa) y el medio de cultivo PDA (Agar de Papa Dextrosa Sabouraud), donde el PCA se empleó para el crecimiento y aislamiento de una amplia gama de microorganismos, mientras que el medio de cultivo PDA es selectivo para el crecimiento de hongos y levaduras a una temperatura a de 36 y 28°C respectivamente.

Figura 5.

Bioinsumo

 

Posterior a la siembra, se puede obtener una comunidad diversa de microorganismos, incluyendo bacterias, hongos, actinobacterias y archaea. Estos microorganismos desempeñan funciones esenciales en la descomposición de la materia orgánica, la disponibilidad de nutrientes y la salud general del ecosistema forestal (Allouzi et al., 2022).

Según Cruz et al., (2019) entre los organismos benéficos que se encuentran en este tipo de suelos son: Rizobium, Pseudomonas, Azospirillum, Trichoderma, Azotobacter, Bacillus, Beijerinckia, Rhodococcus, Burkholderia, Herbaspirillum, Enterobacter, Klebsiella, especies de Streptomyces, micorrizas (figura 6), estos microorganismos y hongos presentan un impacto positivo en diversos parámetros morfofisiológicos de la planta, los mismos que provocan un incremento en la productividad e inocuidad de los cultivos y en una disminución en los costos de producción.

Figura 6.

Análisis microbiológico del bioinsumo 

Aplicaciones y beneficios

La utilización de biofertilizantes puede disminuir el uso de urea-N, prevenir el agotamiento de la materia orgánica del suelo y reducir considerablemente la contaminación ambiental (Abbey et al., 2019).

·       Promoción del crecimiento vegetal: Los microorganismos benéficos presentes en el biofertilizante, como las bacterias promotoras del crecimiento vegetal y los hongos micorrízicos arbusculares (HMA), establecen interacciones simbióticas con las raíces de las plantas (Aloo et al., 2022).

·       Fijación biológica de nitrógeno: Algunos microorganismos benéficos presentes en el biofertilizante, como las bacterias fijadoras de nitrógeno, tienen la capacidad de convertir el nitrógeno atmosférico en formas asimilables por las plantas que contribuye a aumentar la disponibilidad de nitrógeno en el suelo (Kaur & Purewal, 2019).

·       Control biológico de plagas y enfermedades: bacterias y hongos antagonistas, actúan como agentes de control biológico al producir metabolitos secundarios con actividad antimicrobiana, competir por nutrientes y espacio con organismos patógenos, y estimular respuestas de defensa en las plantas hospedadoras (Aloo et al., 2022).

·       Mejora de la salud y calidad del suelo: Los microorganismos benéficos participan en la descomposición de residuos orgánicos, liberando nutrientes y mejorando la estructura del suelo. Además, contribuyen a la formación de agregados estables y a la retención de agua en el suelo, lo que favorece la disponibilidad de nutrientes para las plantas (DuPont, et al., 2021).

Bibliografìa

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Cruz-Narváez, Y., Rico-Arzate, E., Castro-Arellano, J. J., Noriega-Altamirano, G., Piña-Escobedo, A., Murugesan, S., García-Mena, J., Cruz-Narváez, Y., Rico-Arzate, E., Castro-Arellano, J. J., Noriega-Altamirano, G., Piña-Escobedo, A., Murugesan, S., & García-Mena, J. (2019). Obtención de microorganismos en suelos de un bosque de niebla, para la degradación de hidrocarburos aromáticos. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y Del Ambiente, 25(1), 95–106.

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Wei, Z., Gu, Y., Friman, V. P., Kowalchuk, G. A., Xu, Y., Shen, Q., & Jousset, A. (2019). Initial soil microbiome composition and functioning predetermine future plant health. Science advances, 5(9), eaaw0759. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw0759