ABSTRACT
Abstract The "tarwi" or "chocho" (Lupinus mutabilis Sweet) is the unique specie of the genus Lupinus cultivated in America, appreciated for its high protein content in seeds, and the ability to fix nitrogen in symbiotic association with rhizobia. Its genetic variability is reinforced by approximately 84 wild species in Peru. The present investigation was carried out to show if the rhizobia of a wild lupino (Lupinus sp.) might be able to nodulate and promote the growth of tarwi. The root nodules were collected from an abandoned crop field of Huaraz (Ancash-Peru) at 3497 m of altitude, were isolated 8 slow-growing (6-7 days) rhizobial strains, which due to their microbiological and molecular characteristics correspond to the genus Bradyrhizobium. These strains were inoculated in tarwi seeds, and co-inoculated to the 15-day seedlings. It was applied a completely randomized design with 11 treatments (including the control strain LMRT28, N+ with nitrogen fertilization and N- without fertilization) and 5 repetitions. After 70 days of growth in greenhouse conditions, all treatments with native strains, with the exception of LSHZ-L1 and LSHZ-L2, showed reddish-colored root nodules, indicator of leghemoglobin activity. Six of the strains significantly increased the aerial length of the plants respect to the N- and the LMRT28 treatment; also, there were significant differences in relation of aerial dry weight being better in five treatments with native strains. The major foliar coverage was developed by LSHZ-L7; and the greatest number of secondary nodules was showed in LSHZ-L3, which is correlated with the dry weight of the root.
Resumen El "tarwi" o "chocho" (Lupinus mutabilis Sweet) es la única especie cultivada del género Lupinus en América, valorado por su alto contenido proteico y capacidad de fijar nitrógeno en asociación simbiótica con rizobios. Su variabilidad genética está reforzada por aproximadamente 84 especies silvestres en el Perú. La presente investigación se realizó para evidenciar si los rizobios de una especie silvestre de lupino (Lupinus sp.) fueran capaces de nodular y promover el crecimiento del tarwi. Los nódulos radiculares fueron colectados de un campo de cultivo en abandono de Huaraz (Ancash-Perú) a 3497 m de altitud; se aislaron 8 cepas rizobianas de crecimiento lento (6-7 días) que por sus características microbiológicas y moleculares corresponden al género Bradyrhizobium. Estas fueron inoculadas en semillas de tarwi y reinoculadas a plántulas de 15 días. Se aplicó diseño completamente aleatorizado con 11 tratamientos (incluyendo la cepa control LMRT28, N+ con fertilización nitrogenada, y N- sin fertilización) y 5 repeticiones. Después de 70 días en invernadero se observó que todas las cepas nativas, a excepción de LSHZ-L1 y LSHZ-L2, mostraron nódulos radiculares de coloración rojiza indicador de la actividad de la leghemoglobina. Seis de las cepas incrementaron significativamente la longitud aérea de las plantas respecto al N- y al control LMRT28; también hubo diferencias significativas en cuanto al peso seco aéreo destacando cinco cepas nativas; la mayor cobertura foliar fue desarrollada por LSHZ-L7; y la cepa LSHZ-L3 presentó significativamente mayor número de nódulos secundarios y estuvo correlacionada con el peso seco de la raíz.
ABSTRACT
ABSTRACT This research evaluated the changes on populations of culturable N-fixing free bacteria (NFFB) and P-solubilizing bacteria (PSB), as well as on the root nodulation by native rhizobia, the root colonization and spore number of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), in the rhizosphere of Clitoria ternatea and Brachiaria brizantha grown in mesocosms contaminated with crude oil (0, 3000, 6000, 9000, and 12000 mg kg-1), for 240 days. After 24 h of soil contamination, the highest populations of NFFB and PSB (5.5 and 4.9 LogUFC, respectively) were found in control, and the lowest populations were obtained at 12000 mg kg-1 (5.1 and 4.2 LogUFC, respectively). In contrast, at 60 and 240 days, the control showed lower populations of NFFB and PSB (5.4 and 4.8 LogUFC, respectively) than contaminated treatments. The highest number of root nodules in C. ternatea was quantified in control at 60 and 240 days (25 and 27 nodules, respectively) in comparison to those observed at the treatment with 12000 mg kg-1 (7 and 1 nodule, respectively). At 60 days, AMF colonization in both plant species, and the number of spores significantly decreased as the crude oil concentration increased; however, at 240 days, the highest number of AMF spores was recorded at treatments with 6000 and 12000 mg kg-1. The dry weight of both plant species significantly decreased as crude oil concentrations increased. Although C. ternatea was more susceptible to the toxic effects of crude oil, this plant species showed greater content of total chlorophyll than B. brizantha.
RESUMEN Esta investigación evaluó los cambios en la población cultivable de bacterias de vida libre fijadoras de nitrógeno (BVLFN) y de bacterias solubilizadoras de fósforo (BSP), así como en la nodulación de raíces por rizobios nativos, y en la colonización y número de esporas de hongos micorrízicos arbusculares (HMA) en la rizósfera de Clitoria ternatea y Brachiaria brizantha cultivadas en mesocosmos contaminados con petróleo crudo (0, 3000, 6000, 9000 y 12000 mg kg-1), durante 240 días. A las 24 h de la contaminación del suelo, las poblaciones más altas de BVLFN y BSP (5,5 y 4,9 LogUFC, respectivamente) se encontraron en el control, mientras que las poblaciones más bajas se obtuvieron a 12000 mg kg-1 (5,1 y 4,2 LogUFC, respectivamente). En contraste, a los 60 y 240 días, el control mostró bajas poblaciones de BVLFN y BSP (5,4 y 4,8 LogUFC, respectivamente) que los tratamientos contaminados. El mayor número de nódulos en raíz de C. ternatea se cuantificó en el control a los 60 y 240 días (25 y 27 nódulos, respectivamente) en comparación con el tratamiento con 12000 mg kg-1 (7 y 1 nódulos, respectivamente). A los 60 días, la colonización de HMA en ambas especies vegetales y el número de esporas disminuyeron significativamente al aumentar la concentración de petróleo crudo; sin embargo, a los 240 días, se registró el mayor número de esporas de HMA en los tratamientos con 6000 y 12000 mg kg-1. El peso seco vegetal disminuyó significativamente al aumentar las concentraciones de petróleo crudo. Clitoria ternatea fue más susceptible a la toxicidad del petróleo, aunque esta especie vegetal mostró mayor contenido de clorofila total que B. brizantha.
ABSTRACT
Es el primer estudio en Colombia que abarca una evaluación de rizobios nativos asociados a frijol Caupí (Vigna unguiculata L. Walp.) en los departamentos del Cesar y la Guajira. En esta investigación, se demostró que la utilización de aislamientos de rizobios nativos aislados a partir de nódulos, mejoraron el desarrollo del frijol Caupí (Vigna unguiculata L. Walp.), siendo estas bacterias más eficientes que los tratamientos químicos y absolutos (sin inóculo ni fertilización) y que las cepas inducidas mejorando además, la fijación biológica de nitrógeno y la tasa fotosintética. Como aportes del estudio, se determinó que en condiciones de invernadero la fertilización biológica fue más eficiente que la química y que, de acuerdo a los resultados obtenidos de las diferentes variables agronómicas evaluadas, esto podría influir positivamente en los rendimientos nutricionales del cultivo, base alimentaria de los sistemas ganaderos de estas regiones del país y fuente alimenticia de la comunidad indígena y de bajos recursos económicos.
This is the first study in Colombia which covers an evaluation of native rhizobium associated to the Caupí bean (Vigna unguiculata L. Walp.) in the departaments of Cesar and Guajira. In this research it was demonstrated that the use of native rhizobium isolated from nodes, improved the development of the Caupí bean (Vigna unguiculata L. Walp.), being this bacteria more efficient than the chemical and absolute treatments (without inoculum and fertilization) also improving the biological nitrogen fixation and the photosynthetic rate. As contribution of the study, it was determined that in greenhouse conditions and according to the results obtained from differents measured agronomic variables, this could influence positively in the nutritional performance of the crop, basis of food of the cattle system of this regions of the country and the food source of the indigenous community of low economic income.
ABSTRACT
En Venezuela, el frijol representa una alternativa a la proteína animal, debido a su alto consumo y valor nutritivo, por ello se ha estimulado la implementación de programas para reactivar la economía de los pequeños y medianos productores, a fin de incrementar su producción y así tener mayor disponibilidad de proteína de alta calidad a bajo costo; de manera que, los estudios encaminados a mejorar su cultivo, son acertados. Se evaluó la efectividad de cepas rizobianas de crecimiento lento (cl) y rápido (cr) en frijol (Vigna unguiculata (L.) Walp.) cultivar TC9-6 en varios regímenes de fósforo (0, 20, 40 y 80 kgP2O5 ha-1), con un diseño experimental de bloques al azar con arreglo factorial. Las plantas se cultivaron en 4 kg de suelo de sabana 45 días y las cepas en caldo de levadura y manitol: 5 (cr: JV91) y 10 (cl: JV94) días. La inoculación (2 ml cada vez) fue aplicada a la siembra y 6 días más tarde. La utilización de fósforo (40-80 kgP2O5 ha-1) incrementó la nodulación (número, peso seco total e individual de nódulos) y favoreció la aparición de nódulos rojos; así mismo, acrecentó el peso de la materia seca, la altura, el número de hojas y la concentración de nitrógeno del vástago. Los valores fueron similares con ambos tipos de cepas (efectividad similar) y para las dos concentraciones (40-80 kgP2O5 ha-1), con las menores estimaciones para 0 y 20 kgP2O5 ha-1. De acuerdo con los resultados las concentraciones de 40 y 80 kgP2O5 ha-1 fueron las más favorables para el crecimiento y la nodulación de frijol.
In Venezuela, cowpea is an alternative to animal protein due to its high consumption and nutritious value, so it has stimulated the implementation of programs to reactivate the small and medium producers economy, in order to increase its production and to have major high quality protein availability at low cost; so that, the studies carry on to improve its cultivation, are well-aimed. The effectiveness of slow (sg) and fast (fg) growing rhizobial strains was evaluated in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp) cultivar TC9-6 at various phosphorus regimes (0, 20, 40 and 80 kgP2O5 ha-1): randomized block design with factorial arrangement. Plants were cultivated in 4 kg savannah soil: 45 days, and the strains in yeast and mannitol broth: 5 (fg: JV91) and 10 (sg: JV94) days. The inoculation (2 ml each time) was applied at sowing time and 6 days later. Phosphorus utilization (40-80 kgP2O5 ha-1) increased nodulation (nodule number, total and individual dry weight) and favoured nodule red colour appearance; also, incremented shoot dry matter weight, height, leaves number and nitrogen concentration. Values were similar with both strain types (similar effectiveness) and to the two doses (40-80 kgP2O5 ha-1), with lower estimations to 0 and 20 kgP2O5 ha-1. Accordingly with the results, the doses of 40 and 80 kgP2O5 ha-1 were the most favourable to cowpea growth and nodulation.