c) Fijacion simbiotica de N2 atmosferico 2 (2)-0043-0012 ..._Fijacion_s... · 3.condiciones del...

Fijación simbiótica de N2

atmosférico.

15/09/2011Universidad de la Empresa - Facultad de Ciencias Agrarias

1

MICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIAAPLICADAAPLICADAAPLICADAAPLICADAAPLICADAAPLICADAAPLICADAAPLICADA

Ing. Agr. Alfredo O. SilvaIng. Agr. Alfredo O. Silva--RodríguezRodríguez

Introducción

Los seres vivos (plantas) (gran proporción de nitrógeno)

NO3– NH4

+ (proteínas)

descomposición (mineralización)

NO3–

15/09/2011Uiversidad de la Empresa Facultad de

Ciencias Agrarias2

Introducción

Los seres vivos (gran proporción de nitrógeno)

NO3– NH4

+

descomposición (mineralización)

NO3–

el amonio y el nitrato escorrentía y la infiltración

extremadamente solubles tiende a llevarlas al mar


Ciencias Agrarias3

Los océanosocéanos nitrógeno

los continentes continentes nitrógeno


Ciencias Agrarias4

Introducción

Los océanosocéanos nitrógeno

los continentes continentes nitrógeno

NH4 +

A) Fijación de nitrógeno A) Fijación de nitrógeno N2 NO3–

B) Desnitrificación NH4 + N2


Ciencias Agrarias5

Introducción

(78 %)

reducción

anaerobiosis

Fijación simbiótica de N2 atmosférico.

•• MétodoMétodo biológicobiológico de fijaciónfijación deldel NN22

atmosféricoatmosférico

•• bacteriasbacterias del género RhizobiumRhizobium,,

capaces de realizar un proceso de

simbiosissimbiosis, entre:

•• bacteriasbacterias y plantas de la familia Fabaceae

15/09/2011 6Uiversidad de la Empresa Facultad de

Ciencias Agrarias

Flia: RhizobiaceaRhizobiacea

Géneros:

1)Rhizobium, 2) Bradyrhizobuim y 3)Azorhizobium

�En la mayoría de sistemas agrícolas, la fijaciónbiológica del N2 (fuentefuentefuentefuentefuentefuentefuentefuente primariaprimariaprimariaprimariaprimariaprimariaprimariaprimaria dededededededede NNNNNNNN22222222))))))))puede representar hasta el 80%.


Ciencias Agrarias


Leguminosa Bacteria

Soja Bradyrhizobium japonicum y Sinorhizobium fredii

Guisante Rhizobium leguminosarum bv. viciae

AlubiaRhizobium leguminosarum bv. phaseoli, R. etli y R.

tropici

Trébol Rhizobium leguminosarum bv. trifolii

Alfalfa Sinorhizobium meliloti


Ciencias Agrarias8

• Se estima que esta puede oscilar entre:

1100-250 kg. N .ha-1 .año (FAO, 1995),dependiendo:

1. del nivel de fijación de la especie,

2. del cultivo,

3. condiciones del medio: suplemento de agua, inoculación, condiciones físicas del suelo y

químicas.


Ciencias Agrarias


• Las especies del género Rhizobiumcrecen mejor sobre mediosmedios complejoscomplejos a25 a 30 oC, utilizando:

1. glucosa,

2. galactosa,

3. fructosa,

4. tiamina y

5. pentatenato de calcio.

6. Cationes: Fe, Mo, Ca, Mg, Zn


Ciencias Agrarias

Fijación simbiótica de N2 atmosférico.Características de Rhizobium sp.

Alfalfa cultivada con o sinmolibdenomolibdeno (Mo)(Mo), unelemento esencial para lafijación de N (nitrogenasa) laenzima que cataliza la fijaciónde nitrógeno

Cuando faltafalta molibdenomolibdeno(Mo)(Mo) se forman másmásnódulosnódulos, pero son menosmenoseficienteseficientes..


Ciencias Agrarias11

No Mo

• Soja cultivadas con o sin cobaltocobalto, un elemento esencial para la fijación de N debido a los requisitos del simbionte microbiano

• ( Bradyrhizobium japonicum).


Ciencias Agrarias12

• La escasez de CaCa yy MgMg conduce a pérdidasmarcadas de viabilidadviabilidad dede loslos RhizobiosRhizobios..

• La deficiencia de cinc (ZnZn) tiene un efecto adverso sobre la nodulaciónnodulación


Ciencias Agrarias


• La asociación bacteriaasociación bacteria--planta planta induce en la planta el desarrollo de un nuevo órgano:desarrollo de un nuevo órgano:

�� el nóduloel nódulo. .

• Dentro de este sese crea el ambientecrea el ambiente necesario para la fijación de N2 atmosférico por la bacteria, que hace:

��a la planta a la planta independiente del nitrógeno independiente del nitrógeno del suelodel suelo. .


Ciencias Agrarias


• Según Aranda et al. (2000 b), lala selecciónselección dede

cepascepas bacterianasbacterianas con efecto aditivo seencuentra entre las tendencias actuales de labiotecnología agrícola.


Ciencias Agrarias

Fijación simbiótica de NFijación simbiótica de N22 atmosférico.atmosférico.Características de Características de RhizobiumRhizobium sp.sp.

Factores que afectan la nodulación y

la fijación de N2 en las leguminosas.

•• EnEn loslos nódulosnódulos radicalesradicales de diversasleguminosas, se pueden detectar cuatro tipos dehormonas vegetales (fitohormonas):

•• auxinas,auxinas,•• citoquininascitoquininas,,•• giberelinasgiberelinas yy•• ácidoácido abscísicoabscísico• todas en > concentraciónconcentración que en las raíces

vecinas.


Ciencias Agrarias

Factores que afectan la nodulación y

la fijación de N2 en las leguminosas.

• El funcionamiento de la plantaplanta hospedadorahospedadora yy lalabacteriabacteria puede describirse como unintercambiointercambio de::::::::

•• carbonocarbono,,,,,,,, suministrado por la planta y el

•• nitrógenonitrógeno, suministrado por los bacteriodes formadosen el tejido nodular.


Ciencias Agrarias

�Así el usouso dede inoculantesinoculantes a base de Rhizobium:

• reducen la aplicación de fertilizantes químicos,

• incrementan el contenido de N en el cultivo

• incrementan su peso seco y rendimiento

bajabaja susu costocosto dede producciónproducción y la contaminacióncontaminación

dede mantosmantos acuíferosacuíferos y suelossuelos,

• vital para una agriculturaagricultura sustentablesustentable.


Ciencias Agrarias

Inoculación de leguminosas con Rhizobium

Resumen

Fijación biológica del nitrógeno

• La FBNFBN es un proceso exclusivo de algunosprocariotes (baterias)

•• NN22 amoniacoamoniaco proteínasproteínas

enzima nitrogenasa


Ciencias Agrarias

Proceso de Fijación del Nitrógeno atmosférico

N2 NH3+ NO3

-

(NH4+)


Ciencias Agrarias20

amonificación nitrificación

reducción oxidación

Proceso de Fijación del Nitrógeno atmosférico

N2 NH3+ NO3

-

(NH4+)

NH3+ NO2

- NO3-


Ciencias Agrarias21

amonificación nitrificación

reducción oxidación

nitrito nitrato

nitritación nitratación

Bacterias:

a. Nitrosomonas

b. Nitrosococcus

Bacterias:

a. Nitrobacter

��LaLa asociaciónasociación sese iniciainicia concon elel procesoproceso dedeinfeccióninfección

1. Las bacterias son estimuladas por los exudadosexudados radicalesradicales

2.2. induceinduce unun alargamiento yy curvado de los pelospelos radicalesradicales

3. Se forma una estructura tubular

4. Esto se desarrolla en el punto de adhesión a la bacteria y

forma un canalcanal enen elel interiorinterior deldel pelopelo y Rhizobium es

conducido a través del cordón hasta la base del pelo

15/09/2011 22

A. El cordóncordón dede infeccióninfección atraviesa la pared de la célulacortical,

B. se establece el Rhizobium;

C. se engloba por la membrana plasmática del hospedero,lo que resulta en la formaciónformación deldel nódulonódulo.


Ciencias Agrarias

Dinámica de formación de un nódulo en la raíz en una

leguminosa causado por Rhizobium.

Dinámica de formación de un nódulo en la raíz en una Dinámica de formación de un nódulo en la raíz en una

leguminosa causado por leguminosa causado por RhizobiumRhizobium..


Ciencias Agrarias

Rhizobium libre

Rhizobium atraido

por el pelo radical

Inicio de la infección

Invación células de

raíz

Resultado se da la hipertrofiaradical y aparece el nódulo.

Rhizobios sin pared

(bacteroide ) en las células corticales fija N2

El nódulo con

leghemoglobina Fija

N2

• A pesar de que RhizobiumRhizobium eses unun habitantehabitante común enlos suelossuelos agrícolasagrícolas,

• frecuentemente susu poblaciónpoblación eses insuficienteinsuficiente parauna relación benéfica con la leguminosa o


Ciencias Agrarias

• Cuando los rhizobiosrhizobios nativosnativos NO fijancantidades suficientes de N2 para lasleguminosas,

• es necesario inocular la semilla a la siembra yasegurar la fijación biológica del N2.


Ciencias Agrarias26

InoculaciónInoculación

• Para mejorar el rendimiento de soya y otras

leguminosas, ha sido necesarionecesario seleccionarseleccionar

RhizobiosRhizobios nativosnativos altamentealtamente infectivoinfectivo yy

efectivoefectivo y


Ciencias Agrarias

Inoculación

Pasturas de alfalfa:

importancia de una adecuada inoculación


Ciencias Agrarias

Inoculación de Alfalfa

• A través de la simbiosis rizobio -leguminosadisminuye el consumo de N del suelo

• manteniendo la fertilidad del mismo.


Ciencias Agrarias

ALFALFA

• Esta leguminosa, Medicago sativa, es unaespecie de gran plasticidad

• que puede prosperar en regiones semiáridas,subhúmedas y húmedas.



Ciencias Agrarias

ALFALFA

• Requiere de suelossuelos bienbien aireadosaireados yyprofundosprofundos

• está morfológicamorfológica yy fisiológicamentefisiológicamenteadaptadaadaptada para resistirresistir deficienciasdeficienciashídricashídricas prolongadas

• además está dotada de una raíz que lepermite penetrarpenetrar enen profundidadprofundidad enen elelperfilperfil deldel suelosuelo..



Ciencias Agrarias

Planta de Alfalfa


Ciencias Agrarias

• La alfalfa puede producir entre 8 y 22 Ton. ha-1 año-1

de M.S. dependiendo de la disponibilidad hídrica delaño.

• Esto implica para contenidoscontenidos medios de

proteínaproteína del 2020%%,, un consumo cercano a los

500500 kgkg..haha--11..añoaño--11 dede nitrógenonitrógeno,

�Cuando se utiliza como forrajeforraje dede cortecorte,este N es posibles de ser exportados delárea de producción.



Ciencias Agrarias

• Estos altosaltos requerimientosrequerimientos pueden

provocar una pérdidapérdida rápidarápida yy constanteconstante

dede lala fertilidadfertilidad nitrogenadanitrogenada deldel suelosuelo..



Ciencias Agrarias

• De nono disponerdisponer de nitrógeno por FBNFBN, elel

cultivocultivo lolo extraeráextraerá deldel suelosuelo, agotandoagotando sussusreservasreservas

• y si éstas reservas no están disponibles, elcultivo resentiráresentirá la producción

– de materia seca (MS ) y

– proteína bruta (PB).



Ciencias Agrarias

RIZOBIOS

• Los rizobios son bacterias

Gram negativas

(Sinorhizobium meliloti)

• habitantes comunes del

suelo.

• Sin embargo no todos los

rizobios pueden formar

nódulos y/o fijar nitrógeno

con todas las leguminosas.

15/09/201136

• Las cepas más eficientes sonaquellas que tienen mayorcantidad de nódulos medianosy grandes, arracimados y/opalmados siendo rojos en suinterior,

• ubicados en raízraíz primariaprimaria ytienen rápidarápida y prolongadaprolongada fijaciónfijación.

• mayor producción de materia seca yde N total.

INOCULACION


Ciencias Agrarias

• Los rizobiosrizobios menosmenos eficienteseficientes tienen:

• nódulos más pequeños,

• ubicados en raíces secundarias y

• tienden a paralizar la FBN en etapas más tempranaspresentando en esos casos nódulos de coloracióncoloración verdeverde..

INOCULACION

15/09/2011 38Uiversidad de la Empresa Facultad de Ciencias Agrarias

• Los rizobiosrizobios menosmenos eficienteseficientes tienen:

• nódulos más pequeños,

• ubicados en raíces secundarias y

• tienden a paralizar la FBN en etapas más tempranaspresentando en esos casos nódulos de coloracióncoloración verdeverde..

• Los biotiposbiotipos ineficientesineficientes tienen:

• nódulos pequeños,

• Alargados

• interior blancosblancos.

• Estos no realizan la FBN y son consideradas cepasparásitas.

INOCULACION

15/09/2011 39Uiversidad de la Empresa Facultad de Ciencias Agrarias

• En el laboratorio se cultivan cepas deseadas,en fermentadores, a fin de incrementar sunúmero.

• Con este “caldo” se procede a la obtención dediferentes tipos de formulados.

• Estos productos inoculantes en el caso dealfalfa pueden presentarse como polvo.

• Como soportesoporte:: turba, dolomita o arcilla,

INOCULACION


Ciencias Agrarias

Tipo de inoculantes

cultivoLíquidos sobre

semilla

Líquidos

para surco

Polvos

sobre semilla

Soja Nitragin CellTech S Nitragin CellTech SNitragin S, Soy

Select

Arveja / Vicia /

LentejaNitragin CellTech C Nitragin C

Maní Nitragin CellTech P

Alfalfa, MelilotusNitragin A, Cover

Tech

Tréboles Rojo y

BlancoNitragin B


Ciencias Agrarias41

• Sin importar la presentación, unun buenbuenproductoproducto inoculanteinoculante para alfalfa debe proveerabundanteabundante númeronúmero dede rizobiosrizobios porpor gramogramo dedeproductoproducto.

• La exigencia es de 1x109 rizobios por g deproducto a la elaboración y

• de 1x108 rizobios por g de producto alvencimiento de 66 mesesmeses.

INOCULACION


Ciencias Agrarias

• Al inocular debe incorporar una importante cantidad de rizobios por semilla.

• Por ejemplo para alfalfa son requeridos para una excelente nodulación

�más de 1.000 1.000 rizobiosrizobios por semillapor semilla..

INOCULACION


Ciencias Agrarias

• El método empleado para agregar elinoculante debe permitir que todastodas laslassemillassemillas seansean inoculadasinoculadas

• Así al menos un 8080 %% dede laslas plantasplantas nacidasnacidas

serán noduladas con 3 o más nódulos sobre laparte superior de las raíces,

�luego de 25 días de nacidas.

INOCULACION


Ciencias Agrarias

• Por supuesto estos productosproductos debendeben estarestar

registradosregistrados, indicando:

1. número de lote,

2. fecha de elaboración y

3. fecha de vencimiento.

INOCULACION


Ciencias Agrarias

• Es fundamental leerleer y respetar laslas

condicionescondiciones dede usouso descriptas en el productoinoculante adquirido.

• Se debe lograr que todastodas laslas semillassemillas quedenqueden

cubiertascubiertas concon elel inoculanteinoculante, a fin de que cadauna de ellas disponga del número de rizobiosadecuado.

INOCULACION


Ciencias Agrarias

3 maneras de incorporar los 3 maneras de incorporar los rizobiosrizobios::

1) Inoculación convencional1) Inoculación convencional

• impregnación de la semilla con el inoculanteinoculante,según lo indicado por el fabricante.

•• métodométodo húmedohúmedo o enen pasta,pasta, el más recomendable,

• previamente se preparaprepara unauna pastapasta mezclandomezclando elel

inoculanteinoculante concon aguaagua azucaradaazucarada alal 1010%% (tibiatibia) o conel agregado de adhesivo provisto por el fabricante.


Ciencias Agrarias

Inoculación convencional

• Esto debe realizarse:

•• evitandoevitando la exposición directa de luz (a la sombra) y el contacto con fertilizantes ácidos como superfosfato triple

• aplicando productos curasemillas compatibles con los rizobios (por ejemplo thiram y no captan)


Ciencias Agrarias

�Este sistema no asegura una altasupervivencia de los rizobios por la tanto lalasemillasemilla debe ser sembradasembradainmediatamenteinmediatamente aa lala aplicaciónaplicación..

• Tampoco protege a las rizobios en suelosácidos, que son muy sensible a la acidez.



Ciencias Agrarias


Ciencias Agrarias50

Peletización

• Permite extender elel períodoperíodo dedesupervivenciasupervivencia dede loslos rizobiosrizobios sobresobre lalasemillasemilla y

• adecua la semilla al medio ambiente que larodea, lograndologrando unauna mejormejor implantaciónimplantacióndede lala praderapradera..


Ciencias Agrarias

• Ventajas

• mayor protecciónprotección enen suelossuelos ácidosácidos y

•• deficienciadeficiencia hídricahídrica en el momento de la

siembrasiembra,

• evita la germinación hasta que los niveles de

humedad no se eleven a valores cercanos a

capacidadcapacidad dede campocampo.15/09/2011

52

Adhesivos:Adhesivos:

• goma arábiga,

• derivados de carboximetilcelulosa, etc. que

preparados no dañen al rizobio,

•• no debe diluirse no debe diluirse con agua clorada y

• con el pH ajustado entre 6,5 a 7,5.

Peletización

15/09/201153

• como polvo de recubrimiento, el carbonato de carbonato de calciocalcio extra liviano y precipitado es recomendable.

• 1º se agrega la mezcla del inoculante con el adhesivo sobre la semilla y

• 2º se agrega polvo de recubrimiento tratando de no superar en ningún caso el 30% del peso de la semilla

• (no más de 300 g de polvo por kg de semilla).

Peletización


Ciencias Agrarias

• En caso del curasemilla se puede agregar en

una nueva capa separándolo del inoculante.

• Estas operaciones pueden hacerse en

mezcladorasmezcladoras dede cementocemento



Ciencias Agrarias

•• Entre las fallas más comunesEntre las fallas más comunes se encuentra:

• Exceso de polvo de recubrimiento,

• adhesivomal preparado,

• excesiva pildorización que atenta incluso con la

germinación de la semilla, dado que esta última

necesita respirar.

•• Una buena Una buena peletizaciónpeletización puede almacenarse desde

poco días hasta un mes según calidad final del

pellet y el polvo usado.


15/09/201156

Preinoculación y peletización

• Existen semillas inoculadas y peletizadaspreviamente por procesos industriales.

• Las semillas de alfalfa tratadas por este métodotienen una sobrevida de los rizobios prolongadaque supera largamente los 6 meses.

• Esto facilita los tiempos del productor.

• Las exigencias de calidad son más altas quelas mencionadas anteriormente.


Ciencias Agrarias

Controles previos:

• Se realizan controles sobre el estado generalde la semilla, analizando:

• su poder germinativo (PG),

• viabilidad de la semilla,

• la presencia de malezas, etc.


Ciencias Agrarias

• Los suelos fértiles con moderada o altadisponibilidad de formas inorgánicas de N en elmomento de la siembra

• y/o importantes tasas de mineralización duranteel ciclo del cultivo

• afectan al establecimiento de la simbiosis yaque

• retardan el inicio de la nodulación y/o inhiben

el funcionamiento del sistema fijador

Limitaciones de la simbiosisLimitaciones de la simbiosis


Ciencias Agrarias

• Altas concentraciones de nitratos inhiben:

•• elel procesoproceso dede infección,infección,•• elel desarrollodesarrollo dede loslos nódulosnódulos yy•• lala actividadactividad nitrogenasanitrogenasa..

• Hay evidencia de que cuando la relación C/N esbaja retrasa la FBN.

Limitaciones de la simbiosis


Ciencias Agrarias

��ParaPara lala plantaplanta, “es más económico”

tomar N del suelo y/o del fertilizante

que de la FBN.


Ciencias Agrarias61


•• LaLa simbiosissimbiosis eses sensiblesensible a condiciones deanegamientoanegamiento, con sólo 2-3 días deinundación se puede provocar una altaaltamortandadmortandad dede nódulosnódulos.

• La compactacióncompactación es una de las limitacioneslimitacionesmásmás frecuentesfrecuentes para el cultivo de alfalfa pormenormenor cantidadcantidad yy menormenor tamañotamaño dede nódulosnódulos.



Ciencias Agrarias

• En suelossuelos ácidosácidos, se ha observado bajabajarespuestarespuesta aa lala inoculacióninoculación debido a:

• limitada sobrevivenciasobrevivencia dede Sinorhizobium ..meliloti y

•• restriccionesrestricciones parapara lala asociaciónasociación simbióticasimbióticarizobio-alfalfa.



Ciencias Agrarias

• Los efectos del estrésestrés hídricohídrico son directossobre la nodulación y la FBN:

• Las siembras en condiciones secasprovocan la mortandadmortandad dede bacteriasbacterias



Ciencias Agrarias

• La faltafalta dede aguaagua en:

A.A.etapasetapas tempranastempranas retrasaretrasa la apariciónde los nódulosnódulos y

B.B. enen etapasetapas reproductivasreproductivas limitalimita lalaFBNFBN, < rendimientos por < aporte de N parala formación de granos.



Ciencias Agrarias

• Con temperaturastemperaturas bajasbajas se retrasa elproceso de infeccióninfección y la nodulaciónnodulación.

• Por lo contrario no todas las cepas de rizobiostoleran temperaturas superiores a los40ºC.

• La salinidad y la falta de aireación en elsuelo también influyen en forma negativasobre la simbiosis.



Ciencias Agrarias

Competencia

• Las cepas introducidas por los inoculantespermanecenpermanecen enen elel suelosuelo despuésdespués deldel cultivocultivo.

• La repetida inoculación permite elestablecimientoestablecimiento dede poblacionespoblaciones dederizobiosrizobios enen loslos suelossuelos, “naturalizadasnaturalizadas”provenientes de las cepas inoculantes.

• Estas poblaciones varían entre 10 a más de 100.000 por g de suelo.


Ciencias Agrarias

•• EnEn algunasalgunas dede esasesas poblacionespoblaciones se harealizado un procesoproceso dede derivaciónderivacióngenéticagenética,,

• de tal manera que la cepacepa originaloriginalintroducida con alta eficiencia simbiótica, setransforman enen nuevasnuevas subcepassubcepas con unvariado grado de eficiencia.

Competencia


Ciencias Agrarias

• Las cepascepas deldel inoculanteinoculante compitencompitencontra los presentespresentes enen elel suelosuelo por laformación de los nódulos.

• Como consecuencia, se obtienen menosbeneficios con la inoculación ya qué lascepascepas deldel suelosuelo ocupanocupan lala mayormayorproporciónproporción dede loslos nódulosnódulos..

Competencia


Ciencias Agrarias

Efectos sobre los rendimientos

El tipo de respuesta es dependiente de los antecedentes previosEl tipo de respuesta es dependiente de los antecedentes previos:

• antecedentes del cultivo de alfalfa

• del tipo de suelo, nivel de compactación, fertilidad,

• magnitud y calidad de las poblaciones de rizobios

capaces de nodular alfalfa y nivel de acidez.

• En suelos nuevos para alfalfa los efectos son

evidentes y con incrementos de rendimiento de MS y

PB que van desde el 20 al 200%.


Ciencias Agrarias

GRACIAS!


Ciencias Agrarias

Fijación de nitrógeno por nono--leguminosasleguminosas

• La mayoría de los vegetales fijadores de nitrógeno son de las leguminosas: familia (Fabaceae),

• hay pocas plantas no leguminosas que pueden fijar nitrógeno.

• Hay géneros y familias de arbustos leñosos


Ciencias Agrarias72

• Estas plantas forman asociaciones conbacterias del género Frankia, y sonllamadas plantasplantas actinoricicasactinoricicas.

• La habilidad de fijar nitrógeno no estáuniversalmente presente en esas familias.

• Por ej., de 122 géneros en las Rosaceae, solo 4géneros fijan nitrógeno.


Ciencias Agrarias73

Fijación de nitrógeno por no-leguminosas

Familias Géneros

Betulaceae Alnus

CasuarinaceaeAllocasuarina, Casuarina,

Gymnostoma

Coriariaceae Coriaria

Datiscaceae Datisca

ElaeagnaceaeElaeagnus, Hippophae,

Shepherdia

Myricaceae Morella, Myrica, Comptonia

Rhamnaceae

Ceanothus, Colletia, Discaria,

Kentrothamnus, Retanilla,

Trevoa

RosaceaeCercocarpus, Chamaebatia,

Prusia, Dryas15/09/2011 74


• También hay algunas asociacionessimbióticas fijadorasfijadoras dede nitrógenonitrógeno concianobacterias (Nostoc). Incluye algunoslíquenes: Lobaria y Peltigera

• Azolla (Helecho mosquito)

• Cicadas

• Gunnera


Ciencias Agrarias75


• También existe asociación entre bacterias fijadoras y

plantas del tipo gramíneas. cepas del genero Azospirillum

sp invaden los espacios entre células de la raíz pero sin

penetrar en las células vegetales.

• Algunos cultivos que se pueden beneficiar de este tipo de

asociaciones son:

• Caña de azúcar, Sorgo, Arroz, Trigo, Maíz, Tabaco y papa

• Girasol y algodon


Ciencias Agrarias76


• La utilización de inoculantesinoculantes biológicosbiológicos ha

tenido una amplia difusión en los últimos

años, con factibilidad en

•• agriculturaagricultura orgánicaorgánica.


Ciencias Agrarias

Efecto de la inoculación con pseudomonas Efecto de la inoculación con pseudomonas

sobre el rendimiento de trigosobre el rendimiento de trigo

• trabajos en solubilizaciónsolubilización dede fosfatofosfatotricálcicotricálcico CaCa33(PO(PO44))22 con PseudomonasPseudomonasPseudomonasPseudomonasPseudomonasPseudomonasPseudomonasPseudomonas spspspspspspspsp........

• Hallaron que luego de 10 a 15 días seincrementó:

•• elel crecimientocrecimiento dede plantasplantas dede maíz,maíz,

•• lala captacióncaptación dede fósforofósforo..


Ciencias Agrarias

Efecto de la inoculación con pseudomonas Efecto de la inoculación con pseudomonas sobre el sobre el rendimiento de gramíneasrendimiento de gramíneas

• Ensayos con + 30 bacterias y 10 hongos se

encontró que PseudomonasPseudomonas cepaciacepacia y

•• PenincilliumPenincillium purpurogenumpurpurogenum

• Encontraron mayor:

•• a)a) solubilizaciónsolubilización dede fósforofósforo,, yy

•• b)b) aumentoaumento enen granograno,,

•• c)c) materiamateria secaseca yy

•• d)d) contenidoscontenidos dede fósforofósforo enen plantaplanta15/09/2011 79

Uiversidad de la Empresa Facultad de Ciencias Agrarias

Efecto de la inoculación con pseudomonas sobre el rendimiento de trigo

Efecto de la inoculación con pseudomonas Efecto de la inoculación con pseudomonas sobre el sobre el rendimiento de gramíneasrendimiento de gramíneas

•• inoculacióninoculación dede trigotrigo con GlomusGlomusintraradicesintraradices (hongo micorríticomicorrítico *) en dosniveles de fósforo (P0 y P1) produjeron:

• incrementos de rendimiento de grano de trigopor inoculación fueron similares a losproducidos por la aplicación de fósforo (P1)

*Simbiosis entre un hongo (mycos) y las raíces (rhizos) de una planta.


Ciencias Agrarias80


Efecto de la inoculación con pseudomonas Efecto de la inoculación con pseudomonas sobre el rendimiento de gramíneassobre el rendimiento de gramíneas

Hongo Micorritico


Ciencias Agrarias81

• La inoculacióninoculación tiene efecto sobre:

• algunos compuestos de la raíz y la planta(fitohormonasfitohormonas,, enzimasenzimas,, pHpH,,biocontroladoresbiocontroladores,, etc.)

• Y éstos a su vez, tienen un efecto positivosobre el rendimiento.


Ciencias Agrarias82


1. Agrobacterium radiobacter,

2. Enterobacter aerogenes,

3. Flavobacterium sp.,

4. Pseudomonas fluorescens y

5. Serratia strain 218:

• incrementaron la actividad de la ensimanitrogenasanitrogenasa enen lala rizósferarizósfera..


Ciencias Agrarias83


• También el tratamientotratamiento dede semillassemillas con

bacteriasbacterias incrementó:

• el contenido de N, P y K de tallos y raíces,

largo de tallos y rendimiento de fibra de lino.


Ciencias Agrarias84


• Pseudomonas fluorescens, Rhizobiumleguminosarum con el cultivo del trigo,incrementó:

1. el número de macollos fértiles,

2. número de espigas,

3. materia seca y rendimiento de grano.

4. Paralelamente, el contenido de N y P en el

grano se incrementó significativamente.


Ciencias Agrarias85



Ciencias Agrarias86

N P Ps



Ciencias Agrarias87



Ciencias Agrarias88



Ciencias Agrarias89


INOCULACIÓN DEL CULTIVO DE AVENA

(Avena sativa) CON

Azospirillum brasilense


Ciencias Agrarias90

• La avenaavena (AvenaAvena sativasativa) es un cultivo que se utiliza como

forrajeforraje frescofresco, considerada como el verdeoverdeo dede inviernoinvierno

másmás clásicoclásico..

•• RReservaseservas comocomo silosilo dede plantaplanta entera,entera, granograno húmedohúmedo

oo cosechacosecha, y el granograno se utiliza en la alimentaciónalimentación animalanimal..


Ciencias Agrarias91

(Avena sativa) con Azospirillum brasilense

• Es sabido que la aplicaciónaplicación de bacteriasbacteriaspromotoraspromotoras deldel desarrollodesarrollo vegetalvegetal (PGPRs),comocomo inoculanteinoculante aa lala semillasemilla de una amplia gama deespecies vegetales produce, en la gran mayoría delos casos,

• un incremento en la producción de la parte aérea yun mayor desarrollo del área radicular.


Ciencias Agrarias92

(Avena sativa) con AzospirillumAzospirillum brasilensebrasilense

30 días


Ciencias Agrarias93

50 días


Ciencias Agrarias94

75 días


Ciencias Agrarias95

Complete la frase de forma que haga lógica la expresión.

De acuerdo a diversas investigaciones se puede estimar que la fijación biológica de

nitrógeno atmosférico FBN puede situarse aproximadamente en………………. (20;

200; 2000 kg.ha-1año-1) lo que depende del…………………………y

………...…………….…..(cultivo; tipo de maquinaria; inoculación; años de chacra) entre

otros factores.

las especies del género Rhizobium son quimiorganotróficas y crecen mejor sobre

medios…………………..(complejos, simples) con temperaturas óptimas de

………………………( 12 a 20ºC; 25 a 30 oC; 35 a 55ºC) utilizan como fuente de carbono

por ejemplo……………………(glucosa, galactosa, fructosa, y numerosos cationes)

entre otros.


Ciencias Agrarias96

Entre los numerosos elementos minerales que requiere los Rhizobium para la FBN se destacan el

Fe, Mo, Ca, Mg, Zn, donde un déficit marcado de ……………y ……………provoca un clara

pérdida de viabilidad de los Rhizobium, mientras que una deficiencia de ………………..tiene un

efecto adverso sobre la nodulación. Por su parte cuando son escasos ..……y……….en suelos

ácidos se ve muy resentida la FBN.

La asociación de la bacteria y la planta de leguminosa induce la formación de un nuevo órgano

llamado ……………………..dentro del cual se dada la FBN, que permite a la planta hacerse

…………………..(independiente, accesorio, dependiente) del nitrógeno del suelo.

El desarrollo y funcionamiento de los nódulos radicales de las leguminosas están regulados

principalmente…………………………..(la planta, el clima, tipo de suelo) destacándose también

como factor externo el nivel de………………….(N; P; K )

•


Ciencias Agrarias97

• Cuál es el motivo de la inoculación con Rhizobium previamente seleccionados si bien ya existen naturalmente en el suelo. Responda brevemente.

• Mencione cuales son las fallas más frecuentes de una inoculación. Responda brevemente.

• Desde el punto de vista de conservación de alimentos, que efectos tiene

el pH del medio. Indique un ejemplo de la regulación del pH en la conservación de alimentos.


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Pregunta 7 ( 5 puntos)

Los microorganismos tienen temperaturas mínimas y óptimas de crecimiento, que de acuerdo a ello se clasifican de la siguiente forma:

Microorganismo Temperatura

mínima

Temperatura

óptima

Psicrófilo

Psicrótrofo

Mesófilo

Termófilo


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c) Fijacion simbiotica de N2 atmosferico 2 (2)-0043-0012 ..._Fijacion_s... · 3.condiciones del...

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