USO EFICIENTE DE MICROORGANISMOS BENÉFICOS EN

AGRICULTURA

M.C. Armenia Velázquez

Especialista en Microbiologíaarmenia@abiosamexico.com

2

• Controlar factores ambientales• Reducir incidencia de

enfermedades• Incrementar productividad por

unidad de área

AVANCES TECNOLÓGICOS

• Reducir el consumo de agua• Optimizar la nutrición del cultivo• Incrementar rentabilidad y

producción

AGRICULTURA

3

SIN EMBARGO

Cada vez es más difícil producir

AGRICULTURA

4

Hemos rebasado 4 de los 9 límites para la vida en la tierra

Cambio climáticoPérdida de biodiversidad

Cambio en el uso de la tierraAltos niveles de nitrógeno y oxígeno

Acidificación de los océanosConsumo de agua dulce

Emisión de aerosoles tóxicosAgotamiento del ozono estratosférico

Johan Rockström, The independent. 2015

LÍMITES AMBIENTALES

5

Para el 2030 habremos agotado las reservas minerales de

fósforo

Del fósforo que incorporamos al cultivo,

sólo se aprovecha un 15-25% y cerca del 80% se inmoviliza o se lixivia

CRISIS DEL FÓSFORO

Cordell, Drangert and White, 2009.

LÍMITES PARA LA VIDA

6

Diversos tipos de sueloDiferentes tipos de climas

Gran variedad de cultivos y manejo

La misma problemática

¿Por qué?

¿Qué papel juega la biodiversidad?

BIODIVERSIDAD MICROBIANALÍMITES PARA LA VIDA

Biología Manejo Riego Estructura

ORIGEN DE LA PROBLEMÁTICA DEL SUELO

Microbios del suelo

Microbios del suelo

BenéficosBenéficos

PatógenosPatógenos

MICROORGANISMOS Y ENFERMEDADES

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

Characteristics of a Healthy Soil Foodweb, per Gram of Soil:

9

GRUPO FUNCIONAL CARACTERÍSTICAS

Bacterias aeróbicas 10’000,000 - 1,000’000,000 UFC/gReciclan 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 10:1Son 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/gDescomponen nutrientes, forman agregados en el suelo y previenen algunas enfermedades de las plantas

Actinomicetos 500,000 – 5’000,000 UFC/gDescomponen 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/gProtegen a la planta, estimulan el desarrollo vegetal

Bacterias fijadoras de N 1’000,000 UFC/gProliferan cuando las cantidades de N en el suelo disminuyen

Hongos y bacterias solubilizadores de P y K

1,000 – 1’000,000 UFC/gSolubilizan fosforo y potasio inmovilizado en el suelo, haciéndolo disponible para la planta

¿QUÉ ES UN AGROECOSISTEMA?

Los CULTIVOS AGRÍCOLAS en la actualidad:

MONOCULTIVOS de ESPECIES INTRODUCIDAS

BIODIVERSIDAD en los suelos agrícolas es BAJA

Plantas más susceptibles a enfermedades y deficiencias

Más fertilizantes y plaguicidas añadidos

Suelos empobrecidos

11

¿QUÉ PASA CON LA DIVERSIDAD DEL SUELO?

12

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 Composta Anaeróbica

Pocas bacterias

Deficiencia de hongos

Olores desagradables y materia

orgánica en descomposición

Bacterias

Hifas de Hongos

Protozoarios

Buena diversidad

Olor a suelo de bosque

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.

Soluciones

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

Cuantificar la diversidad de ecosistemas

Se cuantifican especies o grupos de especies

Se monitorean especies en peligro de extinción

¿Y LA DIVERSIDAD DE LOS AGROECOSISTEMAS?

ÍNDICES DE DIVERSIDAD MÉTODOS MOLECULARES

Gran cantidad de especies no cultivables

PARAMETRO MM21 MI84 MI81 M4 M5 M6 M7 RANGO

MESÓFILOS

AEROBIOS 6’000,000 1’000,000 1’800,000 31’000,000 48’000,000 45’000,000 4’200,000

1’000,000 –

100’000,000

FIJADORAS DE

NITROGENO 500,000 1’200,000 1’000,000 35’000,000 35’000,000 20’000,000 106’000,000 100,000 - 10'000,000

FIJADORAS DE

NITROGENO (AC.

MÁLICO)

2’200,000 9’000,000 900,000 4’000,000 400,000 3’000,000 2’600,000 100,000 – 1’000,000

SOLUBILIZADORES

DE FOSFORO 400,000 1’500,000 300,000 360,000 600,000 12,000 200,000 10,000 - 100,000

SOLUBILIZADORES

DE POTASIO 1’000,000 3’000,000 100,000 170,000 60,000 10,000 170,000 10,000 - 100,000

PSEUDOMONAS 52’000,000 1’000,000 38’000,000 960,000 5’600,000 650,000 380,000 100,000 – 10’000,000

HONGOS 210,000 1,000 1,000 20,000 600,000 1,000 1’300,000 1,000 – 1’000,000

BIODIVERSIDAD

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

26

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.

BIOFERTILIZANTE

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.

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 (mg P kg-1

suelo)

ECM +/-

Peso seco (g. por planta)

Contenido de P (mg. por planta)

Toma de P (mg g-1 raíz

fina)

Longitud raíz ECM

(m. por planta)

0

8

16

32

-+ -+ -+ -+

0.09 0.16 0.32 2.22 2.46 3.46 8.58 8.69

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

a En base a Bougher et al. (1990).

FÓSFORO

32

Paecilomyces lilacinus es un

hongo nematófago con capacidad de solubilizar fósforo

FÓSFORO

NUTRICIÓN + MICROBIOS

2014 - 2015

NUTRICIÓN + MICROBIOS

Tratamientos:T1 – 100% Fertilización + MicrobiosT2 – 75% Fertilización + MicrobiosT3 – 50% Fertilización + microbiosT4 – Solo microbiosT5 – Solo fertilizante

NUTRICIÓN + MICROBIOS

Control Biológico y Bionutrición

MECANISMOS DE ACCIÓN

Antagonismo

Antibiosis

Competencia

MECANISMOS DE ACCIÓN

BIOFUNGICIDASCorrea 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

garrido.eduardo@inifap.gob.mx

Diciembre del 2013

�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

ROYA DEL CAFÉ , Control Biológico

Trichoderma harzianum 1 x 109 UFC/KgBacillus subtilis 1 x 108 UFC/Kg

EN CAMPO

Control de Phytophthora en el cultivo de manzano, Chihuahua, México,

2015.

Bacillus subtilis vs Colletotrichum

gloeosporoides

Trichoderma harzianum vs

Colletotrichum gloeosporoides

IN VITRO

ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS

Testigo

NEMATICIDA BIOLÓGICO formulado a base delhongo Paecilomyces lilacinus y las bacteriasBacillus thuringiensis y Bacillus popilliae para uncontrol efectivo de gran variedad de nematodosfitopatogenos y larvas de insectos plaga.

RESULTADOS

Paecilomyces lilacinus parasitando huevecillos y juveniles de Meloidogyne incognita en laboratorio

TRATAMIENTO % SEVERIDAD%

EFECTIVIDAD BIOLÓGICA

LILASOL 30 67

Testigo Inoculado 95 0

Prueba de efectividad biológica LILASOL, tomate en macetas

Testigo

ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS

Insecticida biológico en polvo formulado a base deBeauveria bassiana, Metarhizium anisopliae y Bacillus

thuringiensis para un control más efectivo de diversosinsectos plaga en semillas, suelo y follaje de todo tipo decultivos agrícolas.

Control de Panonychus ulmi y Tetranychus urticae (ácaros rojos)Cultivo de manzano, Cd. Cuauhtémoc, Chihuahua, 2014

TESTIGO Control de gallina ciega (Pollyphaga sp) en vivero y plantaciones adultas de café con Metaveria

ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS

Gracias por su atención

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M.C. Armenia Velázquez

Especialista en Microbiologíaarmenia@abiosamexico.com