ABSTRACT
Abstract The spray-drying technique was applied for the development of three solid formulations of Rhizobium. Sodium alginate and hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) with concentrations of 0.5 % were used as polymers. Results showed that none of the solid formulations had negative effects in vitro on the growth-promoting capacities of Rhizobium sp. G58 (p < 0.05). PCA's first three components explained 84.5 % of the total variance. This analysis concluded that the solid formulation had not negative effects on the biological nitrogen fixation activity in vitro or on the process of nodulation in greenhouse experiments. Symbiosis between Rhizobium and the plant was effective, which suggested that, under controlled conditions, the coating process with the polymers had allowed a controlled release of the bacteria and a proper transfer of Rhizobium sp. from the microparticles to the root of the plant.
Resumen Se aplicó la técnica de secado por aspersión para desarrollar tres formulaciones sólidas de Rhizobium. Se utilizaron polímeros como el alginato de sodio e hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) a una concentración de 0.5 %. La viabilidad de las células encapsuladas de Rhizobium sp. en las formulaciones sólidas fueron de 10 UFC/g. Los resultados mostraron que ninguna de las formulaciones sólidas tuvo efectos negativos in vitro sobre las capacidades de Rhizobium sp. G58 como bacteria promotora de crecimiento (p < 0.05). En el ACP, los tres primeros componentes explicaron el 84.5 % de la varianza observada. Este análisis concluyó que la formulación sólida no tuvo efectos negativos sobre la actividad de fijación biológica de nitrógeno in vitro ni sobre el proceso de nodulación en los experimentos de invernadero. La simbiosis entre Rhizobium y la planta fue efectiva, lo cual sugiere que el proceso de recubrimiento con los polímeros permitió una liberación controlada de la bacteria y, bajo condiciones controladas, una transferencia apropiada de Rhizobium sp. desde las micropartículas a la raíz de las plantas.
Resumo A técnica de secagem por pulverização (Spray-Drying) foi aplicada para o desenvolvimento de três formulações sólidas de Rhizobium, utilizando como polímeros alginato de sódio e hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), com concentração de 0,5 %. Viabilidade de células encapsuladas de Rhizobium sp. nas formulações sólidas foram de 107 UFC/g. Os resultados mostraram que nenhuma das formulações sólidas teve efeitos negativos sobre a capacidade de promoção do crescimento de Rhizobium sp. G58 in vitro (p < 0.05). 84,5 % do experimento foram explicados por análise multivariada com três componentes principais. Esta análise revelou que as formulações sólidas não tiveram efeitos negativos in vitro sobre a atividade de fixação de nitrogênio biológico e nem no processo de nodulação em experimentos em estufas de invernadeiro. O processo de simbiose foi realizado de forma eficaz, o que sugere que o processo de revestimento com polímeros permitiu uma libertação controlada e adicionalmente uma transferência adequada de Rhizobium sp. das micropartículas para as raízes da planta baixo condições controladas.
ABSTRACT
To develop proposals in bacterial formulations applicable to the agricultural sector, a study of physicochemical and biological parameters of the polymeric materials is essential. Here, we evaluated the effects of eight polymers on the cellular viability of Rhiyobium sp. G58 during a 2-month period. From these results, we selected the three polymers that yielded the best results in respect to the survival of the bacteria. An assay of the effect of the polymers on the symbiotic activity of Rhiyobium-Cowpea and the agronomic parameters was conducted under greenhouse conditions, based on the principal component analysis. A positive effect was found in Rhiyobium sp. G58 using the Tukey's Test (p<0.05) with sodium alginate (0.5-1%) and hydroxypropyl methylcellulose-HPMC (0.125-0.5%), while a significant decrease was established in cellular viability using polyethylene glycol-PEG, carbomer-Carbopol 940, and polyvinyl alcohol-PVA. The multivariate analysis indicated that the application of the polymers (sodium alginate and hydroxypropyl methylcellulose) in 0.5% concentration did not have negative effects on the symbiotic fixation of nitrogen or the process of nodulation. In conclusion, our results suggest the effectiveness of these polymers and the possibility of using them as carriers of bacterial formulation without affecting physiological processes.
Para el desarrollo de propuestas en formulaciones bacterianas aplicadas al sector agropecuario, se hace necesario el estudio de parámetros fisicoquímicos y biológicos de materiales poliméricos. En este estudio, evaluamos el efecto de ocho polímeros sobre la viabilidad celular de Rhiyobium sp. G58 durante 2 meses. Obtenidos estos resultados, se seleccionaron los 3 polímeros que tuvieron la mejor respuesta en la supervivencia de la bacteria. Se realizó un ensayo bajo invernadero del efecto de los polímeros sobre la actividad simbiótica de Rhiyobium-Cowpea y de los parámetros agronómicos, el cual fue realizado por un análisis multivariado de componentes principales. Se estableció un efecto positivo mediante el test de Tuckey's (p < 0.05) en Rhiyobium sp. G58 utilizando alginato de sodio (0.5-1%) e hidroxipropilmetilcelulosa-HPMC (0.125-0.5%). Mientras que, se obtuvo un descenso significativo en la viabilidad celular con polietilenglicol-PEG, carbomero-Carbopol 940, y alcohol polivinílico-PVA. El análisis multivariado indicó que la aplicación de los polímeros (alginato de sodio e hidroxipropilmetilcelulosa) a una concentración de 0.5%, no afectaron negativamente la actividad de fijación simbiótica de nitrógeno, ni el proceso de nodulación. En conclusión, nuestros resultados sugieren la efectividad de estos polímeros con Rhiyobium sp. y podrían ser empleados como soportes para formulaciones bacterianas sin afectar procesos fisiológicos.
Para o desenvolvimento de propostas em formulações bacterianas aplicadas ao setor agropecuário, faz-se necessário o estudo de parâmetros fisicoquímicos e biológicos de materiais poliméricos. Neste estudo, avaliamos o efeito de oito polímeros sobre a viabilidade celular de Rhiyobium sp. G58 durante 2 meses. Selecionaram-se os 3 polímeros que tiveram a melhor resposta na sobrevivência da bactéria. Estabeleceu-se um efeito positivo mediante o teste de Tuckey's (p < 0.05) em Rhiyobium sp. G58 usando alginato de sodio (0.5-1%) e hidroxipropilmetilcelulosa-HPMC (0.125-0.5%). Enquanto, obteve-se um descenso significativo na viabilidade celular com polietilenglicol-PEG, carbómero-Carbopol 940, e álcool polivinílico-PVA. A análise multivariado indicou que a aplicação dos polímeros (alginato de sodio e hidroxipropilmetilcelulose) a uma concentração de 0.5%, não afetaram negativamente a atividade de fixação simbiótica de nitrogénio, nem o processo de nodulación. Em conclusão, os resultados sugerem a efetividade destes polímeros com Rhiyobium sp. e poderiam ser empregues como suporte para formulações bacterianas sem afetar processos fisiológicos.
ABSTRACT
Como parte de las estrategias de una agricultura sostenible, se hace necesario disminuir el uso de fertilizantes nitrogenados de síntesis, mediante la utilización de los biofertilizantes. En particular, los géneros Azotobacter y Azospirillum son utilizados como agentes promotores de crecimiento vegetal debido a su capacidad para fijar nitrógeno atmosférico y producir hormonas de tipo indólico. Por tal razón, en este estudio se aislaron bacterias diazotróficas de los géneros Azotobacter y Azospirillum a partir de la rizósfera de cultivos de algodón en el Espinal (Tolima). Las poblaciones microbianas se caracterizaron fenópicamente en los medios de cultivo semiespecificos: Ashby y LG (Azotobacter sp.) y NFb, LGI y Batata (Azospirillum sp.). La promoción de crecimiento vegetal se determinó mediante la actividad de la enzima nitrogenasa por medio de la técnica de reducción de acetileno y producción de Ãndoles por el método colorimérico de Salkowsky. Se obtuvieron 9 aislamientos tentativos de Azotobacter sp. y 4 de Azospirillum sp. Se presentaron diferencias significativas en la prueba de reducción de acetileno con las cepas presuntivas de Azotobacter sp.: NAT 9 (206.43 nmol C2H2 mL-1.h-1), NAT 4, (292.77 nmol C2H2 mL-1.h-1), y NAT 6 (460.60 nmol C2H2 mL-1.h-1) y en la producción de índoles de las cepas NAT 19 (19.87 íµg.mL-1) y NAT 13 (20.08 íµg.mL-1). Por su eficiencia In vitro en la promoción de crecimiento vegetal se seleccionaron las cepas NAT9, NAT4, NAT6, NAT19 y NAT13 para ser evaluadas como principio activo en futuros inoculantes para el algodón en esta zona del departamento del Tolima.
As part of strategies for sustainable agriculture, it is necessary to reduce the use of synthetic nitrogen fertilisers through the use of biofertilisers. In particular, the genera Azotobacter and Azospirillum are used as plant growth promoters because of their ability to fix atmospheric nitrogen and indolic type hormones. For this reason, in this study were isolated diazotrophic bacteria of the genera Azotobacter and Azospirillum from the rhizosphere of cotton crops in Espinal (Tolima). The microbial populations were characterized phenotypically in specific semi culture media: Ashby and LG (Azotobacter sp.) and NFb, LGI and Batata (Azospirillum sp.). The promotion of plant growth was determined by the enzyme nitrogenase activity through acetylene reduction technique and production of indoles by the salkowsky colorimetric method. 9 isolates were obtained tentative Azotobacter sp. and 4 of Azospirillum sp. Significant differences in acetylene reduction test with presumptive strains of Azotobacter sp.: NAT 9 (206.43 nmol C2H2 mL-1.h-1), NAT, 4, (292.77 nmol C2H2 mL-1.h-1), and NAT 6 (460.60 nmol C2H2 mL-1.h-1) and indole production strains NAT 19 (19.87 µg.mL-1) and NAT 13 (20.08 µg.mL-1). In vitro efficiency in promoting plant growth were selected strains NAT9, NAT4, NAT6, NAT19 and NAT13 to be evaluated as active in future inoculants on cotton in this part of the department of Tolima.
Subject(s)
Bacteria , Gossypium , Growth , Plant Growth Regulators , Fertilizer Industry , Fertilizers , Growth Inhibitors , Growth Substances , IndolesABSTRACT
Se evaluó el efecto de diferentes agroquímicos cuyos principios activos se basan en Carboxin: 5,6-dihydro-2-methyl-N-phenyl-1,4-oxathiin-3 carboxamide; Tiram: tetramethylthioperoxydicarbonic diamide; Imidacloprid: (1-(6-cloro6-4-piridinil-metil)-N-nitroimidazolidin-2-ilideneamina); Cipermetrina: (1RS)-cis,trans-3-(2,2-diclorovinil)-2,2-dimetilciclopropano carboxilato de (RS)-ciano-3-Fenoxibencilo; S-metolachloro: (S)-2-cloro-N-(2-etil-6-metil-fenil)-N-(2-metoxi-1-metil-etil)-acetamida; Fluometuron: 1,1-dimetil-3(alfa, alfa, alfa-trifluoro-m-tolil) urea y Glifosato: (N-(fosfonometil) glicina) sobre la viabilidad del inoculante biológico Monibac® - Corpoica cuyo ingrediente activo es la bacteria diazotrófica no simbiótica Azotobacter chroococcum AC1, aplicando las técnicas de concentración mínima inhibitoria y de compatibilidad. Los resultados demostraron la susceptibilidad del microorganismo frente al insecticida cipermetrina al 50% y al ser mezclado con los demás plaguicidas en la dosis utilizada regularmente en campo. Se encontró que no hubo efectos significativos (P < 0.05) en la aplicación de los plaguicidas (Carboxin, Thiram, Imidacloprid, S-metolachloro, Fluometuron y Glifosato) sobre A. chroococcum AC1, bajo las diferentes dosis evaluadas infiriendo que esta bacteria en condiciones de laboratorio es capaz de tolerar estas sustancias químicas mediante diferentes mecanismos fisiológicos sin afectar su crecimiento.
The effect of different agrochemicals whose active ingredient is based on Carboxin: 5,6-dihydro-2-methyl-N-phenyl-1,4-oxathiin-3carboxamide; Tiram: tetramethylthioperoxydicarbonic diamide; Imidacloprid: (1-(6-cloro6-4-pyridinyl-methyl)-N-nitroimidazolidin-2-ilideneamina); Cypermethrin: (1RS)-cis, trans-3-(2.2-dichlorovinyl)-2,2-dimethylcyclopropane carboxylate (RS)-cyano-3-phenoxybenzyl; S-metolachlor:(S)-2-chloro-N-(2-ethyl-6-methyl-phenyl)-N-(2-methoxy-1-methyl-ethyl)-acetamide; Fluometuron: 1,1-dimethyl-3 (alpha, alpha, alpha-trifluoro-m-tolyl) urea and Glyphosate: (N-(phosphonomethyl) glycine) on the viability of biological inoculant Monibac ® - Corpoica whose active ingredient is based on non-symbiotic diazotrophic bacteria Azotobacter chroococcum AC1, applying the minimum inhibitory concentration and compatibility techniques. The results demonstrated the susceptibility of the organism Cypermethrin 50% and when it is mixed with other pesticides in the rate used in the field regularly. It was found that there were no significant effects (P< 0,05) of pesticides (Carboxin, Thiram, Imidacloprid, S-metolachlor, Fluometuron and Glyphosate) under the different concentrations tested suggesting that this bacterium is able to tolerate these chemicals by different physiological mechanisms without affecting their growth in laboratory level.