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Fig. 2. Longitud radicular (cm) de las plántulas de Lycopersicum esculentum con inoculación simple e inoculación doble.
Leyenda: C: Control T+: Testigo Positivo T-: Testigo Negativo 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
EEVM-29 EEVM-41 EEVM-43 T+ T- C
Lo n gi tu d d e r aí z (c m )
Plántulas de Lycopersicum esculentum
I. SIMPLE I. DOBLE
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Fig. 3 Peso fresco (g) de las plántulas de Lycopersicum esculentum con inoculación simple e inoculación doble.
Leyenda: C: Control T+: Testigo Positivo T-: Testigo Negativo 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
EEVM-29 EEVM-41 EEVM-43 T+ T- C
P e so fr e sc o (g)
Plántulas de Lycopersicum esculentum
I. SIMPLE I. DOBLE
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Fig.4 Peso seco (g) de las plántulas de Lycopersicum esculentum con inoculación simple e inoculación doble.
Leyenda: C: Control T+: Testigo Positivo T-: Testigo Negativo 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
EEVM-29 EEVM-41 EEVM-43 T+ T- C
P e so s e c o (g)
Plántulas de Lycopersicum esculentum
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DISCUSIÓN
Los resultados de esta investigación indican que no existe un patrón definido de los efectos producidos por bacterias diazotróficas endófitas de vida libre del género Azospirillum sp.
Efectos positivos son mencionados frecuentemente, pero existen referencias sobre efectos neutros y negativos. Existen pocas referencias que expliquen esta variabilidad de los efectos producidos en las plantas, atribuidos a: a) Distribución de las bacterias sobre la raíz: las zonas con mayor tasa de crecimiento producen exudados, que favorecen la
colonización49, b) Variabilidad de la colonización, escasamente mencionada con
anterioridad50c) Concentración del inóculo51 d) Especificidad cepa- planta51,52y e) una
posible competencia por nutrientes con la planta51.
En cuanto la distribución de las bacterias sobre la raíz, Azospirillum sp. dependen de la nutrición balanceada y metabolismo de la planta y las diversas especies y cepas responden a un espectro de atrayentes que se correlacionan con la calidad de los exudados radicales típicos de la rizósfera, donde el mejor atrayente representa el mejor sustrato de
crecimiento53. De esta forma, el comportamiento de Azospirillum sp. reflejaría el ambiente
en el que actúa (suelo y rizosfera); sin embargo, el sustrato de crecimiento experimental en esta investigación, para la interacción planta- Azospirillum sp. consistió de un sustrato estéril, distinto a un suelo en el que normalmente tiene lugar la fijación asociativa de nitrógeno.
En cuanto a la variabilidad de la colonización, en cultivos in vitro de tomate, la
colonización de las bacterias endófitas varían con las alteraciones de la densidad de inóculo, temperatura de cultivo y genotipo de hospedero. Las variaciones estaciónales, el tipo de tejido vegetal, especie y cultivares de hospedero y la interacción con otros
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Lo referente a la concentración del inóculo, el efecto más marcado de la inoculación sobre las plantas son los cambios morfológicos en el sistema radical. Estos cambios están directamente relacionado a la concentración del inóculo: mayor que la concentración óptima produce efectos inhibitorios, mientras que bajos títulos no tienen efecto. La
concentración óptima varía con la especie vegetal: 105-106 UFC/mL para cereales,
vegetales y plantas industriales; 107 para maíz y 108 para plantas de tomate in vitro y con la
cepa específica. Azospirillum sp. en concentraciones de 105 – 107 UFC/mL incrementa la
división celular en los meristemos apicales de trigo, de forma similar se han observado incrementos en diámetros y longitud de las raíces laterales en el maíz y sorgo, así como incrementos significativos en el área superficial del sistema radical. Así también Dobbelaere y colaboradores en el 2002 reportaron que A. brasilensis SP 245 y A. irakense
KBC a concentraciones bajas (105-106 UFC/planta) , el desarrollo y peso seco de la raíz de
trigo y maíz es mejor y a una concentración mayor no tiene efecto o incluso a veces inhibe el desarrollo de las raíces53.
Sin embargo algunos autores han reportado decrecimientos en la longitud, masa y volumen del sistema radical, aunque se hayan obtenido incrementos en el sistema aéreo.
En cuanto a la especificidad cepa-planta se ha encontrado que el efecto de la inoculación con el género Azospirillum en semillas de pimentón y maíz se expresó de diferente manera: las cepas bacterianas que mejoraron al pimentón no fueron las mismas que mejoraron al maíz55.Se ha reportado una sensibilidad específica de las semillas ante las diferentes sustancias inductoras producidas por las rizobacerias y sus concentraciones respectivas. Por ejemplo dependiendo de las concentraciones usadas las lectinas producidas por Azospirillum sp. estimularon o inhibieron la tasa de germinación de semillas de trigo56. Además se ha encontrado en tomate que una bacteria en particular puede ejercer un efecto
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benéfico o detrimental en el crecimiento de la planta, dependiendo de la especie vegetal, de
la concentración del inóculo bacteriano y de las condiciones de crecimiento57.
Se ha reportado una investigación en donde la cepa H-28 de Azospirillum aislada de un maíz inoculada en el maíz Chalqueño (evolutivamente, antecedió a la variedad del maíz del cual se aisló la cepa H-28), tuvo Nitrogenasa promedio 109% superior que la cepa Testigo- SP. De este modo se podría hablar de un reconocimiento regresivo de la cepa por un maíz (Chalqueño). Esta recesividad de la Nitrogenasa parece depender del control genético que
ejercen las poblaciones sobre las líneas puras de maíz58. Esto muestra la afinidad de cepas
y plantas de maíz, que había sido advertido por Pecina-Quintero et al. En el 200559. Sin embargo, esto limita la posibilidad de elaborar un inoculante comercial confiable a base de Azospirillum sp.17. Algunas de las causas de estos resultados provienen, entre otras, de la
capacidad de establecimiento de la bacteria y del genotipo hospedero60.
Estos resultados corroboran que cada rizobacteria expresa un metabolismo microbiano diferente de acuerdo a la relación bioquímica y ecológica que establece con la planta, debido posiblemente a la calidad y cantidad de exudados encontrados en la rizósfera.
Así también lo confirmaría, el uso de los mismos cultivos presentados en esta investigación, aislados de la raíz de espárrago, han sido inoculados en semillas de la misma, en una simple y doble inoculación, encontrándose que sí existen diferencias estadísticamente significativas en la inoculación simple, mientras que en la inoculación doble no se encontraron diferencias significativas debido al exceso de inoculación,
provocando la inhibición del crecimiento61, diferente a los resultados de esta investigación,
que muestran que no existen diferencias significativas en la inoculación simple.
Como estos efectos contradictorios sobre las raíces de las plantas son aparentemente reales, ya que la mayoría de estos parámetros morfológicos son evaluados de forma fácil y exacta,
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se puede concluir que otros factores ambientales como la nutrición de las plantas, irrigación y el genoma de las mismas pueden significativamente determinar el tipo y la magnitud del efecto en una determinada asociación cepa-planta.
Así Bashan en 1993 plantea una “hipótesis aditiva”62: “Probablemente más de un
mecanismo (Fijación de nitrógeno, producción de hormonas, reductor de nitratos) participa en la asociación, ya sea simultánea o en sucesión. La suma de sus actividades en la condición ambiental específica resulta en los cambios observados en el crecimiento de las plantas”. Esta hipótesis puede también explicar los inconsistentes resultados encontrados.
Presumiblemente entonces, uno o más mecanismos son inactivos o solo parcialmente activos, de esa forma los máximos beneficios son raramente alcanzados. Esta hipótesis
conduce a redefinir a Azospirillum sp. como una bacteria promotoras de crecimiento
vegetal (en inglés PGPR) más que como un fijador asociativo de N2.
La información acerca de la existencia de especificidad entre el hospedero y la bacteria es aún incipiente, existiendo aún muchas preguntas por responder, como las preguntas que se plantean Smith y Goodman en 1999: ¿Cuál es el tamaño de las poblaciones en la rizosfera? ¿Cómo influyen los componentes de los exudados radicales en la quimiotaxis y en el crecimiento de las poblaciones de microorganismos específicos? ¿Qué papel juega el
hospedero para promover la actividad de los microorganismos?63.
Dentro de las bacterias promotoras del crecimiento, en la actualidad la única que es considerada como una bacteria estrictamente asociativa con un hospedero específico
(Paspalum notatum) es Azotobacter paspali64.
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De los resultados presentados aquí es evidente, que todavía queda mucho trabajo por hacer antes de que Azospirillum sp. Se pueda aplicar en todo el mundo como inóculos fiables y eficientes con una alta reproducibilidad.
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CONCLUSIONES
Se determinó que el efecto de las bacterias del género Azospirillum inoculadas en
Lycopersicum esculentum no presentaron efectos estadísticamente significativos a los testigos ni controles, tanto en la inoculación simple como en la doble.
La inoculación simple y la inoculación doble son significativamente diferentes.
Se determinó que los principales factores que pueden afectar la calidad de los efectos que produce Azospirillum sp. en tomate u otras plantas, son la especificidad cepa- planta y la concentración del inóculo.
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RECOMENDACIONES
Los experimentos de inoculación deben repetirse, tratando al inóculo de Azospirillum sp.
con diferentes concentraciones y con plantas eventualmente diferentes antes de avaluar las combinaciones en el campo.
Teniendo en cuento los resultados de esta investigación sería mejor que los biofertilizantes provengan de la misma planta nativa para mejores resultados.
Teniendo en cuenta las políticas actuales a nivel mundial para reducir la cantidad de
fertilizantes químicos, la inoculación con Azospirillum sp. ofrece perspectivas para una
agricultura sustentable sin comprometer los rendimientos. Sin embargo, a partir de los resultados presentados aquí, es claro que debe realizarse mucho trabajo antes que Azospirillum sp. pueda ser utilizado como inoculante eficiente en todos los casos.