Inoculantes microbianos incorporados al cultivo de Ipomoea batatas L. en el Valle del Sinú / Microbial inoculants incorporated in Ipomoea batatas L. crop in the Sinú Valley

RESUMEN La batata (Ipomoea batatas L.) se cultiva en todo el mundo como fuente de carbohidratos, y su producción comercial requiere un alto aporte de fertilizantes químicos, lo cual eleva los costos de producción. Los inoculantes microbianos, se emplean como una fuente alternativa de nutrición vegetal. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de Pseudomonas denitrificans IBVS2 y Azotobacter vinelandii IBVS13 con diferentes niveles fertilización química nitrogenada en el cultivo de batata en la microrregión del Valle del Sinú en el Caribe Colombiano. Para los montajes de los experimentos se utilizó un diseño completamente aleatorizado, ocho tratamientos y tres repeticiones usando como material vegetal plántulas obtenidas in vitro endurecidas en invernadero. Los resultados demostraron que la cepa Azotobacter vinelandii IBVS13 con un 75% de fertilización nitrogenada (FN) mejoró la capacidad de acumulación de materia seca en los tubérculos de batata, generando incrementos de 6,65 t/ha respecto al testigo químico y 3,18 t/ha en relación con el testigo absoluto, garantizando un incremento del rendimiento. Así mismo, el contenido de proteína bruta aumentó 13,93% al realizar la inoculación de las plantas con esta cepa. En el mismo sentido, la cepa Pseudomonas denitrificans IBVS2+ fertilización nitrogenada 50% presentó aumentos en la variable de fibra cruda 31,75% respecto al testigo absoluto, contribuyendo de manera eficaz como bioestimulante microbiano en la agricultura.

ABSTRACT Sweet potatoes (Ipomoea batatas L.) are grown worldwide as a source of carbohydrates, and their commercial production requires a high contribution of chemical fertilizers, which increases production costs. Microbial inoculants are used as an alternative source of plant nutrition. The objective of this research was to evaluate the effect of Pseudomonas denitrificans IBVS2 and Azotobacter vinelandii IBVS13 with different levels of nitrogen chemical fertilization in the sweet potato crop in the microregion of the Sinú Valley in the Colombian Caribbean. A completely randomized design was used for the experiment development, eight treatments was evaluated and three repetitions were carried out. In vitro hardened seedlings was used as a plant material. The results showed that the Azotobacter vinelandii IBVS1 3 strain with 75% nitrogen fertilization (FM) improved the accumulation capacity of dry matter in sweet potato roots, generating increases of 6.65 t / ha compared to the chemical control and 3.18 t / ha in relation to the absolute control, guaranteeing an increase in yield. The crude protein content was increased in 13.93% when inoculating the plants with this strain. In the same way, with the inoculation of strain Pseudomonas denitrificans IBVS2 + 50% nitrogen fertilization the crude fiber variable was increased in 31.75% compared to the absolute control, contributing effectively as a microbial biostimulant in agriculture.

Caracterización y efecto de Azotobacter, Azospirillum y Pseudomonas asociadas a Ipomoea Batatas del Caribe Colombiano / Characterization and effect of Azotobacter, Azospirillum and Pseudomonas associated with Ipomoea Batatas of Colombian Caribbean

Resumen El uso de Rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPR, por sus siglas en ingles) constituye una alternativa al uso de fertilizantes químicos favoreciendo el rendimiento de los cultivos. La presente investigación tuvo como objetivo la búsqueda, selección y caracterización de PGPB de los géneros Azotobacter, Azospirillum y Pseudomonas nativas de la rizósfera de cultivos de Ipomoea batatas de zonas productoras representativas del Caribe Colombiano. Los aislados seleccionados se caracterizaron molecularmente y realizaron pruebas de solubilización de fósforo, producción de índoles y reducción de acetileno. Las cepas fueron probadas a nivel de invernadero en plántulas de Ipomoea batatas producidas in vitro en las que se evaluó la altura, longitud radicular, masa seca de la parte aérea y radicular. Asociada a la rizósfera de Ipomoea batatas se obtuvieron cepas de Azotobacter vinelandii, Azotobacter chroococcum, Azospirillum lipoferum, Azospirillum brasilense y Pseudomonas denitrificans, las cepas fueron capaces de solubilizar fósforo, producir índoles y reducir acetileno. Se obtuvo incrementos en parámetros de crecimiento como longitud radicular, altura, peso seco aéreo y radicular en plántulas de Ipomoea batatas en invernadero con la inoculación de las bacterias seleccionadas frente a plántulas sin inocular. Los resultados catalogan a los aislados obtenidos como posibles microorganismos con potencial como biofertilizantes en batata.

Abstract The use of plant growth promoting Rhizobacteria (PGPR) is an alternative to replace chemical fertilizers for the cultivation of agricultural crops. The aim of this research was to search, selection and characterization of PGPR from the genus Azotobacter, Azospirillum and Pseudomonas natives from sweet potato (Ipomoea batatas) plants and rhizosphere of representative production regions of the Colombian Caribbean. Selected isolates were identified by molecular methods and they were screenedin vitrofor activities related to plant growth such as phosphate solubilization, indole production and acetylene reduction. The strains were tested in the greenhouse on plants of Ipomoea batatas produced in vitro. The height, root length, dry mass of the shot and root were evaluated. Associated with sweet potato crop us finded strains identificated as Azotobacter vinelandii, Azotobacter chroococcum, Azospirillum lipoferum, Azospirillum brasilense and Pseudomonas denitrificans. The strains were able to solubilize phosphate, synthesize indole-3-acetic acid (IAA) and reduce acetylene. The inoculation of bacteria selected increased growth parameters such as root length, height, dry weight root and shoot in plants of sweet potato in greenhouse. Those results catalog to the isolated obtained as possible microorganisms with potential as biofertilizers in sweet potato.

Efecto de las PGPB sobre el crecimiento Pennisetum clandestinum bajo condiciones de estrés salino / PGPB effect on the growth Pennisetum clandestinum under salt stress

Esta investigación tuvo como objetivo el aislamiento y caracterización de bacterias con potencial para promover el crecimiento del pasto Pennisetum clandestinum en suelos salinos simulados. De muestras de suelo rizosférico de P. clandestinum se aislaron 92 bacterias Gram positivas, diez aislados crecieron en agar nutritivo suplementado con NaCl (2,578 M). Los aislados se evaluaron bajo condiciones de invernadero; las cepas identificadas como KISA 34 y KISA 71 fueron seleccionadas como las mejores con base a la prueba estadística de Dunnet (p≤ 0,05) y fueron identificadas molecularmente como Bacillus amyloliquefaciens KISA 34 y Bacillus subtilis KISA 71. Estas cepas tienen la capacidad de producir; amonio, exopolisacáridos y celulosa, y tanto en presencia como ausencia de NaCl, produjeron índoles totales y solubilización de fósforo. La evaluación de las cepas en invernadero evidenció que el T6 - KISA 34 + KISA 71+ 25 % (Roca Fosfórica RF) con respecto al T2- testigo químico completo incrementaron de manera significativa la biomasa y el desarrollo de la planta (p≤ 0.05). Los resultados de esta investigación demostraron que las cepas aisladas tienen la capacidad de crecer en suelos salinos conservando sus características como promotoras de crecimiento vegetal con efectos positivos sobre P. clandestinum.

This research aims the isolation and characterization of bacteria with potential to promote the growth of grass Pennisetum clandestinum in simulated saline soils. 92 Gram positive bacterias were isolated from Rhizosphere soil samples of P. clandestinum. Ten isolated bacteria grew on nutrient agar supplemented with NaCl (2.578 M). Isolates were evaluated under greenhouse conditions; the strains identified as KISA 34 and KISA 71 were selected as the best based on the statistical test of Dunnet (p ≤ 0.05) and were identified Bacillus amyloliquefaciens KISA 34 and Bacillus subtilis KISA 71. These strains have the ability to produce ammonium, exopolysaccharides and cellulose, both in absence and presence of NaCl. The strains produced indoles and phosphorus solubilization. The evaluation of strains in greenhouse showed that the T6 - KISA 34 + KISA 71+ 25 % (phosphate rock RF) significantly increased biomass and plant development (p≤ 0.05) compared with T2 - full fertilization . The results of this research showed that isolates have the ability to grow in saline soils retaining its characteristics as promoting plant growth with positive effects on P. clandestinum.

Efecto de rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal solubilizadoras de fosfato en Lactuca sativa cultivar White Boston / Effect of plant growth promoting rhizobacteria phosate solubilizing Lactuca sativa cultivar White Boston

En las últimas décadas, la agricultura colombiana se ha visto afectada por la reducción de la productividad en las zonas hortícolas, el incremento de los costos de producción y la dependencia del uso de productos químicos, produciendo un daño irreversible al medio ambiente y la calidad de vida de productores y consumidores. El objetivo de investigación fue evaluar el efecto de rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal del género Pseudomonas sp. sobre Lactuca sativa cultivar White Boston como solubilizadoras de roca fosfórica. El estudio se realizó en el Centro de Investigación Tibaitatá (Corpoica) ubicado en Mosquera (Cundinamarca-Colombia). Los resultados demostraron que las cepas tienen la capacidad intrínseca para solubilizar fuentes de fósforo de baja solubilidad como la roca fosfórica. La aplicación de inoculantes con base en las cepas: Pseudomonas fluorescens FR1, Pseudomonas sp., UVLO27 y Pseudomonas sp. LEAV18 arrojaron los mejores resultados. Las cepas Pseudomonas sp. FR2, UVLO27 y K35, tienen la capacidad de producir índoles y sideróforos. El experimento en invernadero evidenció que las cepas Pseudomonas fluorescens FR1, Pseudomonas sp. FR2 y UVLO27 incrementaron de manera significativa (P<0.05) la biomasa y el desarrollo de las plantas. El uso de rocas fosfóricas representa una alternativa económica y ecológica viable, en sistemas de agricultura sostenible.

In the last decades, Colombian agriculture has been affected by the reduction in productivity in horticultural areas, increase in production costs and the dependence of chemical products usage, causing and irreversible damage to environment and producers and consumers life quality. The aim of this research was to evaluate the effect of plant growth promoting rhizobacteria of the genus Pseudomonas sp. under Lactuca sativa cultivar White Boston as phosphate rock solubilizing bacteria. The study took place in the Research Centre Tibaitatá-Corpoica, located in Mosquera (Cundinamarca-Colombia). Results demonstrated that the strains have an intrinsic capacity to solubilize low solubility phosphorus sources as phosphate rock. Inoculants application based on: Pseudomonas fluorescensFR1, Pseudomonas sp., UVLO27 and Pseudomonas sp. LEAV18 strains displayed the best results. The strains Pseudomonas sp. FR2, UVLO27 and K35, are capable of producing indoles and siderophores. The green house experiment showd that strain Pseudomonas fluorescens FR1, Pseudomonas sp. FR2 of phosphate rocks represents a viable economic and ecological alternative in sustainable agriculture systems.