promotores de crecimiento - ing. alejandro perticari
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Utilización de rizobacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPR) en plantas
cultivadas en Argentina
Ing. Agr. Alejandro Perticari1 INTA – IMYZA CICVyA
Abundancia de organismos del suelo
Número Biomasa Organismo por gramo suelo(kg/ha) acre)
Lombrices >5 110 – 1,700Artrópodos 1-10 6 – 170Nematodes 10 – 100 11 – 170Protozoarios>10000 22 – 220Algas >1000 11 – 550Hongos >200000 1,100 – 17,000Actinomycetes > 100 millones 440 –
5,500Bacteria 100 millones a 1 billon 440 –
5,500
Número Biomasa Organismo por gramo suelo(kg/ha) acre)
Lombrices >5 110 – 1,700Artrópodos 1-10 6 – 170Nematodes 10 – 100 11 – 170Protozoarios>10000 22 – 220Algas >1000 11 – 550Hongos >200000 1,100 – 17,000Actinomycetes > 100 millones 440 –
5,500Bacteria 100 millones a 1 billon 440 –
5,500Richard Stehouwer, 2010. Unv. Pensylvania. USA
Incremento de la intensidad de labranza disminuye la diversidad y biomasa microbiana.
Efectos de las prácticas de manejo sobre la diversidad de microorganismos
BosqueBosque
Monocultivo
Monocultivo
PastizalPastizal
RotacionesRotaciones
Diversidad disminuye
Diversidad aumenta
Richard Stehouwer, 2010. Unv. Pensylvania. USA
Which specificity in cooperation between phytostimulating rhizobacteriaand plants? Benoıˆt Drogue et al 2012
Endofitos raíz, tallo y semillas
Veronicachamaedrys
Achilleamillefolium
Rumex acetosa
Poa pratensis
Anthoxanthumodoratum
Plant driven selection of bacterial communitiesin the rhizosphere ofdifferent herbaceous plants. Six different herbaceous plants were cultivated in thesame soil and the rhizosphere bacterial communities were analyzed using theSSCP-profiling technique. Hartman et al 2008
Las plantas seleccionan los microbios que la colonizan??
Conocer Microbioma vegetalnos puede ayudar a comprenderMuchas relaciones positivas yNegativas?
De todos esto mo sonNo cultivables el 99% ???Cultivables solo 1%
Estos se emplean para Bioinsumos
Según Kloepper (1978) una bacteria PGPR es aquella altamente eficiente para aumentar el crecimiento de plantas y aumentar la tolerancia a otros m.o que causan enfermedades. Según Bashan (2005) Plant growth-promoting bacteria (PGPB) son definidas como bacterias de vida libre en el suelo, rizósfera, rizoplano y filósfera que bajo algunas condiciones son benéficas para las plantas. Según definiciones actuales PGPM para incluir a todos los MO
PGPR/PGPB/PGPM
Grupo 1: Afectan el metabolismo de las plantas por proveer sustancias que son usualmente escasas. Fijadores de N2, solubilizadores de P y hierro, productores de fitohormonas.
SOLUBILIZACIÓN DE FOSFATOS
PRODUCCIÓN DE FITOHORMONAS
FBN
BIOCONTROLAMILASAS PRODUCCIÓN DE SIDEROFOROS
Grupo 2: Referido como PGPB Biocontroladoras que indirectamente promueven el crecimiento por prevenir los efectos deletéreos de fitopatógenos. Ellos producen sustancias que matan o inhiben a otros microbios pero no a plantas.
1. AISLAMIENTO DESDE PARTES DE LA PLANTA RAICES, HOJAS, NODULOS , SEMILLA Y SUELO
Fuente Aislamiento- Colonia Pura
Es fundamental identificar el microorganismo a seleccionar al nivel de género y especie previo a los estudios de selección para su empleo como
inoculante..
TRAZABILIDAD
Daniel Grasso 2007
Las especies patógenas o cercanas no pueden ni deben ser utilizadas para estos
fines.
Se ha demostrado que determinados microorganismos utilizados como insumos
microbiológicos (inoculantes de leguminosas, promotores del crecimiento vegetal) intervienen
positivamente en procesos involucrados en producciones agropecuarias sustentables.
DEFINICIONES
INOCULANTE BACTERIANO: Formulación conteniendo una o más bacterias béneficas(cepas o especies) de uso sencillo y con soporte económico.El inoculante es el medio de transporte de la bacteria desde la fábrica a la planta. Los efectos esperados sobre el crecimiento de las plantas incluyen FBN en leguminosas, mejor absorción de nutrientes,, efectos hormonales, etc..
BIOFERTILIZANTE ó FERTILIZANTE BIOLÓGICO: Erróneamente empleado para reemplazar Inoculante Bacteriano. Se refiere a preparaciones de microorganismos que pueden ser reemplazantes de la fertilización química como por ejemplo los inoculantes para leguminosas. Sin embargo se desconocen otros efectos sobre el crecimiento de las plantas. Al usar la palabra “fertilizante” se facilita el registro para uso comercial. Este término, salvo que es apropiado debería ser abandonado.
Producto Formulado cuyo principio activo es una microorganismo vivo no patógeno de humanos, animales o plantas, ni patógenos oportunistas del hombre, que favorecen la nutrición y/o el crecimiento de las plantas. Identificable-Magnitud y frecuenciaExcluye los denominados agentes de control biológico, y productos de similar actividad que favorecen la salud de las plantas (Red BIOFAG, 2008).
¿Qué es un inoculante/Biofertilizante
Microbiano?
ENCONTRAR LA MEJOR BACTERIA Y CEPA DISPONIBLE
DESARROLLAR A PARTIR DE ESTA LA FORMULACIÓN ADECUADA A LAS CONDICIONES DE USO.
DESARROLLAR LAS CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO, TRANSPORTE, ETC
ESTABLECER LOS PATRÓN (MÍNIMOS DE CONCENTRACIÓN, ACTIVIDAD BIOLÓGICA, ETC.
ESTABLECER LAS INSTRUMENTOS DE FIZCALIZACIÓN Y DE CONTROL DE CALIDAD
DESARROLLO DE UN PROGRAMA DE INOCULACIÓN
ESPECIFICOS: Azospirillum brasilense, Pseudomonas fluorescens, Rhizobium, Bacillus,Trichoderma, Penicillium billae etc.
MULTIESPECIES: Azospirillum con Pseudomonas.Bradyrhizobium y Azospirillum , más complejosAlgas con PGPR, Paenobacillus con Azospirillum
Introducción
Agricultura extensiva en Argentina. Generalidades
Secano. Cultivos de verano (soja). Siembra directa. Alta adopción de tecnologías
(genotipos).
Frecuentes limitaciones hídricas y nutricionales (N, P, otros).
Moderadas (localizadas) reducciones por enfermedades y plagas
Microorganismos PGPR presentes en los inoculantes en el mercado nacional de uso para trigo, maíz y otros.1. Azospirillum (20 productos)2. Pseudomonas 5-7 productos3. Coinoculantes de 1+2 (3 productos)4. Coinoculantes hongos, levaduras y bacteria (1) 5. Penicillium (1) 6. Trichoderma (3)7. Bacillus (3)
Almacenamiento y transporte
Dosis y Método de uso
Formulación:Cantidad y calidad metabólica
Proceso de envasado
Vida del inoculante
Desafío obtener inoculante de Azospirillumcon sobrevida mínima de 6 meses para transformarlo en insumo real de empleo.Se evaluaron más de 10 tipos diferentes de formulados
Inoculantes en base a formulados pulverulentos vida útil media inferior a los 3 meses (turba, dolomita, etc.)
2000/1 se obtiene: Inoculante formulado líquido de alta persistencia y de vida útil media de 6 meses.
Transferido a la industria en 2001 CVT INTA-Nitragin
Sobrevivenciadelinoculante
Sobrevivenciaen el suelo
Sobrevivenciaen lasemilla
Sobrevivenciaen laraíz
Efecto Del inoculante
FORMULACION DE MICROORGANISMOS BENEFICIOSOS
ESTADO
METODO DEPREPARACION
METODO DEAPLICACION
SOLIDOPolvoGranulado
LIQUIDOOleosoAcuosoPolímero
SECADO- (Spray, Liofilizado, Aire)IMPREGNADO- Sobre sólido seco
- Cultivo- Cultivo mezclado con otro soporte liquido- Cultivo impregnado en soporte sólido y mezclado con otro soporte líquido
SEMILLAS- Preinoculación- Polvo sobre semillas a la siembraSUELO- En surco
SEMILLAS- Preinoculación- Líquido sobre semillas a la siembraSUELO- En surcoFOLIAR
JLBoiardi 2007
Pseudomonas EN ARGENTINA 1 No se dispone de colección referencial ( cepas de empresas o colecciones aisladas92. Identificación 3. Demostración de inocuidad. 4. Selección de cepas. 5. Desarrollo de formulación 6. Normativa actualizada. 7. Contralor y actitud fiscal rigurosa hacia los productos no aptos. Comentarios: En el caso de Pseudomonas a mi entender no se han cumplimentado en forma rigurosa todas las etapas y estas se han realizado en forma individual por cada una de las empresas elaboradoras de estos formulados microbianos. No contamos con una colección única, desconozco si en todos los casos se ha hecho la demostración de inocuidad y no hubo procesos de selección de cepas conjunto, existiendo hoy en el mercado distintas cepas de Pseudomonas presentes. No hay protocolos de actividad biológica estandarizados sobre los efectos propuestos de solubilización de P. No hay herramientas para incorporar como normativa y esto debilita el contralor.
Número por g/ml de inoculante – Recién
comienza
Actividad Biológica
Número en semilla
Control de calidad PGPM – Protocolos validados -
REDCAI Identificación de cepas presentes
0 2 240
1
2
3
4
5
6
Persistencia en semilla de trigo según BPCV considerado
Azospirillum
Azotobacter
Rhizobium
Paenobacillus
Bradyrhizobium
Tiempo (h)
N,u
mer
o po
r sem
illa
(log1
0)
Inoculantes y mejoramiento del crecimiento de plantas: mitigación de estrés abiótico
Inoculantes y mejoramiento del crecimiento de plantas: mitigación de estrés abiótico
Modos de acción directoso Aumentan la disponibilidad de nutrientes
por mineralización de formas orgánicas o solubilización de elementos poco disponibles.
Mejoras indirectas o Incrementan el crecimiento de raíces
por liberación de hormonas - o precursores de estas -, de moléculas señal u otros desencadenantes de cadenas de actividad de genes.
o Inducción a efectos sistémicos en las plantas mejorando su respuesta al ambiente bajo condiciones de estrés.
(Harman, 2011)Desafíos: Evaluación extensiva local (Argentina) Integración en sistemas de producción (valor de la
práctica)• Azospirillum – Pseudomonas – Penicillum• Cereales - Leguminosas
Inoculantes y mejoramiento del crecimiento de plantas: mitigación de estrés abiótico
Respuestas a la inoculación con Azospirillum brasilense
Argentina (2002/3 a 2011/12)
Trigo (550) Maíz (n=279)
Aumentos de rendimientos en más del 72 % de los casos y en promedio 6 % superiores a los controles sin su aplicación.
Díaz-Zorita et al. (2013)
Inoculantes y mejoramiento del crecimiento de plantas: mitigación de estrés abiótico
Trigo Respuestas a la inoculación con Azospirillum brasilense
(Argentina, n=297 - 2011 a 2013)
Díaz-Zorita y Fernandez Canigia (2009)
Mayores aportes en crecimiento inicial (producción de raíces y de biomasa aérea).
Respuestas significativas al aumentar la productividad de los cultivos.
Que tener en cuenta cuando se va a utilizar un inoculante
Inscripción en la SAGPyA (SENASA)Fecha de vencimiento Número de loteCondiciones de almacenamientoEspecieConcentración bacterianaDosisCondiciones para la inoculación
Tomate Eucalyptus grandis
GirasolLechuga criolla
Arándano
Arándano
SI INOCULADOS8200
8400
8600
8800
9000
9200
9400
9600
8691
9518
Promedio de ensayos Inoculación en Campo Experimental IMYZA INTA
Castelar 2007-2010
450055006500750085009500
105001150012500f(x) = 0.966937822490052 x + 674.336530090082R² = 0.719109906572025f(x) = 1.03306217750995 x − 674.336530090137R² = 0.745043121153944
Maíz con inoculantes. CastelarTres campañas
Ambiente (kg.ha)
Rin
de (
kg.h
a)
Ejemplo respuesta a la inoculación con PGPR en maíz – Proyecto Inocular
Respuesta positiva promedio de la inoculación de 816 kg/ha, equivalentes al 9% del rendimiento de los cultivos. El porcentaje de casos positivos 75% .
Sin inocular Azospirillum Azosp + A 25 Z1 + Azosp Azotobacter + Azosp
Paenibacillus + Azosp
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
37843950
41073891
4310
4577
Coinoculantes Castelar 2008-9
En trigo se calcula 200000-300000 dosis (inoculante para 100 kg de semilla de trigo) representando un 4-5% del área de siembra. AzospirillumPresiembra y siembra los más empleados. Luego Pseudomonas.
En el resto de los cultivos como maíz con impulso creciente.En el caso de arroz, Algodón, especies hortícolas, etc. los inoculantes se utilizan en forma muy puntual. Si bien se observaron muy interesantes Respuestas.En hortícolas se usan EM y TrichodermaSe promueven nuevos productos Rizoderma a base Trichoderma Limite y Guardian a base Bacillus subtilis
¿En el suelo los microbios promotores del inoculante persisten?
¿Hay estandares de calidad de los inoculantes espécificos ?
¿La coinoculación es un tecnología completa?¿Los microbios promotores en formulados inoculantes toleran condiciones ambientales
adversas?
¿La semilla de mala calidad, los fungicidas u otros curasemillas afectan?
¿El maíz y el trigo hace por la promoción o la FBN, las híbridos o variedades son iguales en
estos aspectos?
COMPONENTES DEL SISTEMA DE PROMOCION DE CRECIMIENTO IDEAL
GENOTIPO
INOCULANTE ESPECÍFICO
DE ALTA VALOR
AGREGADO
APORTE A LA PRODUCCION
PARA CONDICIONES NORMALES Y MARGINALES
GÉNERO ESPECIES RECONOCIDAS HABITAT MECANISMOS INDIRECTOS
Gluconacetobacter diazotrophicus endófito FBN, PCP
Azoarcus endófito FBN
Azorhizobium caulinodans endófito FBN, PCP, solubilizador de PAzospirillum amazonense, brasilense,
irakense,lipoferum, Rizósfera, endófito
FBN, PCP
Azotobacter armeniacus,chroococcum, vinelandii
Rizósfera, FBN, fitohormonas, solubilizador de P
Bacillus amyliloliquefaciens;subtilis Rizósfera, PCPBradyrhizobium japonicum Rizósfera
endófitoFBN
Herbaspirillum seropedicae Rizósfera, endófito
FBN, PCP
Paenobacillus polymixa Rizosfera, endófito
Solubilizador de P, PCP
Pseudomonas fluorescens; aurantiaca; putida
Rizósfera Solubilizador de P
Rhizobium leguminosarum biovar trifolii,
endófito FBN, PCP, solubilizador
Avances 2014
- Gramíneas fijadoras de N2?????- MGM Microorganismos genéticamente
modificados. EjemplosPseudomans transformadas en Argentina 1. Máxima FBN2. Multifunción Producción de fitohormonas y
solubilización de fosfatos.
3. Cauba MINAGRI Dirección de Biotecnología4. Congreso PGPR Cordoba 2014 Septiembre
Prospectivas:
- En un contexto de necesidad de aumentar la productividad con altos costos de fertilización química el empleo de microorganismos promotores del crecimiento vegetal adquiere relevancia y tiene amplias posibilidades de insertarse en el sistema de producción actual y futuro. Para que su empleo tenga credibilidad en el sector productivo no deberían acelerarse los tiempos de desarrollo y de evaluación de los inoculantes elaborados con bacterias solas o combinadas.
Muchas gracias!!!!!!!