Laboratorio: Av. Los Fundadores s/n Santa Rita de Siguas, Arequipa.
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Noticia

16 abril, 2019

DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE UN FORMULADO DE Bacillus amyloliquefaciens, Azotobacter spp y Glomus spp. AISLADAS Y ADAPTADAS PARA LA ZONA DE SANTA RITA DE SIGUAS, COMO INHIBIDORES DE PATÓGENOS RADICULARES Y PROMOTORES DE CRECIMIENTO EN QUINUA Y CEBOLLA

ENTIDAD EJECUTORA: NOVAGRI S.A.C. ENTIDAD(ES) PARTICIPANTE(S)/COLABORADORA(S): UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN LUGAR DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO: AREQUIPA, AREQUIPA PERÍODO DE EJECUCIÓN: Marzo 2015 a N/D

RESUMEN

El Programa Nacional de Innovación para la competitividad y productividad-FIDECOM, suscribió el convenio N° 297-FINCYT-FIDECOM-PIPEI-2014 para la ejecución del proyecto “Desarrollo y validación de un formulado de Bacillus amyloquefasciens, Azotobacter spp y Glomus spp. aisladas y adaptadas para la zona de Santa Rita de Siguas, como inhibidores de patógenos radiculares y promotores de crecimiento en Quinua y Cebolla”, el presente proyecto se realizó en la zona en mención de la provincia de Arequipa, en un periodo de dos años, iniciando durante el mes de Marzo del año 2015 y finalizando en el mes de Junio del 2017; con el objetivo de Desarrollar y validar un producto formulado en base a microorganismos benéficos que mejoren el rendimiento del cultivo de cebolla y quinua. El proyecto consistió de tres etapas una etapa de laboratorio, casa malla y campo.

A partir de muestras de suelo y raíz de cultivos de quinua y cebolla ubicados en las localidades de Santa Rita de Siguas y Majes. De las muestras mencionadas se realizaron los aislamientos con medios específicos y metodologías para Azotobacter spp y Bacillus subtilis. En cada uno de los repiques se buscó obtener un solo tipo de colonias con características particulares de las cepas que se pretendió aislar. Se aislarón y caracterizaron morfológicamente 9 cepas con las denominaciones AZ001, AZ002, AZ003, AZ004, AZ005, AZ006, AZ008, AZ009 y AZ010 y 14 cepas de Bacillus subtilis con las denominaciones BS006, BS007, BS008, BS009, BS0010, BS0011, BS0013, BS0014, BS0015, BS0016, BS0017, BS0018, BS0019, BS0020, cuyas características macroscópicas y microscópicas corresponden al género Azotobacter y Bacillus a partir de la rizósfera. En conjunto a estas cepas se les consideró en las futuras pruebas bioquímicas seleccionando por sus características y reacciones bioquímicas las cepas de Azotobacter AZ001, AZ004 y AZ008 y correspondiente a Bacillus subtilis las cepas BS009, BS0014 y BS0016 a las que posteriormente se las identificó mediante un análisis molecular obteniendo finalmente las cepas de Azotobacter salinestris y Bacillus amyloquefasciens, las cuales mostraron mayor capacidad de producción de esporas y un mejor efecto PGPR y antagónico en plantas de cebolla y quinua a nivel de casa malla.

Para el caso del hongo micorrízico se realizaron los aislamientos a partir de las muestras de suelo donde se aislaron e identificaron morfológicamente 4 géneros (Glomus, Ambispora, Archaeospora y Acaulospora) mediante International Collection of Vesicular and Arbuscular Mycorrhizal Fungy, posteriormente se corroboro su identificación de 2 cepas de Rhizophagus sp. (ex Glomus sp), a nivel de género en el laboratorio de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Para la formulación de la micorriza se realizo una investigación con el objetivo de determinar la mejor cepa nativa que permita una mayor colonización en una planta nodriza, para esto se realizo el incremento del inoculo, la elección de la planta nodriza correspondiente a los cultivos de Avena, cebada, cebolla y pasto y el tipo de sustrato que permita un mayor establecimiento planta/cepa y una mayor colonización obteniendo finalmente la cepa 2 fue la que mayor porcentaje de colonización alcanzo con un 100% sobre las plantas de cebolla y con un 75% en plantas de cebada. Con los formulados de bacterias se establecieron dos ensayos de investigación en campos comerciales, el primer ensayo fue “Efecto PGPR de Azotobacter salinestris y Bacillus amyloquefasciens y su efecto antagónico en la reducción de enfermedades sobre el rendimiento del cultivo de quinua”, el ensayo se realizo en los meses de Mayo a Octubre del 2016 en plantas de quinua de la variedad Salcedo INIA, con el objetivo de Determinar el mejor efecto PGPR y efecto antagónico de las cepas de Azotobacter salinestris y Bacillus amyloquefasciens, en el cultivo de quinua, en conclusión el efecto de los microorganismos empleados sobre las enfermedades fungosas en inicio de cultivo se ve una tendencia de control a mayor concentración de Bacillus empleado en el tratamiento T2 (Bacillus amyloquefasciens 4Lha-1) con 0.6 por ciento de incidencia en plantas afectadas por chupadera. El tratamiento T2 (Bacillus amyloquefasciens 4Lha1) con rendimientos de 3103.8 Kgha-1 y el T6 (Azotobacter salinestris 4Lha-1) con 3053.0 fueron los que obtuvieron mayores rendimientos con respecto al testigo que llego a 2162.5 Kgha-1 lo que indica un incremento de un 43% y un 41% en la producción. El segundo ensayo de investigación fue “Dosis y número de aplicaciones de un formulado biológico (Azotobacter salinestris, Bacillus amyloliquefaciens, Rhizophagus intraradices.) en Allium cepa cv. ‘Century’”, el ensayo se realizo en los meses de Setiembre a enero del 2017 en plantas de cebolla amarilla cv. Century, con el objetivo de Evaluar el efecto del formulado biológico sobre el comportamiento agronómico de Allium cepa cv. ‘century’ (cebolla amarilla). Según los factores evaluados y el análisis de variables se concluyó que los microrganismos en estudio tuvieron un efecto positivo en el comportamiento agronómico de la cebolla amarilla. La dosis del formulado biológico que ha tenido un efecto significativo sobre el comportamiento agronómico de las plantas de cebolla fue la dosis de 4Kgha-1, el número de aplicaciones del formulado biológico que tuvo un mayor efecto sobre el comportamiento agronómico del cultivo de cebolla amarilla fue la primera aplicación. En cuanto a la mejor combinación de las dosis y número de aplicaciones resaltan los tratamientos 7 (4 kg ha-1 con una sola aplicación), tratamiento 8 (4 kg ha-1 con dos momentos de aplicación) y tratamiento 10 (6 kg ha-1 con una sola aplicación).

PROBLEMA CENTRAL

Desequilibrio microbiológico en los suelos agrícolas de Santa Rita Siguas y la Irrigación de Majes afectados por el mal uso de fertilizantes químicos y pesticidas para el control de enfermedades, ocasionando mala calidad y rendimientos bajos en el cultivo de cebolla y quinua.

OBJETIVO GENERAL

Desarrollar y validar un producto formulado en base a microorganismos benéficos que mejore el rendimiento del cultivo de cebolla y de quinua mediante la inhibición de patógenos radiculares, la inducción de resistencia a enfermedades y promueva el crecimiento vegetativo.

HIPÓTESIS

La aplicación de un producto formulado en base a cepas de microorganismos benéficos aislados de la rizósfera de campos de cultivo locales, ayudará a mejorar el rendimiento del cultivo de cebolla y de quinua, mediante la inhibición de patógenos radiculares, la inducción de resistencia a enfermedades y la promoción del crecimiento vegetativo, siempre y cuando sean usados complementariamente a las buenas prácticas agrícolas.

METODOLOGÍA

Aislamiento de las cepas de Bacillus amyloliquefaciens, Azotobacter salinestris y Rhizophagus sp. A partir de muestras de suelo y raíz de cultivos de quinua y cebolla ubicados en las localidades de Santa Rita de Siguas se realizó el aislamiento de Bacillus mediante diluciones seriadas y tratamiento térmico a 80°C en medio selectivo agar nutritivo y para el aislamiento de Azotobacter diluciones seriadas sin choque térmico y en medio selectivo ASHBY sin nitrógeno. En cada uno de los repiques se buscó obtener un solo tipo de colonias con características particulares de las cepas que se pretendió aislar.

Para el caso del hongo micorrízico se realizaron los aislamientos a partir de dos muestras de suelo agrícola y desértico de la zona, donde se aisló la extracción de esporas de hongos formadores de micorrizas arbusculares del suelo mediante la metodología del tamizado húmedo y decantación propuesto por Gerdemann y Nicolson (1963), seguido de la centrifugación en sacarosa (Walker y Mizecw, 1982). Para la obtención del inoculo (Rhizophagus sp) se procedió a realizar el cultivo monospórico para la obtención de esporas puras.

Producción y formulación de cepas de Azotobacter salinestris y Bacillus amyloliquefaciens Para la formulación de Azotobacter salinestris (AZ001) y Bacillus amyloliquefaciens(AZ0014) previamente se estableció un medio de producción compuesto de sales inorgánicas a base de carbono y nitrógeno en relación 1:5 a pH 8 para B. amyloliquefaciens y pH7 para Azotobacter salinestris, llegando a obtener concentraciones de 8x109 UFCml-1 y 2x108 UFCml-1 respectivamente y se conservaron a 10°C para las posteriores pruebas de medios de formulación (sólidas y líquidas). Llegando a obtener un formulado sólido que a diferencia del líquido permitió estabilizar los metabolitos y prolongar la viabilidad de las cepas bacterias con concentraciones de 4x109 UFCml-1 de B. amyloliquefaciens y 2x108 UFCml-1 de Azotobacter salinestris.

Producción y formulación de cepas Rhizophagus intraradices Para las pruebas de micorrización y la formulación de la micorriza se realizó una investigación en laboratorio y casa malla titulada “Aislamiento y producción de hongos formadores de micorrizas arbusculares (HMA) de Rhizophagus sp., en el distrito de Santa Rita de Siguas-Arequipa”, con el objetivo del aislamiento y producción comercial de una cepa nativa de HFMA mediante la búsqueda de la mejor cepa nativa que permita una mayor infección y colonización en una planta trampa. Se inocularon las esporas de Rhizophagus sp (Cepa1 y Cepa2) en plantas de Avena (Avena sativa), cebada (Hordeum vulgare), pasto (Agrostis sp) y cebolla (Allium cepa) contenidas en macetas de 1 Kg de sustrato modificado conformado por una mezcla de arena, “promix” y suelo agrícola (4:1:5) respectivamente y esterilizado. Las variables de porcentaje de colonización fueron analizadas mediante un diseño completamente al azar con arreglo factorial 3x4.

Pruebas en campo comerciales de quinua y cebolla amarilla Con los formulados de bacterias se establecieron dos ensayos de investigación en campos comerciales, el primer ensayo fue “Efecto PGPR de Azotobacter salinestris y Bacillus amyloliquefaciens y su efecto antagónico en la reducción de enfermedades sobre el rendimiento del cultivo de quinua”, el ensayo se realizó en los meses de Mayo a Octubre del 2016 en plantas de quinua de la variedad Salcedo INIA, con el objetivo de Determinar el mejor efecto PGPR y efecto antagónico de las cepas de Azotobacter salinestris y Bacillus amyloliquefaciens, en el cultivo de quinua. Para el análisis de datos se planteó el diseño de bloques completos al azar (DBCA).

El segundo ensayo de investigación titulado “Dosis y número de aplicaciones de un formulado biológico (Azotobacter salinestris, Bacillus amyloliquefaciens, Rhizophagus intraradices.), en Allium cepa cv. ‘Century’”, se realizó en los meses de setiembre a enero del 2017, con el objetivo de evaluar el efecto del formulado biológico sobre el comportamiento agronómico de Allium cepa cv. ‘century’ (cebolla amarilla). Para el análisis de datos se planteó el diseño de bloques completos al azar (DBCA) con arreglo factorial con 13 Tratamientos y 4 Repeticiones por tratamiento haciendo un total de 52 unidades experimentales.

PRINCIPALES RESULTADOS

Aislamiento de las cepas de Bacillus amyloliquefaciens, Azotobacter salinestris y Rhizophagus sp. Se aislaron y caracterizaron morfológicamente por sus características macroscópicas y microscópicas 9 cepas de Azotobacter spp., codificadas como: AZ001, AZ002, AZ003, AZ004, AZ005, AZ006, AZ008, AZ009 y AZ010 y 14 cepas de Bacillus spp. con las denominaciones BS006, BS007, BS008, BS009, BS0010, BS0011, BS0013, BS0014, BS0015, BS0016, BS0017, BS0018, BS0019, BS0020, para el caso de B. amyloquefasciens se realizó una prueba antagónica para determinar la efectividad de producción de metabolitos siendo la cepa Bs014 la que mostro mayor actividad antagónica a Fusarium spp.y mayor producción de Ácido Indol Acético (AIA).

Seleccionando e identificando mediante pruebas bioquímicas las cepas AZ001, AZ004 y AZ008 y BS009, BS0014 y BS0013 a las que posteriormente se las identificó mediante la identificación taxonómica molecular basada en las secuencias del gen ribosomal 16S obteniendo finalmente las cepas de Azotobacter salinestris (AZ001) y Bacillus amyloliquefaciens (AZ0014).

Aislamiento de las cepas de Rhizophagus intraradices. Una vez aisladas se identificó morfológicamente 4 géneros (Glomus, Ambispora, Archaeospora y Acaulospora) mediante International Collection of Vesicular and Arbuscular Mycorrhizal Fungy, posteriormente se corroboro su identificación de 2 cepas de Rhizophagus sp. (ex Glomus sp), a nivel de género en el laboratorio de la Universidad Nacional Agraria La Molina.

Producción y formulación de cepas Rhizophagus intraradices Los resultados se indica en las pruebas de comparación de medias de Tukey (0.05) que existen diferencias significativas entre tratamientos del factor planta nodriza con respecto al factor cepa, donde Allium cepa presenta el mayor porcentaje de micorrización de HMFA en con 58.33%, seguido de Hordeum vulgare con el 25% y Avena sativa con 16,67% de micorrización, mientras que en Agrostis sp no se presentó micorrización. Además, existen diferencias significativas entre tratamientos del factor Cepa en relación al factor planta donde el mayor porcentaje de infectividad fue 56.25% con la cepa 2 seguido del 18.75% de infectividad de la cepa 1, mientras que en el control no se presentó infectividad.

Ensayos de campo comercial en los cultivos de quinua y cebolla amarilla. Los resultados del efecto de los microorganismos sobre las enfermedades fungosas en inicio de cultivo de quinua se ven una tendencia de control a mayor concentración de Bacillus empleado en el tratamiento T2 (Bacillus amyloliquefaciens 4Lha-1) con 0.6 por ciento de incidencia en plantas afectadas por chupadera. El tratamiento T2 (Bacillus amyloliquefaciens 4Lha-1) alcanzo rendimientos de 3103.8 Kgha-1 seguido del T6 (Azotobactersalinestris 4Lha-1) con 3053.0 Kgha-1 fueron los que obtuvieron mayores rendimientos no existiendo diferencias significativas entre ambos, pero si existen diferencias significativas con respecto a los demás tratamientos el testigo llego a 2162.5 Kgha-1.

Según las variables evaluadas y el análisis de varianza, los resultados fueron favorables hacia el tratamiento T 7 con 4Kgha-1 y dos aplicaciones, mostrando un efecto significativo sobre el comportamiento agronómico de las plantas de cebolla con rendimientos de 82.39 Tha-1 a diferencia del tratamiento testigo que alcanzo rendimientos de 72.06 Tha-1.

CONCLUSIONES

Con la ejecución de dicho proyecto el resultado y propósito al finalizar el proyecto fue lograr el incremento del rendimiento en al menos 5% en cada cultivo (cebolla y quinua) por efecto de la aplicación del producto formulado en base a cepas de microorganismos benéficos (Bacillus amyloliquefaciens, Azotobacter spp y Rhizophagus sp.) en el uso de buenas prácticas agrícolas cuya meta se alcanzó para ambos cultivos alcanzando en la quinua un incremento del 43% y en cebolla incrementos del 14.% en la producción respecto a testigo convencional para ambos ensayos en campo, esperando poder probar el formulado biológico en otros cultivos de importancia para la región.

Para mayor información sobre el proyecto culminado comunicarse con: Coordinador(a) del Proyecto: ACOSTA ROMAN, MARITZA ACOSTA ROMAN Correo Electrónico: maritzaacostaroman@gmail.com Teléfono y anexo:959013417

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