Evaluación del efecto auxin-like de ácidos húmicos en maíz mediante análisis digital de imágenes

El efecto auxin-like consiste en la promoción del crecimiento vegetal por ácidos húmicos (AH). En este trabajo, se evaluó el efecto auxin-like de ácidos húmicos, mediante la determinación del área foliar y la superficie radicular de plántulas de maíz. Los AH fueron obtenidos por solubilización alcalina de carbón, denominados AH-NaOH y mediante solubilización bacteriana de carbón, designados AH-BSC3 y AH-BSC25. Se probó la aplicación de AH, mediante inmersión de semillas en soluciones de 20, 80 y 150mgAH/L y por aspersión foliar sobre plántulas de dos semanas. El ensayo, se desarrolló bajo condiciones de casa de malla y constó de cinco repeticiones por tratamiento; 30 días después de la siembra en suelo, se determinó el área foliar, utilizando el software ImageJ y la superficie total de raíces, mediante un algoritmo desarrollado en Matlab. Se registraron incrementos significativos en el área foliar de plantas tratadas mediante la inmersión de semillas, en soluciones de AH-BSC-3-80mg/L y 150mg/L, AH-BSC-25-20mg/L y 150mg/L, y AH-NaOH-80mg/L y plantas tratadas mediante aspersión foliar de AH-BSC-3-150mg/L, AH-BSC-25-150mg/L y AH-NaOH-150mg/L. También, se evidenciaron incrementos significativos en la superficie total de raíces de plántulas tratadas con AH-BSC25-150mg/L, AH-NaOH-80mg/L y AH-BSC3-80mg/L y todos los tratamientos de AH por aspersión. Se presentó el efecto auxin-like de AH sobre el desarrollo radicular y foliar de plántulas de maíz, a través del análisis digital de imágenes; esta herramienta puede producir información precisa para medir algunos parámetros del proceso vegetal.

The auxin-like effect consists in plant growth promotion by humic acids (HA). In this research the auxin-like effect was determined by digital image processing, both foliar and root surface of corn plants were assessed. The HA were obtained through alcaline solubilization coal, HA-NaOH and through coal bacterial solubilization, HA-CSB3 and HA-CSB25. The application of the HA solutions of 20, 80 and 150mgHA/L was evaluated through seed immersion and foliar spray on two week-old plants. The experiment was carried out under shade cloth with five replicates by treatments; 30 days after planting in soil, leaf area was measured using ImageJ software and total root surface through an algorithm of Matlab. Significant increase in leaf area of plants treated by immersion of seeds in HA-BSC3-80mg/L and 150mg/L, AH-CSB25-20mg/L and 150mg/L, and HA-NaOH-80mg/L was found, as well as in plants treated by foliar aspersion of HA-CSB3-150mg/L, AH-CSB 25-150mg/L and HA-NaOH-150mg/L. Moreover significant increase in total root surface of plants treated with HA-CSB25-150mg/L, HA-NaOH-80mg/L and HA-CSB3-80mg/L and all treatments of HA by aspersion was found. The auxin-like effect of humic acids on maize plants was evidenced through digital image analysis; this tool can produce accurate information to measure some plant development parameters.

Perspectivas sobre el uso de sustancias húmicas en la producción aviar / Perspectives on the use of humic substances in poultry production / Perspectivas sobre o uso de substâncias húmicas na avicultura

Resumen Las sustancias húmicas (SH) son un producto de la biotransformación de la materia orgánica, que han sido utilizadas ampliamente en procesos agrícolas, tales como la recuperación de suelos, como agentes biorremediadores por sus propiedades quelantes de sustancias tóxicas residuales, así como en la producción animal como promotor del mejoramiento de los parámetros productivos. Los procesos de producción animal en la actualidad demandan producción limpia aunada a un rendimiento competitivo de los sistemas de producción animal frente a los cuales, alternativas de manejo como la suplementación con aditivos alimentarios de origen natural, que mejoren los parámetros productivos y que a la vez participen en el mejoramiento de la salud animal, son la tendencia en la actualidad. En la presente revisión se hace énfasis en la contribución que las SH realizan en la producción avícola a partir de resultados de investigación que afirman que la suplementación de la dieta tanto de pollos de engorde como de gallinas ponedoras, permite la optimización en la digestión de los nutrientes, lo cual conlleva al mejoramiento en los parámetros zootécnicos. Dada la relación de la fisiología intestinal con la respuesta inmune, es posible que hayan efectos inmunomoduladores positivos asociados a la inclusión de estos aditivos en la dieta como una alternativa de producción limpia.

Abstract Humic substances (SH; product of the biotransformation of organic matter) have been widely used in agricultural processes such as soil remediation and also as bioremediation agents due to their ability to chelate toxic wastes. HS have been also used in animal production to promote growth performance. Animal production systems currently require cleaner production coupled with competitive performance. Today´s trends also include management alternatives such as supplementation with feed additives from natural sources to improve productivity and animal health. This review focuses on how SH contributes to poultry production based on research claims that SH supplementation to broilers and laying hens allows optimizing nutrient digestion, leading to improved productivity. Given the existing relationship between intestinal physiology and the immune response, there could be positive immunomodulatory effects associated with the dietary inclusion of these additives.

Resumo As substancias húmicas (SH) são um produto da biotransformação da matéria orgânica, que tem sido utilizadas comumente em processos agrícolas tais como a recuperação do solo, quanto como agentes biorremediadores pelas suas propriedades quelantes de substancias toxicas residuais. Do mesmo jeito são usadas na produção animal como promotor do crescimento permitindo melhorar os parâmetros produtivos. Os processos de produção animal na atualidade demandam produção limpa junto a um rendimento competitivo dos sistemas de produção animal frente aos quais, alternativas de manejo como a suplementação com aditivos alimentares de origem natural, que melhorem os parâmetros produtivos e que a sua vez participem no melhoramento da saúde animal, são a tendência na atualidade. Na presente revisão se faz ênfase na contribuição que as SH realizam na produção avícola a partir de resultados de pesquisas que afirmam que a suplementação da dieta tanto de frangos de corte quanto de galinhas poedeiras, permite a optimização da digestão dos nutrientes, o qual conduz ao melhoramento dos parâmetros zootécnicos, dada a relação da fisiologia intestinal com a resposta imune, é possível que existam efeitos imuno-moduladores positivos associados a inclusão de estes aditivos na dieta como uma alternativa de produção limpa.

Obtención de batterias biotransformadoras de cabón de bajo rango a partir de mmicrohábitats con presencia de residuos carbonosos / Obtaining Low Rank Coal Biotransforming Bacteria from Microhabitats Enriched with Carbonaceos Residues

Se aislaron bacterias con actividad biotransformadora de carbón de bajo rango (CBR) a partir de muestras ambientales con presencia de residuos de carbón en la mina "El Cerrejón". Se aislaron 75 morfotipos bacterianos de los cuales 32 presentaron crecimiento en medio sólido mínimo de sales con carbón a 5 %. Se diseño un protocolo para la selección de los morfotipos con mayor actividad biotransformadora de CBR, el protocolo incluye el aislamiento en un medio selectivo con CBR en polvo, pruebas cualitativas y cuantitativas de solubilización de CBR en medios sólidos y líquido. El mecanismo de solubilización en las cepas que producen mayores valores de sustancias húmicas (SH) estuvo asociado a cambios de pH en el medio, probablemente por la producción de sustancias alcalinas extracelulares. El mayor número de aislamientos y los aislamientos con mayor actividad solubilizadora sobre el CBR provienen de lodo con alto contenido de residuos de carbón y las rizósferas de Typha domingensis y Cenchrus ciliaris que crecen sobre sedimentos mezclados con partículas de carbón, este resultado sugiere que la obtención y capacidad de solubilización de CBR por parte de bacterias puede estar relacionada con el microhábitat donde se desarrollan las poblaciones.

Bacteria capable of low rank coal (LRC) biotransform were isolated from environmental samples altered with coal in the mine "The Cerrejon". A protocol was designed to select strains more capable of LRC biotransform, the protocol includes isolation in a selective medium with LRC powder, qualitative and quantitative tests for LRC solubilization in solid and liquid culture medium. Of 75 bacterial strains isolated, 32 showed growth in minimal salts agar with 5 % carbon. The strains that produce higher values of humic substances (HS) have a mechanism of solubilization associated with pH changes in the culture medium, probably related to the production of extracellular alkaline substances by bacteria. The largest number of strains and bacteria with more solubilizing activity on LRC were isolated from sludge with high content of carbon residue and rhizosphere of Typha domingensis and Cenchrus ciliaris grown on sediments mixed with carbon particles, this result suggests that obtaining and solubilization capacity of LRC by bacteria may be related to the microhabitat where the populations originated.

Biotransformación de carbón de bajo rango por bacterias aisladas de microhábitats influenciados por residuos de carbón / Biotransformation of low rank coal by bacteria isolated from environments influenced by coal residue

Se describió la capacidad de cinco cepas bacterianas para transformar un carbón de bajo rango (CBR), para ello se evaluaron cepas aisladas de microhábitats con presencia de partículas procedentes de los procesos de almacenamiento y lavado de carbón en la mina El Cerrejón (Colombia). Se realizaron ensayos de solubilización de CBR en medio de cultivo sólido y líquido, además de la decoloración de sustancias húmicas (SH) extraídas del CBR. Todas las bacterias evaluadas presentaron capacidad para biotransformar CBR en medio sólido, esta actividad es mayor cuando el CBR ha sido pretratado con ácido nítrico; en medio líquido se alcanzó una pérdida de peso de CBR hasta del 37% por acción de una cepa de Acinetobacter baumannii, acompañada de la aparición de hasta 8,06 mg/ml-1 de sustancias solubles con absorbancia a 465 nm; los cambios en el pH del medio sugieren que la actividad biotransformadora de CBR está asociada a la liberación de sustancias alcalinas; finalmente, se encontró evidencia para sugerir que las SH presentes en el CBR son transformadas por cometabolismo, posiblemente mediante reacciones de depolimerización, decoloración y repolimerización.

in this study were evaluated five bacterial strains isolated from microhabitats with high content of coal particles generated from storage and washing processes, in "The Cerrejón” open coal mine (Colombia), their ability to biotransform a low rank coal (LRC) was described by testing solubilization on solid and liquid culture medium, as well as bleaching of humic substances (HS) extracted from LRC. All tested bacteria showed ability to biotransform LRC on solid medium, this activity is greater when the LRC has been pretreated with nitric acid; in liquid medium LRC reached 37% of weight loss by Acinetobacter baumannii strain, accompanied by the appearance of up to 6.8 mg/ml-1 of soluble substances with absorbance at 465 nm, changes in culture medium pH suggest that LRC biotransformations activity is associated with alkaline substances release, finally found evidence to suggest that HS contained within LRC are transformed by cometabolism, possibly by depolymerization reactions, bleaching and repolimerization.

Optimización deuuna metodología para la extraccón de la humina de un oxisol dee Colombia. fraccionamiento y caracterización fisicoquímica / Optimiation of aa methdology for the humin extraction of an Colombiann oxisol. fractionation and phisicochemical characterzaation / Optimzação de umma metodología para a extração da humina de um oxisol de Colômbia. fracionamento e caracterização fisicoquímica

La Amazonia colombiana es una reserva natural que debe conservarse inalterada, y la materia orgánica es un componente importante del suelo ya que es fuente de nutrientes para la planta. La humina del suelo ha sido poco tenida en cuenta en la sostenibilidad de este ecosistema, a pesar de que desempeña un papel fundamental en la dinámica del suelo, por lo tanto requiere ser estudiada. Los objetivos fueron: evaluar las condiciones experimentales para la extracción y el fraccionamiento de la humina de los horizontes A y BA de un oxisol del Amazonas, en cuanto a la relación sueloextractante, número de extracciones y caracterización de las fracciones obtenidas mediante análisis elemental de C, H y N; relación E4/E6 y análisis térmico diferencial (ATD). Como condiciones óptimas de extracción se encontraron: una relación suelo/extractante 1:40 en la fracción del suelo menor de 50 μm; un tiempo de agitación de una hora, con 4 extracciones sucesivas para el suelo del horizonte A, y una sola para el BA debido al menor contenido de materia orgánica. Se encontraron porcentajes de nitrógeno y un grado de aromaticidad más bajos que los de losácidos húmicos. Sin embargo, al comparar las diferentes fracciones de humina, la humina de insolubilización extraíble y la unida a hierro mostraron mayor grado de aromaticidad y de condensación que la de insolubilización no extraíble. En cuanto al análisis térmico diferencial (ATD) no se presentaron diferencias apreciables, todas las fracciones fueron más estables que los ácidos húmicos, con una zona relativamente plana entre 490 y 600 °C.

The colombian Amazonia is a natural reserve that needs to be conserved without change and organic matter is an important component of the soil for supplying nutrients to plants. The soil humin has been very little taken in to account in this ecosystem, however the humin role is considered to be very important in the soil dynamics, for this reason needs to be evaluated. The objective of this work, is considered the evaluation of the experimental conditions for the extraction and the fractionation of the humin of the A and BA horizons of an Oxisol of the Amazonia zone. This is related to the relation soil-extractant, number of extractions and the characterization of the fractions obtained by means of elemental analysis of C, H and N; E4/E6 relation and thermal differential analysis (TDA). It was found that the optimal conditions of extraction the relation soil-extractant 1:40 in the smaller soil fraction of 50 μm, the shaking time was one hour, with 4 successive extractions for the soil of the horizon A and a single one for the BA horizon, due to the high decrease on the of organic matter content. They were found lower nitrogen percentage and degree of aromaticity, with respect to humic acids. Nevertheless, when comparing the different fractions from humin, the insolubilization extractable humin and the humin bound to iron, showed greater degree of aromaticity and condensation that the insolubilization nonextractable humin. Respect to the thermal differential analysis (TDA), appreciable differences did not appear, all the fractions were more stable than humic acids, with a flat band between 490 °C and 600°C.

A Amazônia colombiana è uma reserva natural que preçisa conservarse sem modificaçao e materia orgânica è un componente importante do solo jà que è uma fonte importante de nutrientes para a planta. A humina do solo tem sido pouco considerada en a mantemiento de esse ecosistema, entre tanto está considerada que desempeña um papel fundamental na dinâmica do solo, por quanto requer ser estudada. Como objetivos planteiam-se, avaliar as condições experimentais para a extração e fracionamento da humina dos horizontes A e BA de umOxisol da amazônia, em quanto á relação solo-extractante, o número das extrações e a caracterização das frações obtidas foi mediante a análise elementar C,HeN; relação E4/E6 e análise térmica diferencial (ATD). Encontraram-se condições ótimas de extração: uma relação solo/extractante 1:40 na fração do solo menor de 50 μm, um tempo de a agitação de uma hora, com 4 extrações sucessivas para o solo do horizonte A e só uma para BA devido ao menor tear da matéria orgânica. Encontraram-se porcentajes de nitrogênio e um grau de aromaticidad mais baixo que os ácidos húmicos. Entretanto, ao comparar-se as diferentes frações de humina, a humina insolúvel extraivel e a ligada ao ferro mostraram um maior grau de aromaticidad e de condensação que a insolúvel não extraivel e a ligada a argila. Em quanto á analíse térmica diferencial (ATD) não apresentaram diferenças apreciáveis, todas as frações foram mais estáveis do que os ácidos húmicos, com um patatar de estabilidade entre 490 °C e 600 °C.