ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGÍA
LABORATORIO DE MICROBIOLOGÍA AGRÍCOLA
TESIS COMO REQUISITO
PARA OBTENER EL TÍTULO DE
BIÓLOGO
PRESENTA
MAYRA FERNANDA ROJAS CORREA
DIRECTOR DE TESIS
DRA. MARÍA VALDÉS RAMÍREZ
México, D.F., Octubre 2013
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Efecto de microorganismos rizosféricos en
Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de
mina de oro y plata, de Mineral del Monte,
Hidalgo.
~ ii ~
Este trabajo fue realizado en el Laboratorio de
Microbiología Agrícola del Departamento de Microbiología
de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto
Politécnico Nacional, bajo la dirección de la Dra. María
Valdés Ramírez.
~ iii ~
Agradecimientos
A la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas y a los profesores que tuve durante
mi estancia en ella por la formación profesional que me brindaron.
A la Doctora María Valdés Ramírez le agradezco por su apoyo, su paciencia, por
sus valiosas enseñanzas, sus consejos, sus conversaciones, su amistad, por darme
un gran ejemplo, por confiar en mí y por dirigir esta tesis.
A la Doctora Paulina Estrada de los Santos por la donación de dos cepas
bacterianas pertenecientes a la colección del Centro de Ciencias Genómicas,
UNAM, utilizadas en el desarrollo de esta tesis, por sus consejos y su amistad
brindada.
Al Doctor Javier Villegas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
y a la empresa Biosustenta por la donación del hongo micorrízico arbuscular
utilizado en el desarrollo de esta tesis.
Al profesor Miguel Gutiérrez de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas por el
asesoramiento en el análisis estadístico de esta tesis, por sus consejos y su
amistad.
A la M. en C. Lilia Rico por su amistad, por sus valiosos consejos para el desarrollo
de esta tesis y por sus valiosas observaciones.
A los sinodales, Biól. María Victoria Hernández Pimentel, Raúl Colmenero Solís y a
la Q. B. P. Nidia Sánchez Sánchez, por sus observaciones y por el tiempo invertido
en la revisión de esta tesis.
A los biólogos Mario Lamadrid y Efrén Hernández por su ayuda en el muestreo de
suelos y por sus consejos.
Al Ingeniero Agrónomo Daniel Velázquez por su ayuda y su apoyo brindado en la
realización de esta tesis y por ser un gran amigo.
~ iv ~
Dedicatoria
A mi madre, mi ejemplo, la mujer que más admiro, le dedico esta tesis con todo mi
corazón, agradeciéndole su paciencia, su comprensión, su apoyo incondicional, sus
palabras de consuelo, por escucharme siempre y por su gran amor. Gracias a ella
llegue hasta aquí y soy lo que soy.
A mi padre, mi ejemplo, mi apoyo, mi héroe, le dedico esta tesis agradeciéndole el
camino que ha recorrido conmigo y con mi madre. Gracias por romper la
contaminación.
A mis hermanas por los valiosos momentos que hemos pasado juntas y por su amor.
A Alejandra por su ligereza en la palabra, por tomarme de la mano en todo momento,
por ser mi aliada y mi mejor amiga, porque en México y en Argentina siempre
estuviste a mi lado apoyándome. A Angélica por sus consejos, por su guía, por su
comprensión y por escucharme siempre. Gracias a las dos por las risas y la felicidad
que me brindan todos los días.
A mi abuelito, que siempre ha creído en mí, que me alienta siempre ha ser una gran
mujer y a estudiar siempre, por su apoyo y su gran amor.
A mi tío Gonzalo que no logró ver culminado este proyecto de mi vida, se la dedico
con todo mi amor y respeto, espero que donde se encuentre sepa que éste también
es su logro, le agradezco su apoyo, su amor, su aliento y su motivación para
dedicarme a la ciencia. Siempre está en mi corazón.
Y muy especialmente a mis amigos por su apoyo, su preocupación, sus consejos,
por sus valiosas distracciones y los bellos momentos que hemos pasado juntos a
Omar, Moisés, Aline, Claudia, Jessica, Berenice, Gilberto y Alejandra.
~ v ~
M u j e r
Mujer, si te han crecido las ideas de ti van a decir cosas muy feas, que no eres buena, que si tal cosa que cuando callas te ves mucho más hermosa. Mujer, espiga abierta entre pañales cadena de eslabones ancestrales ovario fuerte, di lo que vales, la vida empieza donde todos somos iguales. Mañana es tarde, el tiempo apremia. Mujer si te han crecido las ideas de ti van a decir cosas muy feas, cuando no quieran ser incubadoras dirán, no sirven estas mujeres ahora. Mujer, semilla, fruto, flor, camino, pensar es altamente femenino. Hay en tu pecho dos manantiales, fusiles blancos y no anuncios comerciales. Amparo Ochoa
La Tierra fecunda
Diego Rivera
~ vi ~
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………….... 2 1.1 MINERÍA……………………………………………………………………………... 2
1.2 INDUSTRIA MINERA EN MÉXICO………………………………………………... 2 1.3 CONTAMINACIÓN PROVOCADA POR LA INDUSTRIA MINERA……………. 5 1.3.1 Procesos de Extracción de Minerales……………………………………………. 5 1.3.1.1 Amalgamación con mercurio…………………………………………………… 6 1.3.1.2 Cianuración………………………………………………………………………. 6 1.3.3 Factores que contribuyen a la contaminación por actividad minera…………. 7 1.3.4 Riesgos a la salud por la actividad minera………………………………………. 9 1.3.5 Impacto de la actividad minera en plantas…………………………………….. 11 1.4 IMPORTANCIA DE LA ESTABILIZACIÓN DE LOS SUELOS…………………..12 1.4.1 Importancia del Suelo……………………………………………………………. 12 1.4.2 Alternativas de estabilización de los suelos…………………………………….12 1.4.3 Biotecnología aplicada en el mejoramiento de suelos…………………………14 1.4.3.1 Revegetación: Una alternativa de Recuperación de Ecosistemas……….. 15
1.5 MICORRIZA…………………………………………………………………………. 17 1.5.1 Hongos Micorrízico Arbusculares……………………………………………..... 18 1.5.2 Establecimiento de la Simbiosis………………………………………………… 18 1.5.3 Tolerancia de la micorriza Arbuscular a metales pesados……………………20 1.5.4 Rhizophagus intraradices………………………………………………………... 21 1.6 BACTERIAS AUXILIARES DE LA MICORRIZA…………………………………. 22 1.6.1 Pseudomonas fluorescens y Pseudomonas putida…………………………... 25 2. JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………………... 27 3. OBJETIVOS…………………………………………………………………………... 28 3.1 OBJETIVO GENERAL……………………………………………………………... 28 3.2 OBJETIVOS PARTICULARES……………………………………………………. 28 4. MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………………………... 29 4.1 MATERIAL BIOLÓGICO…………………………………………………………… 29 4.2 ÁREA DE ESTUDIO………………………………………………………………... 29 4.3 MUESTREO………………………………………………………………………… 31 4.4 TRABAJO EXPERIMENTAL………………………………………………………. 31
~ vii ~
5. RESULTADOS……………………………………………………………………..... 34 5.1 EFECTO DE LA INOCULACIÓN DE HMA Y BAM EN EL CRECIMIENTO ÁEREO…………………………………………………………………………………... 35 5.2 PORCENTAJE DE MICORRIZACIÓN…………………………………………… 36 5.3 LONGITUD DE LA PARTE AÉREA………………………………………………. 39 5.4 VOLUMEN RADICAL………………………………………………………………. 41 5.5 BIOMASA DE LA PARTE AÉREA………………………………………………… 42
6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO…………………………………………………………… 43
7. DISCUSIÓN…………………………………………………………………………... 44
8. CONCLUSIÓN………………………………………………………………………...46
9. PROSPECTIVAS DE LA INVESTIGACIÓN……………………………………….. 47
10. LITERATURA CITADA………………………………………………………………49
11. APÉNDICE………………………………………………………………………….. 58
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Pectoral con la representación del dios XippeTótec. Oaxaca. Oro. Cultura
Mixteca…………………………………………………………………………………….. 3
Figura 2. Vista general de tres depósitos de jales del distrito Minero de Pachuca... 7
Figura 3. Establecimiento de la simbiosis micorrízico arbuscular……………………19
Figura 4. Desarrollo vegetal de Medicago trunculata inoculada con Glomus
intraradices y sin inocular creciendo en suelo contaminado con metales
pesados………………………………………………………………………………….. 21
Figura 5. Vista al microscopio de estructuras fúngicas formadas por el HMA R.
intraradices............................................................................................................. 22
Figura 6. Sitios de acción de las Bacterias Auxiliares de la micorriza…………….. 24
Figura 7. Localización del área de estudio…………………………………………… 29
Figura 8. Vista General de la mina “La Rica”, ubicada en Mineral de Monte,
Hidalgo…………………………………………………………………………………… 30
~ viii ~
Figura 9. Comparación del crecimiento aéreo entre las plantas testigo y los cinco
tratamientos, inoculados con HMA, BAM o ambos inóculos…………………………35
Figura 10. Estructuras fúngicas características de hongos micorrízico arbusculares
observadas en las plantas inoculadas con R. intraradices y las dos BAM. …………37
Figura 11. Arbúsculo observado en raíz de S.vulgare inoculada con R. intraradices
+ P. fluorescens CHAO.………………………………………………………………….38
Figura 12. Estructuras fúngicas características de hongos micorrízico arbusculares
en raíces de S. vulgare, en el tratamiento inoculado con R. intraradices + P.
fluorescens CHAO.………………………………………………………………………38
Figura 13. Plántulas de sorgo donde se observa la longitud de la parte aérea entre
los tres tratamientos inoculados con el HMA R.
intraradices………………………………………………………………………………. 40
Figura 14. Plántulas de sorgo donde se aprecia la diferencia en altura y vigor de las
mismas micorrizadas y creciendo con una de las dos bacterias en estudio. ………40
Figura 15. Volumen radical en plantas inoculadas con el HMA y las BAM……… 41
Figura 16. Efecto de la interacción entre inoculante HMA- BAM, sobre el porcentaje
de micorrización..………………………………………………………........................63
Figura 17. Efecto de la interacción entre inoculante HMA- BAM, sobre la longitud
aérea.…………………………………………………………………………………….. 64
Figura 18. Efecto de la interacción entre inoculante HMA- BAM, sobre el volumen
radical …………………………………………………………………………………….64
Figura 19. Efecto de la interacción entre inoculante HMA- BAM, sobre la biomasa
de la parte aérea………………………………………………………………………... 65
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Tecnologías de tratamiento aplicables en la remediación de sitios
contaminados…………………………………………………………………………….13
Tabla 2. Propiedades químicas del suelo de la Mina La rica……………………….34
Tabla 3. Concentraciones de metales pesados determinados en el suelo de la Mina
La Rica…………………………………………………………………………………… 34
~ ix ~
Tabla 4. Porcentaje de micorrización observado en los tratamientos inoculados con
el HMA R. intraradices y las dos BAM P. fluorescens y P. putida wcs………………36
Tabla 5. Longitud de la parte aérea promedio observado en los tratamientos testigo
e inoculados con el HMA R. intraradices y con las dos BAM P. fluorescens CHAO y
P. putida wcs.......................................................................................................... 39
Tabla 6. Volumen promedio obtenido en los tratamientos testigo e inoculados con el
HMA R. intraradices y con las dos BAM, P. fluorescens CHAO y P. putida wcs….41
Tabla 7. Peso seco promedio obtenido en los tratamientos testigo e inoculados con
el HMA R. intraradices y con las dos BAM, P. fluorescens CHAO y P. putidawcs...42
Tabla 8. Valores de varianza obtenidos en el análisis estadístico para los
parámetros: Porcentaje de micorrización, Longitud de la parte aérea, Volumen
Radical y Biomasa de la parte aérea………………………………………………….. 43
Tabla 9. Resultados de ANOVA, de las determinaciones de longitud aérea,
porcentaje de Micorrización, volumen de la raíz y biomasa…………………………63
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en
suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
Resumen
Una de las actividades económicas de mayor importancia a nivel mundial es la
minería, siendo uno de los sectores económicos con gran aportación económica en
México beneficiando el desarrollo de nuevas tecnologías a partir de los elementos
extraídos en esta actividad.
Sin embargo, esta industria genera un impacto negativo en los ecosistemas, el
resultado de la actividad minera genera residuos denominados “jales”. Dentro de
estos residuos se producen una gran cantidad de desechos sólidos, líquidos y
gaseosos. Algunos de los elementos liberados producto de la actividad minera, en
concentraciones elevadas suelen ser nocivos para los organismos, tales como el
Cadmio (Cd) y el Mercurio (Hg) los cuales no tienen función biológica y si un alto
nivel de toxicidad.
Una forma de estabilizar las condiciones del suelo e inmovilizar los metales pesados
evitando su lixiviación e incursión a los ciclos biogeoquímicos, es revegetando con
la utilización de microorganismos que viven asociados a las plantas.
El objetivo general de este trabajo fue evaluar el efecto de algunos microorganismos
rizosféricos capaces de aumentar la efectividad de la revegetación realizada por las
plantas en los ecosistemas. Los microorganismos inoculados en las plantas
ensayadas de sorgo (Sorghum vulgare), fueron un hongo micorrízico arbuscular
(Rhizophagus intraradices) e individualmente dos cepas de bacterias conocidas
como auxiliares de la micorriza: Pseudomonas fluorescens CHAO y Pseudomonas
putida wcs.
Los resultados con el hongo Rhizophagus intraradices en inoculación dual con P.
fluorescens CHAO mostraron diferencias estadísticas significativas en términos de
biomasa, longitud y nivel de micorrización en las plantas, lo que condujo a un buen
desarrollo de las mismas bajo las condiciones extremas del suelo de jal.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
2
1. INTRODUCCIÓN
1. 1 MINERÍA
La minería es una actividad de gran importancia económica a nivel mundial, ya que
los elementos obtenidos de este proceso benefician el desarrollo de nuevas
tecnologías, debido a que los instrumentos utilizados en la industria y en la vida
diaria están fabricados con metales como hierro, cobre, cadmio, oro, plata y otros
elementos (Volke et al., 2005), es por ello que la minería es la una de las bases del
desarrollo económico y tecnológico del mundo.
Según el Instituto Nacional de Estadística Geografía e Información (INEGI, 2010),
la minería es una actividad económica primaria, debido a que los minerales son
tomados directamente de la naturaleza, acumulados en yacimientos, ya sea al aire
libre o en el subsuelo a diferentes niveles de profundidad. Debido a que son
recursos no renovables, el valor de éstos depende de su disponibilidad.
1.2 INDUSTRIA MINERA EN MÉXICO
En México está actividad se inició desde la época prehispánica, los principales
minerales y piedras preciosas explotados fueron oro, plata, jade, turquesa y
obsidiana. Esta explotación de minerales se inició y persiste en la actualidad, debido
a la privilegiada geología de México (Langenscheidt, 1997), la cual provee al
territorio con la presencia de minerales de gran valor y potencialmente explotables.
Los habitantes del México antiguo supieron aprovechar con eficacia las rocas y
minerales, y gracias a la experiencia acumulada en cientos de años de observación,
desarrollaron procedimientos para su obtención y utilización acordes con el avance
tecnológico y las necesidades de los pueblos prehispánicos.
La actividad minera fue de gran influencia en la evolución cultural, haciendo posibles
creaciones que en la actualidad son objeto de admiración como joyas de oro, plata
y piedras preciosas cuyo fin era esencialmente ritual (Figura 1) y artefactos utilitarios
como coas, hachas, escoplos y otros instrumentos metálicos de cobre, admirables
desde el punto de vista estético y técnico (Zamora, 2003).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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Figura 1. Pectoral con la representación del dios XippeTótec. Oaxaca. Oro. Cultura
Mixteca. (Tomado de León, 1997).
Uno de los factores que influyó en la conquista del continente americano fue el
hallazgo de metales y piedras preciosas, ya que desde el primer viaje realizado al
continente americano, los conquistadores hallaron oro en forma de pepitas en los
ríos y de esta forma se incentivó el interés para continuar la búsqueda, poblando
así el territorio americano. Los conquistadores consideraron a México, Perú, Bolivia
y Colombia la tierra de El Dorado, donde aseguraban se encontraban manantiales
inagotables de oro y plata (León, 1997).
En el Diccionario Universal de Historia y Geografía publicado en México en 1853, al
hablar de la conquista de Querétaro en 1531, argumenta que se encontraron minas
que manifestaban no haber sido elaboradas con barras, cuñas ni picos, sino a fuerza
de fuego y no de pólvora, como prueba de la actividad minera prehispánica, aunado
a ello los picos de cobre de los chinantecas con los cuales Hernán Cortés derrotó a
Pánfilo de Narváez, es prueba concluyente de las habilidades de los indígenas en
la metalurgia (García, 1895).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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Los documentos que relatan la historia de la conquista no mencionan como era la
extracción de los minerales y metales preciosos, lo que se sabe es que la
purificación del mineral de interés se daba por un simple lavado y se separaba por
diferencia de densidades, incluso se creía que recurrían a la calcinación, hechos
que Hernán Cortés describía en cartas (Ramírez, 1884).
Desde la conquista del territorio mexicano, la minería se convirtió en una actividad
primordial para el desarrollo económico de la colonia y posteriormente del país,
siendo la época colonial cuando se desarrolló con mayor intensidad. Gracias a la
minería se fundaron la mayoría de las ciudades coloniales y se construyeron vías
de comunicación. Durante la Independencia la industria minera sufrió un declive, y
se reactivó posteriormente con inversión extranjera; en el Porfiriato hubo un re auge
de la minería en el país, satisfaciendo nuevos mercados se construyeron grandes
plantas metalúrgicas (Gutiérrez y Moreno, 1995).
Los primeros trabajos subterráneos fueron realizados en Taxco, Pachuca,
Guanajuato y la Sierra Gorda de Querétaro. Actualmente la producción minera se
concentra en trece entidades: Chihuahua, Jalisco, Michoacán, Zacatecas, Durango,
Sonora, Coahuila, Guanajuato, San Luis Potosí, Hidalgo, Sinaloa, Colima y
Guerrero (Gómez et al., 2010).
Según la Secretaría de Economía (SE, 2012) durante el 2011 los principales
estados productores del sector minero, fueron Sonora (23%), Zacatecas (23%),
Chihuahua (14%), Coahuila (11%), San Luis Potosí (6%) y Durango (6%).
Producto de esta actividad, México se ubica en el primer lugar en producción de
plata, el noveno en oro y el onceavo en cobre a nivel mundial, produciendo en 2011,
16,761 md al año, representando el 2% del PIB. Debido a que la minería es el primer
eslabón de la cadena productiva de muchas industrias; actualmente la tendencia a
nivel mundial es utilizar minerales para la creación de nuevas tecnologías,
generando en México un total de 309,725 empleos directos (SE, 2012), lo que refleja
la importancia de mantener este sector activo y redituable.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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En la actualidad, la industria minera se ha visto afectada por los bajos precios
internacionales de los metales, no obstante continúa siendo una actividad
económica relevante, ya que fomenta el desarrollo de muchas regiones del país,
como única actividad económica (Gutiérrez y Moreno, 1995).
1.3 CONTAMINACIÓN PROVOCADA POR LA INDUSTRIA MINERA
1.3.1 Procesos de Extracción de Minerales
A lo largo del desarrollo del sector minero, los procesos de recuperación de metales
se han ido perfeccionando, intentando reducir el impacto al medio ambiente y
aprovechando en mayor proporción los minerales obtenidos en los procesos de
extracción.
Los minerales extraídos se concentran utilizando métodos físicos y posteriormente
se separa la fracción económicamente redituable por gravimetría (Hernández et al.,
2009).
De acuerdo con Volke et al (2005), los procesos para recuperar metales se dividen
en pirometalurgia e hidrometalurgia. La pirometalurgia es un proceso en seco
basado en el uso de calor, el cual incluye métodos como calcinación, tostación,
fusión, volatilización, electrólisis ígnea y metalotermia; mientras que la
hidrometalurgia consiste en un proceso húmedo que abarca métodos como son
lixiviación, purificación y flotación. El método de flotación es una de las técnicas más
antiguas para la recuperación de metales y es utilizado para concentrar los
minerales, eliminando materiales sin valor.
Los materiales que no logran ser totalmente recuperados, se separan en forma de
lodos, que contienen altas concentraciones de elementos potencialmente tóxicos,
estos lodos son finalmente dispuestos en tinas, a las cuales se denominan presas
de jales (Hernández et al., 2009).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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1.3.1.1 Amalgamación con mercurio
Uno de los métodos de recuperación de oro y plata más conocidos es la
amalgamación con mercurio, en este proceso se añade mercurio al mineral durante
la trituración, molienda y lavado, este método se basa en la adhesión del mercurio
al oro, formando una amalgama que facilita la separación de la roca, arena u otro
material. La amalgama se calienta para recuperar el oro a cielo abierto. En el caso
de no utilizar una retorta (destilador), los vapores del mercurio son liberados a la
atmósfera, produciendo aproximadamente emisiones de 300 toneladas métricas
anuales en todo el mundo según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio
Ambiente (PNUMA, 2008).
La amalgamación por mercurio generalmente produce altas concentraciones de
contaminante en el ambiente debido a que no en todos los casos se combina el oro
para producir la amalgama y puede haber desperdicios de hasta un 90% del
mercurio empleado para la recuperación. Aunque este mercurio se puede reutilizar,
grandes concentraciones quedan dispersas en el ambiente provocando altos
niveles de mercurio en suelos, sedimentos y cuerpos de agua, dañando flora y fauna
(PNUMA, 2008).
1.3.1.2 Cianuración
Otro método empleado para la recuperación de minerales es la cianuración, este
proceso consta del uso del ion CN- y del oxígeno que se encuentra en el aire como
agente oxidante. El oro y la plata se disuelven en una solución de cianuro de sodio
o de potasio, el oxígeno en la solución de cianuro favorece la formación de cianuro
de oro y sodio o potasio según sea el caso, una vez formada la solución se separa
de los demás minerales, finalmente la recuperación del oro se lleva a cabo con
carbón activado (Salinas et al., 2004).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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1.3.3 Factores que contribuyen a la contaminación por actividad minera
Aunque la industria minera ha sido de gran utilidad para el hombre, ésta genera un
alto impacto en los ecosistemas, el material subterráneo puede generar volúmenes
de residuos hasta ocho veces superiores al original (Volke et al., 2005). Mondragón
(2008) explica que el resultado de la actividad minera genera residuos denominados
“jales”, los cuales incluyen los materiales producto de la excavación para encontrar
las vetas y los sobrantes de la separación del mineral (Figura 2). Dentro de estos
residuos se genera una gran cantidad de desechos sólidos, líquidos y gaseosos, en
forma de gases, humos, partículas y aguas residuales (Gutiérrez y Moreno, 1995).
Figura 2. Vista general de tres depósitos de jales del distrito Minero de Pachuca. A-B.
Centro de Extensión Universitaria de la Universidad Autónoma de Hidalgo, donde se
aprecian sitios habilitados para practicar deportes, así como algunos Cupressus spp.
Introducidos. C. Campo de Golf, con manchones de herbáceas. D. Mina de Acosta (Juárez
et al. 2011).
La excavación de minas, la remoción de minerales y el proceso de extracción y
purificación provoca que haya incursión de metales pesados a los ecosistemas. Los
metales pesados se definen como elementos metálicos cuya densidad es superior
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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a 5 g/cm3. En términos ecológicos de definen como todos aquellos elementos
metálicos, que aparecen comúnmente asociados a problemas de contaminación.
Algunos de ellos en bajas concentraciones son esenciales para algunos organismos
como Fe, Mn, Zn, B, V, entre otros y en concentraciones elevadas suelen ser
nocivos para los mismos. Otros elementos sin función biológica en los organismos
son dañinos a cualquier concentración como son el Cd, Hg y Pb (Adriano, 2001),
estos elementos que suelen ser dañinos también son llamados elementos
potencialmente tóxicos (EPT). González (2008) define a los elementos
potencialmente tóxicos como elementos esenciales y no esenciales que pueden
generar síntomas de toxicidad e inhibición del crecimiento en las plantas. Los EPT
afectan el número, diversidad y actividad de los organismos del suelo inhibiendo la
descomposición de materia orgánica, alterando así la estructura del suelo, es decir
sus propiedades fisicoquímicas.
Los metales pesados suelen incorporarse al ecosistema por deposición atmosférica
afectando la calidad y el equilibrio del suelo; éstos provienen de cenizas y escorias
de procesos de combustión fósil o derivados del petróleo, por actividad agrícola que
incluye la adición de fertilizantes y pesticidas, y de residuos industriales, urbanos y
mineros (Ortiz et al., 2007).
En el caso de la actividad minera, la incursión de metales pesados provoca un
desequilibrio en el contenido de nutrientes fundamentales, influyen en una ruptura
de los ciclos biogeoquímicos, provoca baja capacidad de intercambio iónico e influye
en la disminución de la capacidad de retención de agua (Puga et al., 2006).
Ramos y Siebe (2006) describen los procesos geoquímicos desarrollados en
depósitos de jales que influyen en los niveles de pH y a su vez en la movilización de
los EPT, como son la oxidación de sulfuros que generan acidez, neutralización de
acidez por carbonatos y otras fases que cuando se intemperizan generan
alcalinidad, la precipitación de fases minerales secundarias como óxidos,
oxihidróxidos, sulfatos e hidroxisulfatos y la adsorción en superficies de óxidos y
oxihidróxidos. De acuerdo a estas reacciones químicas llevadas a cabo en los
suelos, las propiedades de éstos son alteradas modificando su pH, y así enfrentan
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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transformaciones de tipo químico, físico y biológico, afectando la biota en el
ecosistema.
1.3.4 Riesgos a la salud por la actividad minera
La actividad minera es también relevante en cuanto a la toxicología, ya que los
daños al ecosistema también tienen repercusión en la salud humana.
Derivados de los procesos de extracción antes descritos, elementos como el
mercurio, plomo, arsénico, cadmio y cianuros entre otros, han sido reportados como
tóxicos y dañinos para la salud humana.
El mercurio (Hg) que se desecha a los cuerpos de agua, por acción de los
microorganismos se transforma en un compuesto altamente tóxico llamado
metilmercurio el cual es fácilmente absorbido a través de la piel, vía respiratoria y
vía gastrointestinal, atacando al sistema nervioso central y periférico. La
Organización Mundial de la Salud (OMS, 2007), reporta que la inhalación de vapor
de mercurio puede ser perjudicial para los sistemas nervioso, digestivo e inmune,
dañando riñones y pulmones, provocando incluso la muerte.
Los síntomas por intoxicación por mercurio incluyen temblores, insomnio, pérdida
de memoria, efectos neuromusculares, dolores de cabeza y disfunción cognitiva y
motora.
Eleizer (2004) reporta que se ha demostrado que países como Canadá, Estados
Unidos de Norteamérica, China, Filipinas, Siberia y parte del continente africano y
de América del Sur son ejemplos de sitios contaminados con mercurio por obtención
de oro en la actividad minera.
Franco et al. (2010) señalan que el Arsénico (As) es considerado como uno de los
contaminantes más importantes del agua potable en el mundo, ya que provoca
cáncer en la piel, pulmones, vejiga y el riñón.
Se ha reportado que en Zimapán, Hidalgo se encontró un alto contenido de arsénico
desde 2550 mg/kg hasta 21400 mg/kg en jales de ese sitio, que es considerado
tóxico no por su concentración sino por las condiciones del suelo en cuanto a pH,
favoreciendo su disponibilidad en los ecosistemas (Méndez y Armienta, 2003).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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La exposición al Plomo (Pb) puede causar daños en cerebro, hígado y riñón, el
cadmio (Cd) puede causar insuficiencia renal, hepática, y alteraciones al sistema
inmune (Franco et al., 2010).
En cuanto a los cianuros, cuando tienen un par de electrones libres pueden sustituir
ligantes esenciales de una biomolécula, volviéndose altamente tóxicos, como es el
caso de la hemoglobina, en la cual el cianuro forma hexacianoferratos con el hierro,
afectando de esta forma el transporte de oxígeno en el cuerpo (Gutiérrez y Moreno,
1995).
Carrillo y González (2006) argumentan que dado la inconsistencia de la
normatividad de desechos mineros en México, las empresas mineras depositan los
residuos generados de esta actividad en zonas o terrenos parcialmente aislados a
cielo abierto, evitando la generación de costos por tratamiento de descontaminación
y reducción de toxicidad, y estos desechos dañan flora y fauna incluyendo a las
personas que viven cerca de estos sitios; debido al viento y la erosión están
expuestos a elementos potencialmente tóxicos.
Desde que comenzó la explotación minera en México, no ha habido una
reglamentación o normatividad adecuada tanto para el proceso de extracción como
para la disposición de los residuos, no fue sino hasta el 2003 que se decretó la
NOM-141-SEMARNAT-2003 la cual establece el procedimiento para caracterizar
los jales, así como las especificaciones y criterios para la caracterización y
preparación del sitio, proyecto, construcción, operación y post-operación de presas
de jales. Por tanto las actividades mineras anteriores a esta reglamentación no
tuvieron una normatividad como tal, aunque si hay normatividad para manejo de
residuos peligrosos desde 1993, pero no en específico para los residuos de la
minería. Así, debido a una larga jornada de explotación minera a través de la historia
sin normatividad, la disposición de elementos potencialmente tóxicos provenientes
de esta actividad no han sido regulados ni tomados con la importancia pertinente,
en cuanto a la estabilización de los ecosistemas, disminuyendo un impacto en los
ecosistemas perturbados.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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1.3.5 Impacto de la actividad minera en plantas Las plantas al encontrarse bajo estrés desarrollan mecanismos de protección para
subsistir en el ambiente, la respuesta de las plantas se da por medio de una cascada
de reacciones iniciada con la percepción de estrés, seguida de señalizaciones, un
transductor, reguladores de transcripción, activación de genes, y finalmente la
respuesta al estrés abiótico se refleja en un conjunto de cambios que pueden ser
morfológicos, bioquímicos y fisiológicos (Rivera, 2003).
Las plantas han tenido que evolucionar generando respuestas a estrés abiótico, en
el caso de la tolerancia a metales pesados, la fisiología vegetal ha desarrollado
mecanismos que mantienen las concentraciones de iones metálicos esenciales,
reduciendo al mínimo la exposición a metales pesados no esenciales, dado que la
primera respuesta en señal de defensa de planta en un estado de estrés es la
prevención o reducción de absorción restringida en las células de la raíz, inhibiendo
el transporte a larga distancia y disminuyendo la nutrición mineral.
Dentro de los mecanismos desarrollados por las plantas para su supervivencia hay
mecanismos que minimizan el daño causado por metales pesados evitando la
inclusión de estos a través de la homeostasis en general, ya que la fisiología
generalmente favorece un equilibrio de solutos dentro y fuera de la membrana por
lo tanto a determinadas concentraciones de ciertos metales su incursión dentro de
la célula es limitada, hay mecanismos que son específicos para ciertos metales
implicando una exclusión de ese elemento o favoreciendo un secuestro intracelular.
Siendo o no específica la respuesta, se desarrollan estrategias de almacenamiento
y desintoxicación como son la quelación y la formación de vacuolas, posteriormente
se activa un mecanismo de defensa ante estrés oxidativo y se sintetizan proteínas,
hormonas o especies reactivas al oxigeno (Manara, 2012).
Algunas moléculas sintetizadas por las plantas bajo estrés por metales pesados,
son las metalotioneínas, fitoquelatinas, proteínas de choque térmico y el tripéptido
glutatión que juega un papel central en la protección de las plantas a estrés
ambiental (Rivera, 2003).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
12
1.4 IMPORTANCIA DE LA ESTABILIZACIÓN DE LOS SUELOS
1.4.1 Importancia del Suelo
El suelo junto con el aire, el agua, y la luz solar constituye el fundamento de la vida
en los ecosistemas, ya que alberga una gran diversidad de organismos y
microorganismos. A su vez constituyen un reactor natural de gran importancia, ya
que es un elemento filtrante, amortiguador y transformador, en el cual se llevan a
cabo una serie de reacciones bioquímicas vitales para los organismos y los
ecosistemas, como son los ciclos biogeoquímicos. También desempeña funciones
como reservorio de nutrientes, reserva genética y fuente de materiales no
renovables. La estabilidad y las condiciones de la solución del suelo influyen en la
disponibilidad y movilidad de los nutrientes (Volke et al., 2005).
Aunque las condiciones del suelo deben de permanecer óptimas para los
organismos, las actividades antropogénicas han afectado en gran medida la calidad
del suelo. En este aspecto la actividad minera a lo largo de su explotación ha
generado gran cantidad de elementos potencialmente tóxicos. Las características
del suelo a su vez están involucradas en aumentar o reducir la toxicidad de metales
en el suelo, Puga et al. (2006) exponen que la distribución y disponibilidad de los
metales pesados en los perfiles del suelo, está influenciada por propiedades
intrínsecas del metal y características del suelo.
Los métodos de recuperación de minerales alteran las condiciones del ambiente no
solo de la litosfera, sino también de la atmósfera y de la hidrosfera, provocando
incursión a los ecosistemas de elementos tóxicos.
1.4.2 Alternativas de estabilización de los suelos
El tema de recuperación de aéreas perturbadas ha captado gran interés a nivel
global, convirtiéndose ya en un instrumento de nuevas políticas públicas en el área
ambiental, y todas las políticas implementadas se caracterizan por tener un objetivo
en común que es corregir el impacto ambiental generado por actividades
antropogénicas. Por lo tanto, la búsqueda de alternativas que descontaminen o
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
13
estabilicen los ecosistemas han tenido gran auge en la actualidad y una de esas
alternativas es la Biotecnología.
Para descontaminar y estabilizar suelos es necesario hacer una evaluación del
grado de perturbación del ecosistema y una vez evaluado, se decide el proceso
mediante el cual se descontaminarán los suelos (Cruz, 2008). Según la Agencia de
Protección al Ambiente de los Estados Unidos (EPA, 2004) existen tratamientos
químicos, físicos, biológicos y térmicos mediante los cuales se logra el propósito de
disminuir la toxicidad de metales pesados (Tabla 1).
Tabla 1. Tecnologías de tratamiento aplicables en la remediación de sitios contaminados. (EPA,
2004).
Tipo de
Tratamiento
Suelo
Aguas profundas
Químico
Oxidación /Reducción;
agente patentado base
fosfato, químico reductor.
Barrera reactiva permeable
Oxidación/Reducción con diversos
materiales como: ditionito de sodio,
Fe2+ + piedra caliza + KMnO4
H2O2. FeSO4 + HCl, NaOH +HCl
Precipitación de minerales
Físico
Inundación
Lavado de suelos
Separación electrocinética
Solidificación/ estabilización
Inundación
Separación electrocinética
Separación física
Biológico
Biorremediación
Fitorremediación
Biorremediación
Fitorremediación
Térmico
Incineración
Vitrificación
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
14
1.4.3 Biotecnología implicada en el mejoramiento de suelos
La Biotecnología se define como la aplicación tecnológica de organismos vivos para
la modificación de productos o de procesos para usos específicos (Madigan et al.,
2009).
La Biotecnología del suelo es un área de gran interés dentro de las Ciencia del
suelo, ya que los microorganismos que se han empleado han mostrado gran
potencial mejorando los procesos, como es el caso de la contaminación de suelos
en el cual se ha procurado aplicar técnicas que mejoren los ecosistemas e
inmovilicen o degraden metales pesados, metaloides u otros contaminantes. El uso
de microorganismos para recuperar los suelos ha tenido gran relevancia ya que los
métodos biológicos no generan contaminantes como los métodos de
descontaminación físicos y químicos en los cuales la aplicación de técnicas genera
otros contaminantes. Aunado a ello otra de las ventajas del uso de microorganismos
para establecer los ecosistemas es el bajo costo (González, 2005).
Por lo tanto la Biorrecuperación de ecosistemas es un proceso viable y efectivo de
la Biotecnología, Bandyopadhyay y colaboradores (1994) definen a la
biorrecuperación como una alternativa biológica que usa microorganismos vivos o
sus metabolitos para acumular, transformar o degradar contaminantes.
La explotación de los beneficios obtenidos por los microorganismos para
inmovolizar, quelar y reducir las concentraciones de sustancias tóxicas de los
ecosistemas, es un campo ya explorado en el que se han utilizado microorganismos
para el tratamiento de aguas residuales, hidrocarburos, y plaguicidas pero en el
aspecto de contaminación de suelos por metales pesados es reciente el interés que
se ha enfocado para buscar alternativas biotecnológicas que puedan estabilizar los
suelos y mejorar la calidad de los ecosistemas.
Debido a que de forma natural los microorganismos del suelo juegan un papel muy
importante en el mantenimiento del equilibrio en el suelo y en el beneficio que
ofrecen a las plantas, se han aislado microorganismos de suelos contaminados con
metales pesados.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
15
En la revisión realizada por González (2005), se reportan bacterias aisladas de sitios
contaminados como son: Burkholderia pickettii, B. solanacearum y Ralstonia
eutropha; bacterias aisladas de suelos contaminados con metales pesados como
Burkholderia, Hafnia, Pseudomonas, Acinetobacter, Comamonas y Agrobacterium;
y bacterias Gram positivas como Arthorobacter ramousus y A. aurescens, lo cual
aporta elementos para investigar cuál es su función, su impacto o aporte a estos
ecosistemas.
En una investigación realizada por Sizova y colaboradores (2001), se concluyó que
el uso de especies de Pseudomonas incrementó la supervivencia de sorgo en un
suelo contaminado con arsenito; las bacterias utlizadas en esta investigación fueron
P. fluorecens 38a, P. putida 53a y P. aureofaciens BS1393, que también son
bacterias promotoras del crecimiento vegetal (González, 2005).
1.4.3.1 Revegetación: Una alternativa de Recuperación de Ecosistemas
Dalmasso (2010) define a la restauración ecológica como el conjunto de acciones
que se llevan a cabo para recuperar la cobertura vegetal de un área degradada, y
por ende una mejora del sistema natural.
Los ecólogos han mostrado gran interés por la restauración ecológica considerando
que existe la probabilidad de autoregeneración de los ecosistemas a través de
procesos sucesionales (Muñoz et al., 2006). Dentro de los proyectos de
rehabilitación de áreas degradas por la actividad minera, la revegetación es de
primordial importancia.
El objetivo principal de la revegetación inducida es restituir la estructura y cobertura
vegetal.
Posterior a la contaminación de un ecosistema después de cierto periodo, la
repoblación por especies pioneras se da de forma natural, estas especies
desarrollan mecanismos de tolerancia a elementos tóxicos y esta cobertura vegetal
beneficia a los ecosistemas disminuyendo la energía del impacto de lluvia, además
de inmovilizar estos elementos (Ramos y Siebe, 2006).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
16
Una de las ventajas que una revegetación inducida ofrece es la posibilidad de
mejorar el rendimiento de los ecosistemas, ya que además de utilizar plantas
tolerantes a concentraciones elevadas de metales pesados como son las plantas
metalófitas, se puede incrementar la eficiencia del proceso de estabilización del
suelo, inoculando con microorganismos que presenten potencial para inmovilizar y
tolerar elementos tóxicos, acelerando el proceso de restauración.
En un estudio de revegetación en suelos contaminados por actividad minera Muñoz
et al. (2006), proponen especies de las familias Poacea, Leguminosae y Asteraceae
para el establecimiento de herbáceas como cobertura vegetal en minas de
explotación geológica a cielo abierto.
La selección de especies para iniciar la revegetación es crucial ya que los criterios
en los que se base estarán influyendo directamente en la rehabilitación del
ecosistema, por lo tanto algunos de los puntos a considerar es el clima, ya que las
plantas seleccionadas deben de tener gran capacidad de adaptación a las
condiciones climáticas de la zona a revegetar, de igual importancia el tipo de
vegetación nativa es muy importante ya que las plantas elegidas deben de ser
compatibles con la flora de la zona (Muñoz et al., 2006), es por ello que las poáceas
son una opción tangible para comenzar un programa de revegetación, ya que gran
parte de las especies de la familia Poaceae poseen las características de las plantas
que se pueden seleccionar para revegetar ya mencionadas,
En un estudio realizado por Hernández y colaboradores (2009) se hizo una
determinación taxonómica de un jal de Pachuca, Hidalgo, en el cual se determinaron
25 especies vegetales pertenecientes a siete familias, siendo las más
representativas la familia Asteraceae con nueve especies y la familia Poaceae con
siete especies.
Dentro de la familia Poaceae, la cual según Muñoz et al, (2006) es una opción
factible para revegetar, se encuentra la especie Sorghum vulgare que es un planta
de gran importancia económica en México, siendo uno de los principales cultivos.
Según el Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP, 2012) la mayor
de parte del sorgo en grano se utiliza en la preparación de alimentos balanceados
para animales y también se utiliza para alimentos para el ser humano como harinas
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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de sorgo. En la industria extractiva se emplea principalmente para obtención de
almidón y glucosa, además de la obtención de alcohol, acetona y butanol.
El sorgo tiene gran adaptación en zonas áridas o semiáridas con calor, es capaz de
soportar sequía durante períodos largos y reanudar su crecimiento con las lluvias,
germina en temperaturas de 12 a 13º C y se desarrolla bien en suelos alcalinos
(SIAP, 2012).
Ahora bien, puesto que la mayoría de las plantas se encuentran en la naturaleza
asociadas a diferentes microorganismos, la revegetación tendrá más éxito si éstas
se inoculan con los microorganismos adecuados.
1.5 MICORRIZA
El término micorriza fue acuñado por primera vez por el botánico alemán Albert
Bernard Frank en 1885. La palabra micorriza proviene de los vocablos griegos
mykos que significa hongo y del latín rhiza que significa raíz, es decir “hongo- raíz”,
por lo tanto la micorriza se define como la asociación simbiótica que se presenta
entre aproximadamente el 95% de las plantas terrestres y grupos de hongos
especializados del suelo (Rivera, 2003). En esta asociación el hongo le proporciona
a la planta nutrientes como fósforo, nitrógeno, azufre y agua a través del micelio
externo provenientes de la rizósfera, mientras el hongo es beneficiado mediante
fotosintatos (carbón orgánico) provenientes del proceso de la fotosíntesis de la
planta (Zarate, 2011), proporcionándole esta simbiosis a la planta, mayor área de
absorción que incrementa el desarrollo de biomasa, debido a una mayor captación
de nutrientes y un sistema eficiente de aprovechamiento de los mismos.
Brundett (2002) reconoce siete tipos de micorriza, varios de ellos muy similares
entre sí, los dos tipos principales de micorriza son la micorriza arbuscular de amplia
distribución y la más común y la ectomicorriza que se presenta en determinadas
familias de gimnospermas, dicotiledóneas y en un género de monocotiledóneas ,
otros tipos de micorriza mencionados limitadas a especificas familias de plantas son
ericoide, ericales, orquidiode, monotropoide y arbutoide.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
18
1.5.1 Hongos Micorrízico Arbusculares
La simbiosis micorrízico arbuscular tiene evidencia fósil desde hace más de 460
millones de años, esta evidencia sugiere que estos hongos están involucrados en
la colonización de las plantas al ambiente terrestre, ya que hay evidencias fósiles
de Hongos Micorrízico Arbusculares (HMA) en raíces de las plantas terrestres más
antiguas de 400 millones de años. Al menos 80% de las especies de plantas
angiospermas son capaces de formar simbiosis micorrízico arbuscular (Harrison
2005; Rivera 2003; Vierheilig et al., 2008).
1.5.2 Establecimiento de la Simbiosis
Los HMA son biótrofos obligados, y se benefician de la planta no solo con la
obtención de carbono orgánico, también pueden completar su ciclo de vida con esta
simbiosis (Harrison, 2005), a su vez la planta no solo se beneficia a partir de la
nutrición mineral sino que el HMA también le confiere una mayor tolerancia a estrés
hídrico y salino, y protección contra hongos patógenos (Vierheilig et al 2008).
Harrison (2005) reconoce cuatro etapas principales del ciclo de vida de las especies
del género Glomus basado en observaciones morfológicas obtenidas a partir de
cultivos monoaxénicos: comienza con la germinación de la espora, un estado pre-
simbiótico, interacción con el huésped y finaliza con el establecimiento de la
simbiosis.
El desarrollo del hongo comienza cuando la hifa forma propágulos (esporas o
micelio). En cuanto al estado presimbiótico comprende el desarrollo del hongo en
ausencia del hospedero es decir la extensión del micelio se mantiene durante un
período de tiempo de una a dos semanas, aunque el crecimiento se detiene en
ausencia de señales moleculares secretadas por la planta hospedera como son las
estringolactonas (lactonas sesquiterpénicas), fitohormonas que promueven la
ramificación de las hifas, estas fitohormonas se encuentran en bajas
concentraciones normalmente en las plantas pero cuando éstas están receptivas a
formar la micorriza y tienen bajos niveles de Fósforo comienzan a sintetizarlas en
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
19
mayor proporción (Akiyama y Hayashi, 2006). Una vez percibidas las
estringolactonas por el hongo, este produce los factores myc activando la expresión
de genes ENDO 1, que le permite a la planta localizar las células en las cuales las
hifas del hongo hacen contacto (Ramírez y Rodríguez, 2010). El micelio se sigue
extendiendo hasta ponerse en contacto con las raíces de la planta hospedera
iniciando la formación de una estructura llamada apresorio (Rivera, 2003), esta
estructura penetra la célula hasta llegar a las células corticales donde se producen
señales específicas para la formación de arbúsculos, estructuras en las cuales se
lleva a cabo el intercambio de nutrientes entre la planta y el hongo (Ramírez y
Rodríguez, 2010) (Figura 3). Los arbúsculos permanecen aislados del citoplasma
de la célula vegetal mediante una extensión de la membrana plasmática, a la cual
se le llama membrana peri-arbuscular (Gianinazzi et al., 1996; Harrison, 2005) que
funciona como interface simbiótica para el intercambio de nutrientes (Rivera, 2003).
Figura 3. Establecimiento de la simbiosis micorrízico arbuscular. (1) Intercambio de señales
entre el hongo y la planta. (2) Hongo micorrízico arbuscular desarrollando el apresorio en
la superficie de la epidermis de las raíces. (3) Incursión del hongo inter e intracelularmente
en las células de las raíces. (4) Formación de arbúsculos en las células corticales. (5)
Finalmente, el hospedero controla la colonización espacial en las raíces (Delaux et al.,
2013).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
20
1.5.3 Tolerancia de la micorriza arbuscular a metales pesados
Son de gran conocimiento los beneficios que ofrecen los HMA a las plantas en
estado de estrés, ya sea estrés salino, estrés hídrico y también en casos de
perturbación del ecosistema del suelo, dándole un mayor enfoque en este trabajo
a la perturbación provocada por la presencia de metales pesados en el suelo.
Aunque no todos los HMA se pueden desarrollar en presencia de metales pesados
ya que estos pueden presentar diferentes grados de tolerancia a estos metales, hay
registros de diferentes géneros de HMA aislados de ecosistemas contaminados con
metales pesados por lo tanto es evidencia de que poseen cierta tolerancia a estos
contaminantes (Rivera, 2003).
Se han descrito algunas estrategias propuestas mediante las cuales los HMA
presentan tolerancia a la toxicidad provocada por metales pesados.
Una de las hipótesis es que los HMA son capaces de sintetizar ácidos orgánicos
que actúan precipitando metales pesados disminuyendo así su efecto tóxico tanto
para la planta como para el hongo (Schützendübel y Polle, 2002). La absorción de
metales pesados por las hifas, es otro mecanismo propuesto ya que la quitina tiene
afinidad a los metales pesados y estos pueden ser absorbidos e inmovilizados en
las paredes o pueden secuestrar estos metales pesados en su citoplasma debido
a moléculas quelantes producidas por los mismos o secretadas por otros
microorganismos y los HMA secuestran estas moléculas favoreciendo la quelación.
Las moléculas quelantes son siderófos, metalotioneínas y fitoquelatinas (Atimanav
y Alok, 2004). Las metalotioneínas y las fitoquelatinas son proteínas ricas en
cisteína con gran afinidad a los metales pesados dado por sus grupos tiol.
Se ha demostrado que el HMA Glomus intraradices Sy167 bajo estrés provocado
por metales pesados expresa genes que codifican para proteínas implicadas en la
tolerancia a metales pesados, incluyendo la metalotioneína (Hildebrandt et al.,
2007).
Una de las moléculas más importantes involucradas en la inmovilización de metales
pesados es la glomalina, que es una glicoproteína producida por las hifas de los
HMA y se ha propuesto su importante rol en el potencial secuestro de elementos
tóxicos, reduciendo su biodisponibilidad (González et al., 2004)
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
21
Por lo tanto la acción de los HMA en la captación, inmovilización y estabilización de
los metales pesados mejora el desarrollo vegetal en presencia de estos
contaminantes, ya que disminuye la toxicidad de estos elementos y las plantas
tienen un mejor desarrollo que en ausencia de HMA (Figura 4).
Figura 4. Desarrollo vegetal de Medicago trunculata inoculada con Glomus intraradices y sin
inocular creciendo en suelo contaminado con metales pesados. (Hildebrandt et al., 2007)
1.5.4 Rhizophagus intraradices
El hongo micorrízico arbuscular Rhizophagus intraradices Schenck & Smith (2010),
antes conocido como Glomus intraradices Schenck & Smith (1982) pertenece al
phylum Glomeromycota, a la familia Glomeraceae (MycoBank, 2013),
caracterizados por una distribución cosmopolita y por la formación de esporas de
gran tamaño (1-5 mm). Como muchos otros hongos micorrízico arbusculares una
vez establecidas las respuestas moleculares entre el hongo y la planta, estos
desarrollan estructuras fúngicas características de la simbiosis como son
arbúsculos, esporas intraradicales, vesículas y esporas. Como anteriormente se
mencionó los arbúsculos tienen una función de intercambio de nutrientes, las
vesículas son de paredes delgadas y contienen lípidos, las vesículas de la familia
Glomaceae son generalmente de ovoides a elipsoides (INVAM, 2013), las hifas que
se encuentran dentro de los tejidos de la raíz son diferentes en cuanto a morfología
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
22
y función, ya que las hifas internas tienen funciones de absorción y transporte
mientras que las hifas externas tienen función infectiva (Figura 5.).
Figura 5. Vista al microscopio de estructuras fúngicas formadas por el HMA R. intraradices como
son (A Y C) arbúsculos y (B) vesículas o esporas dentro de raíces teñidas con azul tripán
(International Culture Collection of (Vesicular) Arbuscular Mycorrhizal Fungi INVAM)
http://invam.caf.wvu.edu/)
1.6 BACTERIAS AUXILIARES DE LA MICORRIZA
Se denomina rizósfera al conjunto de microorganismos, componentes del suelo y la
raíz de la planta interactuando formando un microcosmos (Alves et al., 2010).
Por lo tanto, el estudio de las interacciones dadas en la rizósfera es indispensable
para conocer los efectos de unos organismos sobre otros y determinar los posibles
efectos benéficos o perjudiciales, siendo el objetivo principal la implementación del
mejor sistema rizosférico para obtener buen rendimiento y funcionamiento de este
microecosistema.
Anteriormente se mencionó la definición de micorriza, su importancia y su efecto en
las plantas, debido a que los hongos micorrízicos arbusculares son de gran
importancia en los ecosistemas cualquier tipo de efecto que los microorganismos
del suelo puedan ejercer sobre ellos es relevante, en este caso se enfoca el efecto
de las bacterias en los HMA.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
23
Los hongos se encuentran en constante interacción con una amplia gama de
bacterias, dentro estas bacterias se encuentran las Rizobacterias Promotoras del
Crecimiento Vegetal (PGPR), Bacterias Auxiliares de la Micorriza (MHB), y
Bacterias perjudiciales (Miransari, 2011).
El término Mycorrhiza Helper Bacteria, fue utilizado por primera vez por Garbaye en
1994, haciendo alusión a las bacterias con un efecto benéfico sobre la micorriza,
basados en los primeros experimentos realizados por Bowen y Tbeodorou en 1979
en los cuales se demostró en condiciones in vitro el efecto que algunas rizobacterias
ejercían sobre el crecimiento del hongo ectomicrorrízico Rhizopogon luteolus en
plántulas de Pinus radiata, y el efecto negativo o positivo dependió del tipo de la
bacteria aislada. Abriendo así el camino para investigar el efecto de diversas
rizobacterias en el desarrollo de la micorriza (Garbaye, 1994).
Los hongos micorrízico arbusculares y las bacterias del suelo pueden interactuar
sinérgicamente para estimular el crecimiento de las plantas a través de una serie de
mecanismos que incluyen la mejora en la adquisición de nutrientes y la inhibición
de patógenos fúngicos de las plantas (Artursson et al., 2006).
Dado que las evidencias científicas aportan fundamentos que prueban que los
hongos micorrízico arbusculares son beneficiados por las Bacterias Auxiliares de la
Micorriza, hay hipótesis que aseguran que las BAM también reciben beneficios de
los HMA, incrementando la población de estas bacterias en la micorrizosfera; como
es el caso de estudios realizados en condiciones de invernadero con la cepa de
Pseudomonas fluorescens BBc6R8, evaluando su supervivencia en presencia y
ausencia del hongo ectomicorrìzico Laccaria bicolor S238N en raíces del abeto
Douglas, demostrando gran aumento en la presencia de P. fluorescens BBc6R8 en
raíces micorrizadas con L. bicolor S238N (Frey et al., 1997).
Los efectos propuestos por Frey et al. (2007) de las Bacterias Auxiliares de la
Micorriza son: (1) Las BAM contribuyen a la movilización de minerales y materia
orgánica del suelo. (2) Aumentan la receptividad de la raíz para el establecimiento
de la simbiosis. (3) Interactúan con la planta y con el hongo promoviendo un
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
24
reconocimiento para establecer la simbiosis. (4) Promueven la germinación de los
propágulos fúngicos, la supervivencia y crecimiento del micelio.
Además de los mecanismos ya mencionados que promueven el desarrollo del
hongo, también es importante mencionar que la bacteria actúa contra patógenos,
por medio de la producción de antibióticos, disminuyendo la competitividad y
aumentando la efectividad del hongo; y mejora la nutrición ya que también
promueve el desarrollo del micelio por medio de la producción de factores del
crecimiento, aunque las BAM no solo benefician al hongo ya que pueden producir
también factores del crecimiento que beneficien el incremento de la ramificación de
las raíces aumentando la superficie de absorción y a su vez la biomasa (Figura 6).
Figura 6. Sitios de acción de las Bacterias Auxiliares de la micorriza (Tarkka y Frey, 2008).
El hongo y las raíces actúan en la simbiosis seleccionando las poblaciones
bacterianas en la rizósfera y el suelo, determinando la receptividad del hongo.
Se ha propuesto que la trehalosa juega un papel importante en la selección de las
bacterias que colonizan la micorrizosfera. En la asociación micorrízico arbuscular,
el hongo fija carbohidratos que frecuentemente transforma a trehalosa, que es un
disacárido propuesto como una reserva de carbono. Se ha demostrado que
Pseudomonas monteilli con el hongo ectomicorrízico Pisolithus albus, cultivado en
placa con trehalosa aumenta significativamente el crecimiento fúngico, mientras que
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
25
no se observó el mismo efecto cuando se cultivó con otros siete compuestos
orgánicos. Por lo tanto hay una hipótesis que propone que ciertos metabolitos, como
la trehalosa, secretada por células fúngicas, pueden facilitar la colonización de las
hifas y la formación de biofilms producidos por las BAM sobre las hifas, aunque aún
no se sabe con exactitud si los biofilms juegan algún papel en los efectos ejercidos
por las BAM sobre los HMA (Frey et al., 2007).
1.6.1 Pseudomonas fluorescens y Pseudomonas putida
El género Pseudomonas se encuentra clasificado dentro del dominio Bacteria,
phyllum Proteobacteria, clase Gammaproteobacteria, orden Pseudomonales y
familia Pseudomonaceae (Brenner et al., 2005).
Las Pseudomonas fluorescens son bacilos rectos, Gram negativos, poseen flagelos
polares y son organismos aerobios. Las condiciones óptimas para su crecimiento
son pH neutro y temperatura dentro de un rango de 25 a 30º C (Palleroni, 2005).
Pseudomonas putida son bacterias Gram negativas, con flagelos polares y
anaerobias estrictas (Babu et al., 2013).
Ambas bacterias son Rizobacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal (PGPR´s)
caracterizadas por su capacidad de colonización agresiva en la raíz, su
supervivencia en la rizósfera y la capacidad de promover el desarrollo vegetal ya
sea por mecanismos directos (producción de metabolitos que afectan directamente
a la planta) o indirectos (producción de metabolitos que afectan factores rizosféricos
que producen un mejora en el crecimiento de la planta).
Aunado a su capacidad de PGPR`s ambas han sido reportadas como Bacterias
auxiliares de la micorriza.
En un trabajo realizado por Fester et al., (1999) la BAM Pseudomonas fluorescens
beneficia al HMA Glomus intraradices, en presencia de Triticum aestivum,
incrementando la colonización micorrízica en las raíces.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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En un trabajo realizado por Villegas y Fortin (2002), se demostró que la bacteria
Pseudomonas putida con el hongo micorrízico arbuscular G. intraradices, aumenta
la solubilización de fosfato en el suelo beneficiando así la disponibilidad de fosfato
y aumentando la captación del mismo por el micelio y posteriormente transportado
a las raíces de la planta.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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2. JUSTIFICACIÓN
La contaminación generada por la industria minera provoca perturbaciones en los
ecosistemas, por medio de los productos del proceso de extracción y purificación
de los metales de interés que quedan en los suelos, en los cuerpos de agua y
dispersos en el aire.
En los últimos años el interés por restaurar y mantener los ecosistemas ha inducido
a la comunidad científica a buscar alternativas para lograr rehabilitar los
ecosistemas afectados, es de este modo como la Biotecnología incursiona con el
uso de organismos vivos en la estabilización, en este caso de los suelos
contaminados por la actividad minera. Una forma de estabilizar las condiciones del
suelo e inmovilizar los metales pesados evitando su lixiviación e incursión a los
ciclos biogeoquímicos alterando a su vez los mismos, es utilizando microorganismos
que viven asociados a las plantas.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
El objetivo general de este trabajo es evaluar el efecto de algunos microorganismos
rizosféricos capaces de aumentar la efectividad de la revegetación por las plantas.
Los microorganismos a inocular en las plantas son un hongo micorrízico arbuscular
y dos cepas bacterianas auxiliares del hongo, en Sorghum vulgare, ofreciendo una
alternativa biotecnológica para revegetar y estabilizar los ecosistemas alterados por
la actividad minera.
3.2 OBJETIVOS PARTICULARES
1. Evaluar el crecimiento de la gramínea inoculada con Rhizophagus intraradices.
2. Evaluar el crecimiento de la gramínea inoculada con Pseudomonas fluorescens
CHAO
3. Evaluar el crecimiento de la gramínea inoculada con Pseudomonas putida wcs
4. Evaluar el crecimiento de la gramínea en inoculación dual con Rhizophagus
intraradices + Pseudomonas fluorescens CHAO
5. Evaluar el crecimiento de la gramínea inoculada con Rhizophagus intraradices
+ Pseudomonas putida wcs
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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4. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1 MATERIAL BIOLÓGICO
Cepa de Pseudomonas fluorescens CHAO y cepa de Pseudomonas putida
wcs.
Hongo micorrízico arbuscular Rhizophagus intraradices.
Semillas de Sorghum vulgare.
4.2 ÁREA DE ESTUDIO
El área de estudio se encuentra en el Municipio de Mineral del Monte en el estado
de Hidalgo, ubicado a 12km de Pachuca de Soto, localizada en las coordenadas
20° 08.295´ latitud Norte y 98° 40.866´ Longitud Oeste, a una altitud de 2670
m.s.n.m. (Figura 7).
Figura 7. Localización del área de estudio.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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La temperatura media anual es de 12°C, la mínima media anual es de 7.1°C y la
máxima es 18.2° C, con precipitación media anual de 583.1 mm según la Estación
Climatológica 00013115, localizada en Mineral del Monte, Hidalgo.
La mina San José “La Rica”, se encuentra ubicada dentro del distrito minero
Pachuca-Real del Monte el cual, según la Carta Geológico- Minera del Servicio
Geológico Mexicano (SGM, 2007) éste distrito minero ha producido el 6% de la plata
mundial y el 16% de la producción nacional desde 1492 hasta finales del siglo XX
(Figura 8). Ésta mina se ha dedicado a la explotación de metales como Au, Ag, Zn
y Cu, desde mediados del siglo XVIII y desde hace 10 años dejó de extraer metales,
aunque debido a los métodos de extracción de Au y Ag por amalgamación de Hg y
cianuración, los residuos generados por la explotación se encuentran aún en el
ecosistema en forma de jales mineros, ya que no se puede obtener una
recuperación del 100% en el proceso de extracción (Volke, et al. 2005).
Figura 8. Vista General de la mina “La Rica”, ubicada en Mineral de Monte,
Hidalgo.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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El estado de Hidalgo es conocido a lo largo de la historia como un sitio minero, parte
de su paisaje está representado por presas de jales. Juárez et al. (2011) mencionan
que se estima que en el distrito minero de Real del Monte y Pachuca existen por lo
menos cien mil toneladas de desechos acumulados como consecuencia de la
extracción de oro y plata. En un trabajo realizado por Castañeda (2002) se
analizaron lixiviados de jales de Pachuca y se presentaron niveles de cadmio
tóxicos.
4.3 MUESTREO
Se tomaron cuatro submuestras del suelo de jal, las zonas de muestreo fueron
equidistantes entre sí, tomadas de 0- 40 cm de profundidad, cada muestra obtenida
contenía el mismo volumen, posteriormente las muestras se homogenizaron en una
muestra compuesta, según la NOM-021-SEMARNAT-2000. El material se dejó
secar al aire por 4 días y se tamizó en tamices de malla de 0.5 mm.
4.4 TRABAJO EXPERIMENTAL
De la muestra homogenizada se determinaron parámetros químicos como
conductividad, capacidad de campo, materia orgánica, capacidad de intercambio
iónico y también se realizó un análisis de las concentraciones de metales pesados
en la muestra de suelo de jal. El análisis se llevó a cabo a través del procedimiento
de digestión húmeda EPA5030; para fósforo total por incineración y cuantificación
por colorimetría, en el Laboratorio de Química, Centro de Edafología del Colegio de
Posgraduados. Con las dos cepas, P. putida wcs y P. fluorescens CHAO, se
realizaron resiembras en agar nutritivo, incubadas a 28 °C durante 48 horas,
posteriormente se cultivaron en caldo nutritivo durante 48 horas con agitación
constante. Del caldo, se realizaron diluciones de hasta 10-8, de estas diluciones de
realizaron aislamientos por la técnica de dispersión en superficie (espatulado),
incubándose a 28 °C durante 48 horas, transcurrido el tiempo de incubación se
realizó una cuenta del número total de bacterias, y se calculó el número de Unidades
Formadoras de Colonias/mL.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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Las semillas de S. vulgare se desinfectaron lavando tres veces con agua estéril y
Tween 20, posteriormente se colocaron en HgCl 1:1000 durante cinco minutos.
Finalmente se enjuagaron con agua estéril tres veces. Se germinaron en papel
estéril humedecido dentro de bolsas de plástico selladas y se incubaron a 28 °C
durante 48 horas. Dada la extrema concentración de metales pesados en el suelo
del jal, éste se diluyó con arena estéril. Las semillas germinadas se colocaron en
macetas con 400 gr de una mezcla 3:1 suelo estéril- suelo de jal de mina.
Se diseñaron 6 tratamientos con tres repeticiones cada uno; de los seis
tratamientos, tres fueron inoculados con el hongo micorrízico arbuscular R.
intraradices con 200 esporas por maceta y los tratamientos que fueron inoculados
con bacterias la concentración de bacterias por planta fue de 1x106.
Los tratamientos fueron de la siguiente manera:
1. Testigo
2. Rhizophagus intraradices
3. Pseudomonas fluorescensCHAO
4. Pseudomonas putidawcs
5. Rhizophagus intraradices + Pseudomonas fluorescensCHAO
6. Rhizophagus intraradices + Pseudomonas putidawcs
Las plantas se desarrollaron en condiciones controladas de luz con un fotoperíodo
de dieciséis horas luz y ocho oscuridad, y en un intervalo de temperatura entre 24-
27 °C durante 12 semanas. Las plantas de todos los tratamientos recibieron riego
una vez a la semana con Solución de Long- Ashton al 5% (v/v) manteniéndose la
humedad constante al 50% de la capacidad de campo.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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Las plantas de Sorgo fueron cosechadas después de 12 semanas, se enjuagaron
con agua destilada, a las raíces se les determinó el volumen y porcentaje de
micorrización.
A la parte aérea de la planta se le determinó longitud aérea y peso seco a 70 °C
durante 48 hrs, hasta alcanzar peso constante.
Los datos obtenidos fueron analizados mediante una prueba de ANOVA de factores
múltiples y se obtuvieron gráficos de cajas, estos análisis fueron realizados con el
programa Statistica.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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6. RESULTADOS
Las concentraciones de metales pesados en el suelo del jal se muestran en la Tabla
2.
Tabla 2. Concentraciones de metales pesados determinados en el suelo de la
Mina La Rica.
La muestra compuesta de suelo mostró las siguientes características. Tabla 3.
Tabla 3. Características químicas del suelo de la Mina La rica, después de diluirlo
1:3.
Parámetro determinado Valor obtenido
pH 8.5
Capacidad de Campo 22.8%
Materia Orgánica 0.97 %
Capacidad de Intercambio
Iónico
7.76 meq/100 grs. de
suelo.
Ag
(mg/kg)
Cu
(mg/kg)
Zn
(mg/kg)
Pb
(mg/kg)
P total
(mg/kg)
P
intercambiable
(mg/kg)
Q1 9.2 438 12,100 5,200 1,215 0
Q2 9 519 9,600 3,640 1,265 0
Q3 10.6 472 10,700 4,200 1,232 0
Promedio 9.6 476.33 10,800.00 4,346.67 1,237.33 0
DesvStd 0.87 40.67 1,253 790 25 0
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5.1 EFECTO DE LA INOCULACIÓN DE HMA Y BAM EN EL CRECIMIENTO
ÁEREO
Los resultados obtenidos en cuanto al crecimiento aéreo y vigor de la planta son
visiblemente mayores en el tratamiento inoculado con el hongo micorrízico
arbuscular Rhizophagus intraradices más la bacteria auxiliar de la micorriza
Pseudomonas fluorescens CHAO, respecto a los otros cinco tratamientos (Figura
9).
Figura 9. Comparación del crecimiento aéreo entre las plantas testigo y los cinco tratamientos, inoculados con
HMA, BAM o ambos inóculos. (A) Testigo. (B) Testigo y plantas inoculadas con Rhizophagus intraradices. (C)
Testigo y plantas inoculadas con Pseudomonas fluorescens CHAO. (D) Testigo y plantas inoculadas con
Pseudomonas putidawcs. (E) Testigo comparado y plantas inoculadas con R. intraradices + Pseudomonas
fluorescensCHAO. (F) Testigo y plantas inoculadas con conR. intraradices + P. putidawcs.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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5.2 PORCENTAJE DE MICORRIZACIÓN
El porcentaje de micorrización fue una de las variables clave de esta investigación,
ya que uno de los objetivos principales es la evaluación del porcentaje de
micorrización en presencia de las Bacterias Auxiliares de la Micorriza. Los
resultados fueron evidentes mostrando un incremento estadístico significativo
(α=0.05) en el porcentaje de micorrización de las raíces inoculadas con el Hongo
Micorrízico Arbuscular R. intraradices y la Bacteria Auxiliar de la Micorriza
Pseudomonas fluorescens CHAO, obteniendo un porcentaje de micorrización
promedio superior en el tratamiento inoculado con R. intraradices + P. fluorescens
CHAO de 67% respecto a los dos tratamientos inoculados con el HMA solo o con el
hongo más la BAM P. putida wc, con 30.66 y 39.4% de micorrización
respectivamente.
De acuerdo al número de estructuras fúngicas observadas relevantes para
determinar el porcentaje de micorrización que incluye la observación de vesículas,
hifas y arbúsculos, también los resultados fueron superiores en el tratamiento
inoculado con R. intraradices + P. fluorescens CHAO con un promedio de
estructuras fúngicas observadas de 40.2 en 60 campos observados, con respecto
a los otros dos tratamientos inoculados con el HMA y la BAM P. putica wcs, en los
cuales se observó un promedio de 18.39 y 23.64 estructuras fúngicas
respectivamente (Tabla 4 y Figura 10).
Tabla 4. Porcentaje de micorrización observado en los tratamientos inoculados con el HMA R.
intraradices y las dos BAM P. fluorescens CHAO y P. putida wcs.
Tratamiento
N° de estructuras fúngicas observadas promedio
% de micorrización promedio
Rhizophagus intraradices 18.39 30.66
R. intraradices+ P. putida wcs
23.64 39.4
R. intraradices + P. fluorescens CHAO
40.2 67
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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Las raíces procesadas muestran una diferencia clara entre los tres tratamientos
inoculados con el HMA y las dos BAM, haciendo notable el elevado número de
estructuras fúngicas en un solo campo en el tratamiento inoculado con con R.
intraradices + P. fluorescens CHAO (Figura 10).
Fue de gran relevancia la observación de un número superior de vesículas
observadas en el tratamiento inoculado con R. intraradices + P. fluorescens con un
promedio de aproximadamente 50% más vesículas observadas que en el
tratamiento inoculado únicamente con el HMA, y un 30% más vesículas observadas
respecto al tratamiento inoculado con el HMA y con la BAM P. putida.
Figura 10. Estructuras fúngicas (vesículas e hifas) características de hongos micorrízico
arbusculares observadas en las plantas inoculadas con R. intraradices y las dos BAM,
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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También se observó un número superior de arbúsculos de hasta un 300% más que
en el tratamiento inoculado únicamente con el HMA y hasta un 500% más elevado
que el número de arbúsculos observado en el tratamiento inoculado con el HMA y
con la BAM P. putida wcs (Figura 11).
Figura 11. Arbúsculo observado en raíz de S.vulgare inoculada con R. intraradices + P. fluorescens
CHAO. 40X.
En el tratamiento inoculado con R. intraradices + P. fluorescens CHAO se obtuvo el
mayor porcentaje de micorrización, las estructuras fúngicas observadas en las
preparaciones se evidencian en la figura 12.
Figura 12. Estructuras fúngicas características de hongos micorrízico arbusculares en raíces de S.
vulgare, en el tratamiento inoculado con R. intraradices + P. fluorescens CHAO, teñidas con fucsina
ácida. A) Vesículas e hifas observadas en raíz. 10X. B) Arbúculos observados en raíz. 40X C)
Vesículas 100X. V= Vesículas, H= Hifas y A= Arbúsculos.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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5.3 LONGITUD DE LA PARTE AÉREA
Los resultados obtenidos en cuanto a la longitud de la parte aérea fueron superiores
en el tratamiento inoculado con R. intraradices y P. fluorescens CHAO con un
promedio de 28 cm., mientras que el segundo tratamiento con gran longitud fue el
inoculado únicamente con P. fluorescens CHAO con una longitud de 25.3 cm (Tabla
5 y Figura 13).
Tabla 5. Longitud de la parte aérea promedio observado en los tratamientos testigo
e inoculados con el HMA R. intraradices y con las dos BAM P. fluorescens CHAO y
P. putida wcs.
En los tres tratamientos inoculados con el HMA R. intraradices, como anteriormente
se mencionó, se obtuvo una mayor longitud en el inoculado también con P.
fluorescens CHAO, no solo distinguiéndose por una mayor altura sino también por
un mayor vigor vegetal y un color verde ligeramente más intenso comparado con
los otros dos tratamientos, se observó menor vigor y un color ligeramente más
amarillento en el tratamiento inoculado con R. intraradices y Pseudomonas putida
wcs (Figura 13 y 14).
Tratamiento
Longitud Promedio por tratamiento
(cm)
Testigo 18.08
Rhizophagus intraradices 21.43
Pseudomonas fluorescens CHAO
25.3
Pseusomonas putida wcs 23.8
P. fluorescens CHAO + Rhizophagus intraradices
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P. putida wcs + R. intraradices
23.56
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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Figura 13. Plántulas de sorgo donde se observa la longitud de la parte aérea entre los tres
tratamientos inoculados con el HMA R. intraradices.
Figura 14. Plántulas de sorgo donde se aprecia la diferencia en altura y vigor de las mismas
micorrizadas y creciendo con una de las dos bacterias en estudio.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
41
5.4 VOLUMEN RADICAL
El volumen de la raíz es otro parámetro de gran importancia ya que permite evaluar
el efecto del HMA y las BAM en el desarrollo radicular relacionado con una mayor
absorción de nutrientes. En este caso el mayor promedio obtenido fue en las raíces
inoculadas con el HMA y la BAM P. fluorescens con un valor de 0.76 cm3 (Tabla 6 y
Figura 15). En esta varible no se observó diferencia estadística significativa.
Tabla 6. Volumen promedio obtenido en los tratamientos testigo e inoculados con el HMA R.
intraradices y con las dos BAM, P. fluorescens CHAO y P. putida wcs.
Figura 15. Volumen radical en plantas inoculadas con el HMA y las BAM. A) Planta inoculada con
R. intraradices + P. putida wcs , B) Planta inoculada con R. intraradices + Pseudomonas
fluorescens CHAO.
Tratamiento
Promedio del Volumen por tratamiento (cm3)
Testigo 0.32
Rhizophagus intraradices 0.7
Pseudomonas fluorescens CHAO 0.33
P. putidawcs 0.425
P. fluorescens CHAO+ R. intraradices
0.76
P. putida wcs + R. intraradices 0.70
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5.5 BIOMASA DE LA PARTE AÉREA
Los resultados obtenidos en la determinación de Biomasa de la Parte Aérea fueron
mayores en el tratamiento inoculado con P. fluorescens CHAO y R. Intraradices con
un peso seco de 0.0946 gr., presentando aproximadamente 67% de mayor biomasa
que el tratamiento inoculado con P. Putida wcs y R. Intraradices (Tabla 7).
Tabla 7. Peso seco promedio obtenido en los tratamientos testigo e inoculados con el HMA
R. intraradices y con las dos BAM, P. fluorescens CHAO y P. putida wcs.
Tratamiento
Promedio del peso seco por tratamiento (gr.)
Testigo 0.0246
Rhizophagus intraradices 0.0445
Pseudomonas fluorescens CHAO 0.0633
P. putida wcs 0.0564
P. fluorescens CHAO + R. intraradices
0.0946
P. putida wcs + R. intraradices 0.0524
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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7. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
ANOVA
Los Resultados obtenidos en el Análisis de Varianza (ANOVA) mostró diferencias
signiticativas (α=0.05) entre las plantas de Sorghum vulgare de los tratamientos
testigo, los inoculados con el HMA R. irregularis, los inoculados con el HMA y la
BAM P. fluorescens CHAO y con la BAM P. putida wcs, en cuanto a los resultados
obtenidos en la obtención de los parámetros de Porcentaje de Micorrización,
Longitud de la parte aérea y Biomasa de la parte aérea. En cuanto a los resultados
obtenidos en la determinación de volumen radical, el valor de significancia fue de
0.086338 por lo tanto no hay diferencias significativas entre los valores de volumen
radical de las plantas de los seis tratamientos.
Tabla 8. Valores de varianza obtenidos en el análisis estadístico para los
parámetros: Porcentaje de micorrización, Longitud de la parte aérea, Volumen
Radical y Biomasa de la parte aérea.
ANOVA
Parámetro
Valor de Significancia
α= 0.05
Porcentaje de Micorrización
0.004114
Longitud de la parte aérea
0.045965
Volumen Radical
0.086338
Biomasa de la parte aérea
0.019614
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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7. DISCUSIÓN
Los resultados de Análisis de Varianza obtenidos en los seis tratamientos, fueron
analizados con un nivel de confianza de 95% y un valor de significancia de 0.05
(α=0.05).
En términos de porcentaje de raíz micorrizada en los tratamientos inoculados con el
hongo micorrízico arbuscular solo y en inoculación doble, en el ANOVA se obtuvo
un valor de significancia igual a 0.004114, resultando menor a 0.05 por lo tanto se
rechaza la hipótesis nula y los valores son concluyentes para validar la hipótesis de
trabajo, es decir que el aumento en el porcentaje de Micorrización se debe al efecto
de los inoculantes y no al azar. En cuanto a la Longitud de la parte aérea, en el
ANOVA se obtuvo un valor de significancia igual a 0.045965, resultando menor a
0.05, por lo tanto se rechaza la hipótesis nula y se concluye que el aumento en la
longitud de la parte aérea entre los tratamientos testigo y los inoculados con el HMA,
y las BAM se debió al efecto de estos inoculantes y no al azar.
En relación al volumen radical, en el ANOVA se obtuvo un valor de significancia
igual a 0.086338, resultando mayor a 0.05 por lo tanto no hubo diferencia
significativa entre los tratamientos inoculados con el hongo y aquellos con
inoculación doble.
El aumento en la Biomasa de la parte aérea de las plantas del tratamiento testigo y
los inoculados con el Hongo Micorrízico Arbuscular Rhizophagus intraradices y con
las BAM P. fluorescens CHAO y P. putida wcs mostró diferencia estadística
significativa con un valor de significancia igual a 0.019614, rechazando la hipótesis
nula, por lo tanto el aumento en la biomasa de las plantas se debió al efecto de los
inoculantes y no al azar.
Una de las hipótesis del efecto benéfico observado en las plantas inoculadas con
Rhizophagus intraradices en el suelo de jal, es la capacidad de los HMA de sintetizar
ácidos orgánicos y glicoproteínas que precipitan o secuestran elementos
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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potencialmente tóxicos disminuyendo su toxicidad, (Schützendübel y Polle 2002;
Atimanav y Alok, 2004; González et al., 2008).
El efecto benéfico provocado por las bacterias auxiliares de la micorriza,
especialmente Pseudomonas fluorescens CHAO, se dio gracias a la capacidad de
estas bacterias de solubilizar Fósforo y su potencial producción de antibióticos.
Estas bacterias solubilizan fuentes de Fósforo orgánico e inorgánico a través de la
síntesis de fosfatasa o reduciendo el pH del suelo (Rodríguez y Fraga, 1999). Lo
que permite proponer que dado que en el suelo utilizado para la experimentación el
Fósforo intercambiable fue bajo y por ello no fue detectado en la determinación, las
BAM solubilizaron el P no intercambiable, beneficiando así tanto al hongo como a
la planta, permitiendo un buen desarrollo vegetal y la colonización de los HMA en la
rizósfera. Aunado a ello además de ser una BAM es también una Bacteria
Promotora del Crecimiento Vegetal, y se ha descrito su capacidad como supresora
de patógenos, como productora de fitohormonas como Ácido Indolacético y Ácido
Salicílico (Hernández et al., 2004), lo que mejora el desarrollo vegetal (Khan, 2006).
En un estudio realizado por Vivas et al., (2003), muestran que la inoculación dual
de bacterias aisladas de suelos perturbados y HMA pueden mejorar la simbiosis de
HM, en particular cuando las condiciones son adversas, complementándose el
papel del HMA con el de las BAM, por lo tanto este fue un punto clave para
establecer esta simbiosis en el suelo perturbado aunque específicamente en suelos
perturbados por actividad minera, no se había comprobado el establecimiento y la
persistencia de esta simbiosis ni su efectividad aunque si la presencia de HMA en
estos suelos (Juárez, et al., 2011).
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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8. CONCLUSIÓN
Los resultados obtenidos con el hongo micorrízico arbuscular Rhizophagus
intraradices en inoculación dual con P. fluorescens conducen al establecimiento y
buen crecimiento de la planta de sorgo, bajo las condiciones extremas del suelo de
jal.
El sinergismo entre estos dos organismos resultó mejor que cuando se inocularon
R. intraradices + Psedomonas putida.
De acuerdo con las concentraciones de metales pesados encontradas en el suelo
del jal de la mina “La Rica”, estos suelos sobrepasan los límites permisibles para un
jal, por lo tanto deben de ser sometidos a un proceso de remediación para su
recuperación y estabilización. La revegetación de la zona con plantas gramíneas
inoculadas con microorganismos benéficos es una opción factible debido a la
localización de la mina en medio de una zona poblada, posteriormente la
estabilización del ecosistema podría tener como finalidad incorporarlo a procesos
productivos sin afectar el entorno ni la calidad de los productos.
Por lo tanto los resultados obtenidos en este trabajo experimental permiten
establecer las bases para un nuevo concepto de revegetación en áreas perturbadas
por la actividad minera, implementando tanto HMA como bacterias PGPR´s y que a
su vez son auxiliares de la micorriza, que es un tema que no se ha abordado con la
debida profundidad, y en el cual no se ha mostrado el debido interés por parte de
las Instituciones Gubernamentales encargadas de la protección al medio ambiente,
dado que hay países con gran historia dentro de la actividad minera en América
Latina como son Chile, Argentina, Perú, Brasil y México, es importante buscar
alternativas que recuperen los ecosistemas, para mejorar la calidad de vida tanto
de flora y fauna de los sitios perturbados.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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9. PROSPECTIVAS DE LA INVESTIGACIÓN
Se han utilizado los HMA para remediación y estabilización de suelos contaminados
(Alvarado et al., 2011; Gaur y Adholeya, 2004; González, 2005), también se han
utilizado bacterias Pseudomonas para remediación de suelos (González, 2005;
Cruz, 2008), pero no existe evidencia del uso de un HMA y una BAM para
estabilización de suelos contaminados por actividad minera, lo que vislumbra una
opción para estabilizar suelos, algunas de las opciones que daría mayor solidez a
esta investigación serían:
Se sugiere probar con diferentes concentraciones de diferentes metales
pesados como los aquí analizados entre ellos Plomo, Cobre, Plata y Zinc en
suelos estériles y adicionando concentraciones conocidas, para evaluar la
eficiencia del HMA y la BAM en los cuales se observó el mejor rendimiento
en esta investigación, de esta forma podrían conocerse el funcionamiento
óptimo de los inoculantes y sus intervalos de acción.
Con base en los resultados obtenidos en esta investigación se propone
aislar los microorganismos nativos de los suelos contaminados y observar su
eficacia en pruebas de laboratorio comparando con los consorcios
microbianos utilizados en esta investigación con el mejor rendimiento como
fue el tratamiento inoculado con R. intraradices y P. fluorescens.
Realizar pruebas de campo para evaluar la eficacia del consorcio microbiano
en suelos contaminados por actividad minera y evaluar supervivencia y
eficacia comparando con los consorcios microbianos nativos de esos suelos.
Sería interesante continuar con la investigación de mejoramiento de suelos
contaminados por actividad minera, probando no sólo consorcios
microbianos que mejoren la calidad del suelo y rendimiento vegetal sino
también utilizando la aportación de plantas acumuladoras de metales
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
48
pesados y plantas nativas de estos suelos contaminados evaluando el
rendimientos de cada una de ellas aunado a la inoculación con el consorcio
microbiano de mejor respuesta en esta investigación R. intraradices más P.
fluorescens.
Otra línea de investigación podría abrirse para evaluar el efecto en los suelos,
es decir en los parámetros fisicoquímicos del suelo, en la disponibilidad de
nutrientes y evaluar el efecto de estos microorganismos y las plantas que
podrían ser introducidas en los elementos originales de ecosistema. Evaluar
beneficios o daños posibles al ecosistema.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
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10. LITERATURA CITADA
Adriano, D. C. 2001. Trace Elements in Terrestrial Environments: Biogeochemistry,
Bioavailability, and Risks of Metals. 2da Edición.Springer, New York, EU.
Akiyama, K. and Hayashi, H. 2006. Strigolactones: Chemical Signals for Fungal
Symbionts and Parasitic Weeds in Plant Roots. Annals of Botany, 11: 53-60.
Alvarado, C. Dasgupta, N. Ambriz, E. Sánchez, J. Villegas, J. 2011. Hongos
micorrízico arbusculares y la fitorremediación de Plomo. Revista internacional de
contaminación ambiental, 27: 357-364.
Alves Rigamonte, T. Satler Pylro, V., Frois Duarte, G. 2010. The role of
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11. APÉNDICE
1. Determinación del pH (Valdés, 2005)
Reactivos
Agua destilada
Sol. Reguladora pH 4.0 y 7.0
a) En campo
Se toman 10 muestras representativas y se mezclan para formar una sola. Se
realiza la determinación inmediatamente.
b) En laboratorio
Se pesan 10g de la muestra de suelo, se coloca en un vaso de precipitados, se
agregan 20 mL de agua destilada y se mezcla con ayuda de un agitador.
Posteriormente se deja reposar la muestra durante 30 minutos; después de este
tiempo se agita y se hace la lectura con el potenciómetro previamente calibrado.
2. Determinación de materia orgánica (Valdés, 2005)
Reactivos
Dicromato de Potasio 1N
Ácido fosfórico al 85%
Ácido sulfúrico concentrado
Difenilamina
Sulfato de Hierro heptahidratado 1N
a) Oxidación de la Materia Orgánica
Se coloca 1g de suelo en un matraz Erlenmeyer, si es el suelo es muy rico en
materia orgánica se pesan de 0.25g a 0.5g. Se añaden 10 mL de dicromato de
potasio sobre el suelo y se mezcla.Se añaden 20 mL de ácido sulfúrico concentrado,
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
59
y se continua mezclando durante un minuto evitando que el suelo quede en las
paredes del matraz.
Se deja reposar la mezcla durante 30 minutos y simultáneamente se realiza un
ensayo de valoración del blanco.
b) Valoración por retroceso
Se diluye la muestra con 200 mL de agua destilada y se añaden 10 mL de ácido
fosfórico al 85% y 30 gotas del indicador de difenilamina; se valora por retroceso
con la solución de sulfato ferroso 1N, colocada en una bureta.
Se realizan los siguientes cálculos
Fórmula
% de materia orgánica = 10 (1 - P/T) x 0.67
Donde:
P = mL de solución de FeSO4 1N gastados por el problema.
T = mL de solución de FeSO4 1N gastado por el blanco.
3. Determinación de la Capacidad de Intercambio Iónico
Reactivos
Solución de CaCl2 1N pH 7.0
CH3 –CH2 –OH al 96%
Solución de NaCl pH 7.0
Solución de EDTA 0.1N
Solución Amortiguadora de pH 10.0
Solución de NH2 OH-HCl
Solución de KCN al 2%
Solución de Negro de ericromo T
Solución estándar de Ca 0.01N
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
60
Se pesan 5g de suelo y se colocan en un embudo de Buchner que contenga un
papel filtro. Se adicionan lentamente 10 mL de la solución CaCl2, cubriendo la
superficie de la muestra de suelo. La solución filtrada se desecha.
Se adicionan 10 mL de CH3 –CH2 –OH, cubriendo la superficie de la muestra de
suelo. La solución filtrada no se recolecta, esta operación se repite cuatro veces
más.
Se adicionan 10 mL de NaCl, cubriendo la superficie de la muestra de suelo. Se
recolecta la solución filtrada en un matraz Erlenmeyer. Se repite esta operación
cuatro veces más recolectando el filtrado. En este filtrado de NaCl se titulan los
iones calcio por el método de versenato.
3.1 Método del versenato
Al filtrado se le agregan 10 mL de la solución Amortiguadora pH 10, se adicionan 5
gotas de la solución de KCN, se agregan 5 gotas de la solución de NH2 OH-HCl, se
adicionan 5 gotas del indicador negro de ericromo T y se titula con la solución de
verseno hasta que el color de la solución vire de púrpura a color azul.
Se realizan los siguientes cálculos
Fórmula
CICT en meq por 100g de suelo = mL de EDTA x N x 100
g de muestra de suelo
Donde:
CICT = Capacidad de intercambio catiónico total
3.2 Normalización de la solución del EDTA
Se coloca una alícuota de 10 mL de la solución estándar de calcio en un matraz
Erlenmeyer adicionando 100 mL de agua destilada. Realizar esta operación por
duplicado o triplicado. A cada matraz se agregan 10 mL de solución amortiguadora
pH 10, se agregan 5 gotas de solución de KCN, se agregan 5 gotas del indicador
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
61
de negro de ericromo T y se titula con la solución de EDTA agitando frecuentemente
el matraz hasta obtener coloración azul .
Se realizan los siguientes cálculos:
Normalidad del EDTA (N) = 0.01 N X 10 mL____
mL de EDTA gastados
4. Tinción de Raicillas para determinar micorrización
Reactivos
Solución de KOH al 10%
Solución de HCl 1N
Fucsina ácida
Lactoglicerol
Se lavan las raíces con abundante agua para eliminar el suelo adherido. Se cortan
las raicillas en pedazos de 1cm en una caja de Petri, estás se colocan en viales y
se cubren con la solución de KOH, se calienta el vial en placa a 90°C durante 10
minutos o hasta que las raicillas liberan los pigmentos. Se elimina el KOH, se lava
de 2 a 3 veces con agua de la llave y se acidifica con HCl agitando de 5 a 10 minutos.
Se elimina el HCl sin lavar con agua, se cubren las raicillas con fucsina ácida y se
calienta en placa a 90°C durante 10 minutos.
Se colocan las raicillas en lactoglicerol para finalmente colocar 20 en el
portaobjetos en forma vertical, paralelas unas a otras, se coloca un cubreobjetos.
Se observa al microscopio a 100X para identificar las estructuras fúngicas: hifas,
arbúsculos, esporas y vesículas.
Se hace la estimación del porcentaje de colonización revisando tres campos
equidistantes
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
62
5. Solución Mineral de Long-Ashton (Furlan, 1981)
Macroelementos.
KNO3 400mg/L
K2SO4 350mg/L
Ca(NO3)2 .4H2O 900mg/L
NaH2PO4 .H2O 200mg/L
MgSO4 .7H2O . 7 H2O 500mg/L
Oligoelementos
MnSO4 .4H2O 2.25mg/L
CuSO4 .5H2O 0.25mg/L
ZnSO4 .7H2O 0.3mg/L
H3BO3 3.0mg/L
NaCL 5.0mg/L
(NH4)6 Mo7O24. 4H2O 0.05ml/L
EDTA-Fe13%4ml/L
Se ajusta el pH en un rango dentro de 6.5 y 6.8.
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
63
6. Resultados de ANOVA
Tabla 9. Resultados de ANOVA, de las determinaciones de longitud aérea, porcentaje de
Micorrización, volumen de la raíz y biomasa.
ANOVA del Porcentaje de Micorrización
S.S. Gl Media Cuadrática F p
Intergrupos 9631.041 1 9631.041 131.5825 0.000000 Intragrupos 1463.996 2 731.998 10.0008 0.004114 Error 731.939 10 73.194
7. Gráficos
Figura 16. Efecto de la interacción entre inoculante HMA- BAM, sobre el porcentaje de micorrización.
(1) Rhizophagus intraradices. (2) R. intraradices + P. putida wcs. (3) R. intraradices + Psedomonas
fluorescens CHAO.
ANOVA de Longitud aérea
S.S. Gl Media Cuadrática F p
Intergrupos 9063.393 1 9063.393 866.4811 0.000000
Intragrupos 172.635 5 34.527 3.3009 0.045965
Error 115.060 11 10.460
ANOVA del Volumen de la Raíz
S.S. Gl Media Cuadrática F p
Intergrupos 5.578713 1 5.578713 145.2102 0.000000
Intragrupos 0.500247 5 0.100049 2.6042 0.086338
Error 0.422600 11 0.038418
ANOVA de Biomasa
S.S. Gl Media Cuadrática F p
Intergrupos 0.051052 1 0.051052 140.8022 0.000000
Intragrupos 0.007907 5 0.001581 4.3617 0.019614
Error 0.003988 11 0.000363
Porcentaje de micorrización
1 2 3
Tratamiento
20
30
40
50
60
70
80
90
Porc
enta
je d
e m
icorr
izació
n (
%)
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
64
Figura 17. Efecto de la interacción entre inoculante HMA- BAM, sobre la longitud aérea. (1) Testigo.
(2) Rhizophagus intraradices. (3) Pseudomonas fluorescen. CHAO. (4) Pseudomonas putida wcs.
(5) R. intraradices + Psedomonas fluorescens CHAO. (6) R. intraradices + P. putida wcs.
Volumen de la Raíz
1 2 3 4 5 6
Tratamiento
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Vo
lum
en
de
la
ra
íz (
cm
3)
Figura 18. Efecto de la interacción entre inoculante HMA- BAM, sobre el volumen radical. (1) Testigo. (2)
Rhizophagus intraradices. (3) Pseudomonas fluorescens. CHAO. (4) Pseudomonas putida wcs. (5) R.
intraradices + Psedomonas fluorescens CHAO. (6) R. intraradices + P. putida wcs.
Longitud aérea
1 2 3 4 5 6
Tratamiento
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
Lo
ng
itu
d d
e l
a p
art
e a
ére
a (
cm
)
Efecto de microorganismos rizosféricos en Sorghum vulgare creciendo en suelo de un jal de mina de oro y plata, de Mineral del Monte, Hidalgo.
65
Biomasa
1 2 3 4 5 6
Tratamiento
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
Bio
ma
sa
(g
r)
Figura 19. Efecto de la interacción entre inoculante HMA- BAM, sobre la biomasa de la parte aérea.
(1) Testigo. (2) Rhizophagus intraradices. (3) Pseudomonas fluorescens. CHAO. (4) Pseudomonas
putida wcs. (5) R. intraradices + Psedomonas fluorescens CHAO. (6) R. intraradices + P. putida wcs.