Análisis del valor agronómico de biofertilizantes basados en rizobios, en cultivos extensivos de cereal

Resumen

A día de hoy los científicos estudian el suelo como un ecosistema en el cual los microorganismos juegan un papel muy importante en las continuas transformaciones que se producen. Además recientes estudios han demostrado que dichos microorganismos pueden mejorar la absorción de nutrientes por las plantas e incrementar la eficiencia en el uso de los fertilizantes químicos. Dado que la nutrición vegetal depende de la capacidad del suelo para suministrar los elementos nutritivos en la forma, cantidad y momento adecuado a las exigencias del mismo, en muchas ocasiones cuando esta circunstancia no se cumple, se hace necesario el aporte de fertilizantes minerales. Con el fin de optimizar la producción de los cultivos agrícolas y de minimizar las pérdidas de fertilizantes al medio ambiente, en esta tesis se ha evaluado el efecto de la utilización de microorganismos rizosféricos junto con el fertilizante en cereales de invierno. El objetivo de este trabajo fue analizar el valor agronómico de los biofertilizante alternativos en cultivos extensivos de cereal. La investigación se desarrolló de la siguiente manera: Se seleccionaron cuatro cepas a partir de una colección de Rhizobium leguminosarum autóctonos de Castilla y León, en base a sus efectos PGP específicos. Las formulaciones basadas en estas cepas se probaron primero a nivel de microcosmos y después en campo. Paralelamente se estudió el tipo de simbiosis que se establecía entre las raíces de la planta y el rizobio. Por último, se realizó un estudio del impacto ambiental y económico de las soluciones propuestas. La selección de microorganismos a emplear en esta investigación se llevó a cabo por el nivel de expresión de propiedades de estimulación del crecimiento vegetal en condiciones in vitro, entre las cuales se evaluó la producción de ácido indolacético, la solubilización de fósforo mineral, la producción de sideróforos y la actividad ACC desaminasa, eligiéndose las cepas rizobianas B4, C4, A7 y D7. Los ensayos en microcosmos con las cepas seleccionadas, sobre plantas de trigo y de cebada, demostraron que los rizobios tiene un efecto promotor del crecimiento vegetal, ya que los tamientos inoculados presentaron siempre valores más elevados de peso fresco, peso seco, concentración de N en planta y contenido total de N en planta, en comparación con el control sin inocular. La cepa que mejores resultados presentó en peso seco de la parte aérea fue la A7, seleccionada por su actividad ACC desaminasa, y la que proporcionó valores más altos de concentración de nitrógeno fue la C4, seleccionada por producir IAA. En este ensayo también se observó que los mejores resultados se obtuvieron a dosis intermedias de microorganismos. En conjunto, los resultados de los ensayos realizados en campo corroboraron los obtenidos en microcosmos, de manera que los tratamientos con rizobios mejoraron la producción de biomasa aérea y el rendimiento de grano en trigo y en cebada. Además se analizó el tipo de simbiosis que se produce entre las raíces de cebada y el rizobio seleccionado, por técnicas de microscopía utilizando la GFP o proteína verde fluorescente para marcar el rizobio. Se ha demostrado que en los primeros estadíos de desarrollo de las plántulas de cebada la colonización por Rhizobium leguminosarun se estableció a nivel rizosférico. Finalmente se ha realizado un análisis económico, en el cual se ha evaluado la repercusión de la utilización de los rizobios en la economía a nivel del agricultor, junto con una evaluación ambiental. La utilización de rizobios mejora los resultados económicos del agricultor, con un incremento del margen bruto entre 63 y 127 €/ha. Además hay una ligera reducción de la huella de carbono de la producción agraria.