Download uso eficiente de microorganismos benéficos en agricultura

USO EFICIENTE DE
MICROORGANISMOS BENÉFICOS EN
AGRICULTURA
M.C. Armenia Velázquez
Especialista en Microbiología
[email protected]
AGRICULTURA
AVANCES TECNOLÓGICOS
• Controlar factores ambientales
• Reducir incidencia de
enfermedades
• Incrementar productividad por
unidad de área
• Reducir el consumo de agua
• Optimizar la nutrición del cultivo
• Incrementar rentabilidad y
producción
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AGRICULTURA
SIN EMBARGO
Cada vez es más
difícil producir
3
LÍMITES AMBIENTALES
Hemos rebasado 4 de los 9 límites para la
vida en la tierra
Cambio climático
Pérdida de biodiversidad
Cambio en el uso de la tierra
Altos niveles de nitrógeno y oxígeno
Acidificación de los océanos
Consumo de agua dulce
Emisión de aerosoles tóxicos
Agotamiento del ozono estratosférico
Johan Rockström, The independent. 2015
4
CRISIS DEL FÓSFORO
LÍMITES PARA LA VIDA
Del fósforo que
incorporamos al cultivo,
sólo se aprovecha un 1525% y cerca del 80% se
inmoviliza o se lixivia
Para el 2030 habremos agotado
las reservas minerales de
fósforo
Cordell, Drangert and White, 2009.
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LÍMITES PARA LA VIDA
BIODIVERSIDAD MICROBIANA
La misma problemática
¿Por qué?
Diversos tipos de suelo
Diferentes tipos de climas
Gran variedad de cultivos y
manejo
¿Qué papel juega la
biodiversidad?
6
ORIGEN DE LA PROBLEMÁTICA DEL SUELO
Biología
Manejo
Riego
Estructura
MICROORGANISMOS Y ENFERMEDADES
Benéficos
Microbios del
suelo
Patógenos
Characteristics of a Healthy Soil Foodweb, per Gram
of Soil:
600 million bacterial individuals; 15,000 to 20,000 bacterial species
150 to 300 meters of fungal biomass; 5,000 to 10,000 fungal species
10,000 protozoa
20–30 beneficial nematodes: bacterial-feeding, fungal-feeding, predatory
200,000 arthropods per square meter
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¿QUÉ ES UN AGROECOSISTEMA?
GRUPO FUNCIONAL
CARACTERÍSTICAS
Bacterias aeróbicas
10’000,000 - 1,000’000,000 UFC/g
Reciclan nutrientes para que la planta disponga con más facilidad de ellos, además de
prevenir enfermedades de la raíz
Bacterias anaeróbicas
Proporción de aeróbicos-anaeróbicos debe ser 10:1
Son importantes para reciclar ciertos nutrientes, pero cuando exceden este rango pueden ser
perjudiciales para los cultivos
Hongos y levaduras
100,000 – 1’000,000 UFC/g
Descomponen nutrientes, forman agregados en el suelo y previenen algunas enfermedades
de las plantas
Actinomicetos
500,000 – 5’000,000 UFC/g
Descomponen celulosa y quitina, además de reciclar otros nutrientes. Mejoran la estructura
del suelo, ayudan a prevenir enfermedades de las plantas
Pseudomonas
1,000 – 1’000,000 UFC/g
Protegen a la planta, estimulan el desarrollo vegetal
Bacterias fijadoras de N
1’000,000 UFC/g
Proliferan cuando las cantidades de N en el suelo disminuyen
Hongos y bacterias
solubilizadores de P y K
1,000 – 1’000,000 UFC/g
Solubilizan fosforo y potasio inmovilizado en el suelo, haciéndolo disponible para la planta
¿QUÉ PASA CON LA DIVERSIDAD DEL SUELO?
Los CULTIVOS AGRÍCOLAS en la actualidad:
MONOCULTIVOS de ESPECIES INTRODUCIDAS
BIODIVERSIDAD en los suelos agrícolas es BAJA
Suelos
empobrecidos
Plantas más
susceptibles a
enfermedades
y deficiencias
Más fertilizantes y
plaguicidas añadidos
11
12
Soluciones
1. Productos a base de
microorganismos específicos
2. Compostas o enmiendas
sólidas a base de estiércoles y
materiales diversos
3. Biopreparados líquidos
4. Entre otros
Soluciones
Soluciones
Composta Aeróbica
Bacterias
Composta Anaeróbica
Pocas bacterias
Hifas de Hongos
Protozoarios
Deficiencia de hongos
Buena diversidad
Olores desagradables y materia
Olor a suelo de bosque
orgánica en descomposición
Soluciones
“La microbiología de las
compostas ayuda a los
productores a comprender su
rol como inoculante del suelo
y protector de plantas”.
Experiencias negativas con
composta debidas a compostas
inmaduras que inhiben la
germinación de semillas y causan
rápida pérdida de nitrógeno, daño
en raíces e incluso muerte de las
plantas.
ÍNDICES DE DIVERSIDAD
Actualmente los microbiólogos conocemos menos
del 1% de la microflora del suelo
Más del 99% de los microorganismos aún son
desconocidos
Una gran proporción no es cultivable
Los métodos moleculares han permitido conocer
un poco más
ÍNDICES DE DIVERSIDAD
¿Y LA DIVERSIDAD DE LOS
AGROECOSISTEMAS?
Cuantificar la diversidad de ecosistemas
Se cuantifican especies o grupos de especies
Se monitorean especies en peligro de extinción
ÍNDICES DE DIVERSIDAD
MÉTODOS MOLECULARES
Gran cantidad de especies
no cultivables
BIODIVERSIDAD
PARAMETRO
MESÓFILOS
AEROBIOS
FIJADORAS DE
NITROGENO
FIJADORAS DE
NITROGENO (AC.
MÁLICO)
SOLUBILIZADORES
DE FOSFORO
SOLUBILIZADORES
DE POTASIO
PSEUDOMONAS
HONGOS
MM21
MI84
6’000,000 1’000,000
500,000 1’200,000
MI81
M4
M5
M6
1’800,000 31’000,000 48’000,000 45’000,000
M7
4’200,000
1’000,000 35’000,000 35’000,000 20’000,000 106’000,000
RANGO
1’000,000 –
100’000,000
100,000 - 10'000,000
2’200,000 9’000,000
900,000
4’000,000
400,000
3’000,000
2’600,000
100,000 – 1’000,000
400,000 1’500,000
300,000
360,000
600,000
12,000
200,000
10,000 - 100,000
1’000,000 3’000,000
100,000
170,000
60,000
10,000
170,000
10,000 - 100,000
52’000,000 1’000,000 38’000,000
210,000
1,000
1,000
960,000
20,000
5’600,000
600,000
650,000
1,000
380,000
1’300,000
100,000 – 10’000,000
1,000 – 1’000,000
BIODIVERSIDAD
ESTIMACIÓN
Se realiza el conteo de UFC
(unidades formadoras de colonias)
de cada grupo funcional y se
estima el índice de diversidad
ÍNDICES DE DIVERSIDAD
La diversidad disminuye en las
capas más profundas de suelo
Es evidente el efecto de los
tratamientos en la biodiversidad
ÍNDICES DE DIVERSIDAD
Métodos cualitativos
Las poblaciones microbianas
fluctúan durante el ciclo de
cultivo
Los microorganismos nacen,
crecen, se reproducen y mueren
Cumplen su función
BIOFERTILIZANTE
Producto a base de microorganismos o sus subproductos, que se emplea en la
agricultura con el fin de incrementar los procesos fisiológicos que influyen en el
rendimiento de los cultivos y garantizan una productividad biológica, económica y
ecológicamente exitosa, sin contaminación del ambiente.
Lo que NO es un biofertilizante:
Líquidos o fluidos biológicos como
sangre, suero de leche, o cualquier
sustancia orgánica sin previo tratamiento
o fermentación.
Aguirre-Medina y colaboradores, 2009. Los biofertilizantes microbianos: alternativa para la
agricultura en México. INIFAP, Folleto Técnico No. 5, Tuxtla Chico, Chiapas.
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MICROORGANISMOS Y NUTRICIÓN
POTASIO
Bacterias del tipo Pseudomonas sp y
Bacillus sp, entre otras.
Medio mínimo de sales y carbono
(Agar Pikovskaya Modificado - PKM).
Fosfato de potasio dibásico.
Indicador, púrpura de Bromocresol
POTASIO – Trichoderma, SK
Trichoderma harzianum es un hongo benéfico con extraordinaria capacidad
para solubilizar potasio.
FÓSFORO
El fósforo es esencial para el crecimiento de las plantas.
La posibilidad de que éstas lo tomen del suelo se reduce por la
precipitación e inmovilización en el suelo.
Diversas bacterias, hongos y actinomicetos
son capaces de solubilizar P inutilizable.
Estos microorganismos se encuentran en
bajas poblaciones en el suelo y
particularmente en la rizosfera.
Se debe favorecer su bioaumentación en el
suelo para mejorar la nutrición.
FÓSFORO
Tabla 15.19
Crecimiento, toma de fósforo y longitud de raíz micorrizada en plántulas de
Eucalyptus diversicolor inoculadas con Laccaria laccata a
Tratamiento EC Peso seco Contenido de P
Toma de P
Longitud raíz
-1
-1
(mg P kg
M
(g. por
(mg. por
(mg g raíz
ECM
suelo)
+/planta)
planta)
fina)
(m. por planta)
0
8
16
32
a
+
+
+
+
0.09
0.16
0.32
2.22
2.46
3.46
8.58
8.69
En base a Bougher et al. (1990).
0.02
0.07
1.73
2.41
2.03
4.26
10.56
11.57
0.38
0.74
0.58
2.17
1.42
2.14
3.75
3.59
0.25
4.10
4.71
0.90
FÓSFORO
Paecilomyces lilacinus es un
hongo nematófago con capacidad de solubilizar
fósforo
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NUTRICIÓN + MICROBIOS
2014 - 2015
NUTRICIÓN + MICROBIOS
Tratamientos:
T1 – 100% Fertilización + Microbios
T2 – 75% Fertilización + Microbios
T3 – 50% Fertilización + microbios
T4 – Solo microbios
T5 – Solo fertilizante
NUTRICIÓN + MICROBIOS
Control Biológico y Bionutrición
MECANISMOS DE ACCIÓN
MECANISMOS DE ACCIÓN
Antagonismo
Antibiosis
Competencia
BIOFUNGICIDAS
Correa y colaboradores, 2007. Cepas de Trichoderma
sp para el control biológico de Sclerotium rolfsii
Enfrentamientos directos
DESAROLLO DE UN LABORATORIO
ESPECIALIZADO EN BIOTECNLÓGIA APLICADA
PARA LA INVESTIGACIÓN EN
BIOPLAGUICIDAS,PREVENCIÓN Y CONTROL DE
ENFERMEDADES AGRICOLAS EN EL SURESTE
DE MÉXICO
Dr. Eduardo R. Garrido Ramírez
Investigador programa de Sanidad
Forestal y Agrícola
Campo Experimental Centro de Chiapas
[email protected]
Diciembre del 2013
ROYA DEL CAFÉ , Control Biológico
Aislamiento de bacterias a
partir de hojas de café con
roya o sin roya
Purificación de bacterias
Conservación en glicerol
Evaluación para determinar
su potencial como agentes
de biocontrol
Identificacion de cepas
seleccionadas
ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS
IN VITRO
Trichoderma harzianum 1 x 109 UFC/Kg
Bacillus subtilis 1 x 108 UFC/Kg
Bacillus subtilis vs Colletotrichum
gloeosporoides
EN CAMPO
Testigo
Control de
Phytophthora en el
cultivo de manzano,
Chihuahua, México,
2015.
Trichoderma harzianum vs
Colletotrichum gloeosporoides
RESULTADOS
ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS
Prueba de efectividad biológica LILASOL, tomate en macetas
NEMATICIDA BIOLÓGICO formulado a base del
hongo Paecilomyces lilacinus y las bacterias
Bacillus thuringiensis y Bacillus popilliae para un
control efectivo de gran variedad de nematodos
fitopatogenos y larvas de insectos plaga.
Paecilomyces lilacinus parasitando huevecillos y juveniles de
Meloidogyne incognita en laboratorio
% SEVERIDAD
%
EFECTIVIDAD
BIOLÓGICA
LILASOL
30
67
Testigo Inoculado
95
0
TRATAMIENTO
Testigo
ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS
Insecticida biológico en polvo formulado a base de
Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae y Bacillus
thuringiensis para un control más efectivo de diversos
insectos plaga en semillas, suelo y follaje de todo tipo de
cultivos agrícolas.
TESTIGO
Control de Panonychus ulmi y Tetranychus urticae (ácaros rojos)
Cultivo de manzano, Cd. Cuauhtémoc, Chihuahua, 2014
Control de gallina ciega (Pollyphaga sp) en vivero y plantaciones adultas de
café con Metaveria
Gracias por su atención
¿Preguntas?
M.C. Armenia Velázquez
Especialista en Microbiología
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