Nuevas perspectivas para la horticultura urbanaevaluación de un biofilm bacteriano como promotor del crecimiento vegetal

Resumen

]La aplicación de bacterias promotoras del crecimiento vegetal, cuyos efectos involucran el mejoramiento de las propiedades fisicoquímicas y la salud del suelo, como así también el crecimiento y la productividad de los cultivos, han tomado gran relevancia debido a ser una práctica más amigable con el ambiente. Hoy en día se presentan como una potente alternativa al uso de pesticidas y fertilizantes de origen químico con el reconocido impacto negativo que estos productos producen en el ambiente. El objetivo de esta tesis doctoral fue producir y analizar la eficacia de un biofilm de origen bacteriano como agente promotor del crecimiento en Lactuca sativa y Solanum lycopersicum crecidos en sustratos que asemejan suelos de huertas urbanas y en sustratos contaminados con metales. Fueron evaluadas cepas bacterianas del género Bacillus: B. amylolyticus, B. subtilis subsp. spizizenii, Bacillus subtilis var. natto, B. liquefaciens 235 y B. liquefaciens 157 como “agentes de control biológico” contra los hongos fitopatógenos: Fusarium solani, Fusarium graminearum, Fusarium oxysporum, Pythium ultimum y Rhizoctonia solani. La bacteria seleccionada fue Bacillus subtilis subsp. spizizenii, la cual en condiciones de laboratorio liberó metabolitos de origen proteico y otros con propiedades biosurfactantes y emulsificantes capaces de desestabilizar las membranas de los microorganismos patógenos. Esta cepa actuó como “biofertilizante”, debido a su capacidad para solubilizar y mineralizar fósforo, pero no presentó actividad fijadora de nitrógeno. Asimismo, resultó ser “fitoestimuladora”, por producir hormonas del tipo ácido indol acético, ácido abscísico y zeatín ribósido. Por ello, B. subtilis subsp. spizizenii se posicionó como una alternativa promisoria para ser utilizada como inoculante de semillas para la promoción del crecimiento vegetal. Posteriormente, se optimizaron en el laboratorio, las condiciones de cultivo para que la bacteria desarrolle un biofilm robusto, con el propósito de utilizar esta estructura como un novedoso método de inoculación de semillas. Para tal fin fueron evaluadas fuentes nitrogenadas complejas a base de peptona y extracto de levadura y fuentes nitrogenadas simples con distintos aminoácidos, resultando el más adecuado el ácido L-glutámico. Se probaron distintas fuentes carbonadas de cinco y seis carbonos, siendo la más adecuada el glicerol. Otras condiciones que resultaron apropiadas para el desarrollo del biofilm fueron: temperatura de 30°C y cultivo en condiciones estáticas durante 96 horas. Bajo estas condiciones en el biofilm también se desarrollaron esporas, que resultó de suma importancia debido a que la viabilidad de la bacteria no solo estaba asegurada con la estructura de protección que ofrece el biofilm, sino también con las estructuras de resistencia que son las esporas. Se comprobó el efecto promotor del crecimiento de B. subtilis subsp. spizizenii sobre tres variedades de Lactuca sativa: L. sativa var Crimor; L. sativa var. Waldman Green y L. sativa var. Grand Rapid y sobre dos variedades de Solanum lycopersicum: S. lycopersicum var. Platense y S. lycopersicum var. Río Grande. En L. sativa var. Gran Rapid y S. lycopersicum var. Río Grande se compararon dos métodos de inoculación: el método convencional con un inóculo líquido (forma planctónica) y bajo la forma del biofilm. Se evaluaron parámetros de crecimiento (biomasa aérea y radicular) y además, en el caso de S. lycopersicum parámetros de rendimiento y calidad de frutos. Para ambas especies vegetales la aplicación del biofilm resultó ser la más efectiva. En sustratos contaminados con cobre o zinc la aplicación del biofilm también mostró en estas especies hortícolas un efecto beneficioso tanto en los parámetros de crecimiento como en algunos parámetros de rendimiento y calidad de frutos. En el presente trabajo se pone de manifiesto la importancia de la incorporación de biofilms como método innovador para la inoculación de bacterias con actividad promotora del crecimiento en especies vegetales tanto en sustratos que asemejan suelos de huertas urbanas como en sustratos contaminados con metales.