Post on 27-Jun-2015
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Ecología de microorganismos rizosfericos asociados a cultivos de
arroz del Tolima y Meta
Daniel Uribe Vélez
Grupo de Microbiología Agrícola
Instituto de Biotecnología
Ecología de microorganismos rizosfericos asociados a cultivos de
arroz del Tolima y Meta
Ministerio de Agriculturay Desarrollo Rural
FEDEARROZ
Indice• Introducción
• Características físicas y químicas del suelo
• Recuentos microbianos
• Caracterización enzimática del suelo
• Microorganismos no cultivables
• Microorganismos en acción
Incremento Precios Alimentos
• Crecimiento económico de la India y China
• Cambio climático
• Biocombustibles
• Crisis Energética: Precio de transporte
Precio fertilizantes
Precio Internacional del Arroz de los últimos 10 años
http://www.mongabay.com/images/commodities/charts/rice.html
Precio Mundial de Fertilizantes
Mapa reflejando el tamaño de países en relación al número de
habitantes con menos de 1 dólar al día
Zeigler & Barclay 2008
Incremento de Rendimiento en Producción de Arroz
Zeigler & Barclay 2008
Amino ácidos, ácidos orgánicos, azucaresfenoles, polisacáridos y proteínas
5% - 21%fotosintato
Walker et al 2003. (Plant Physiology 132: 44-51)
Comunidad
Rizosférica
Fijación
N2Toma de
H2O
Estabilización
suelo
Promoción
Crecim.
Biocontrol
Simbiosis
Efectos Benéficos
Flujo de
nutrientes
Liberación
de enzimas
AdhesiónAlelopatias Competencia
Fitotoxicidad
EnfermedadEfectos Neutros
Efectos
Dañinos
Efectos Rizosféricos Sobre el Crecimiento Vegetal
Entre el 60% - 70% del N se pierde por volatilización y lixiviación
NO3
NO3
NO3
NO3
Esquema Metodológico
Determinar el papel de microorganismos edáficos y factores físico químicos asociados a la calidad de suelo en fincas arroceras del departamento del Tolima y Meta
Diseño y Evaluación de estrategias de fertilización de dos fincas del Tolima y dos del Meta
Esquema Metodológico
Determinar el papel de microorganismos edáficos y factores físico químicos asociados a la calidad de suelo en fincas arroceras del departamento del Tolima y Meta
Recuento total de microorganismos
cultivables
Determinar y analizarLos factores fisico quimicos
del suelo
Recuento de grupos Funcionales
Fijadores de N2
Solubilizadores de PDegradadores de lig. Y Cell
Determinación de la actividad metabolica y enzimatica de los suelos
Diversidad de microorganismosno cultivables
Esquema MetodológicoMuestreo
4 Fincas Meseta de Ibague
4 Fincas Saldaña - Purificación
Muestreo
4 Fincas de Villavicencio
4 Fincas de Acacias
Muestreo
Finca/
Caracter
Añ
o
I II III IV V VI VII VIII
Fecha de
siembra
1 20 Abrí/08 19 Abrí/08 7 Abrí/08 7 Abr/08 27 Ab/08 28 Abrí/08 29 Abrí/08 13 Ab/08
2 18 Juli/09 12 Ago/09 Descanso 1 Ag/09 ND Descanso 23 Juni/09 23 Jn/09
Textura 1 FArA. F A FA FA F Ar F Ar F Ar F Ar
2 ND ND ND ND F Ar F Ar F Ar F Ar
Humedad
%
1 53.2 ND 45.6 36.1 47.4 53.7 32.7 52.2
2 47.12 42.28 43.27 32.03 57.90 36.14 37.11 49.95
pH 1 6.1 5.7 5.5 5.5 5.9 6.3 6.8 5.9
2 5.6 5.8 5.7 5.8 5.8 6.3 5.9 6.3
Variedad 1 Fede 60 Fede 60 Fede 60 Fede 60 Fede 60 Fede 60 Fede 60 Fede 60
2 Colombia 21 Fede 60 Descanso Fede 60 Fed 275 Descanso Fede 275 Fede 60
Densidad
siembra
kg /Ha
1 180 166 ND 140 200 200 150 150
2 ND 210 ND 225 Descanso 180 200
Area
sembrada
1 8.0 Ha 9.0 Ha 6.5 Ha 12 Ha. 1.2 Ha 3.0 Ha 4.5 Ha 13 Ha.
2 11 Ha 9.0 Ha 11 Ha 14 Ha 1.5 Ha 3.0 Ha 9 Ha 13 Ha
Producció
n
Kg/Ha
1 9000 9687 6875 8785 6437.5 8125 9000 9125
2 5269 ND Descanso 6250 7187.5 Descanso 4375 6250
Resumen TolimaNorte Sur
Finca/
Caracter
Año IX X XI XII XIII XIV XV XVI
Textura 1 FAr F FAr FAr F F F F
2 FArL FAr FAr FArA FAr F FL FAr
Humedad 1 37 40 52.3 62 72.3 33.1 31.4 36.1
2 44.7 51.5 54.0 55.5 44.3 42.0 76.7 50.7
pH 1 4.9 4.8 5.4 5.3 5.2 5.7 4.6 4.5
2 5.6 5.2 5.5 5.5 5.5 5.7 5.3 5.2
Variedad 1 Fedearroz
369
Fortaleza Fedearroz
369
Fedearroz
369
Fedearroz
369
Fedearroz
369
Fedearroz
369
Fedearr
oz 369
2 Fedear 174 Fedear
174
Fortaleza Descanso Fedear
369
Descanso Descanso Improar
15 - 50
Densidad
siembra
Kg/Ha
1 160 200 230 230 230 230 170 170
2 ND ND 220 Descanso 230 Descanso Descanso ND
Área
sembrad
1 19 Ha 15 Ha 12 Ha 10 Ha 10 Ha 20 Ha 12 Ha 18 Ha
2 8 Ha 11 Ha 12 Ha 10 Ha 10 Ha 20 Ha 11 Ha 3.5 Ha
Produc
Kg/Ha
1 5938 4688 5300 6200 6700 5625 5687 5500
2 ND ND 4935 Descanso 5937 Descanso Descanso ND
Resumen MetaSecano Inundado Secano
Esquema Metodológico
Determinar el papel de microorganismos edáficos y factores físico químicos asociados a la calidad de suelo en fincas arroceras del departamento del Tolima y Meta
Recuento total de microorganismos
cultivables
Recuento de grupos Funcionales
Fijadores de N2Solubilizadores de P
Degradadores de lig. Y Cell
Determinar y analizarLos factores fisico quimicos
del suelo
Determinación de la actividad metabolica y enzimatica de los suelos
Diversidad de microorganismosno cultivables
Análisis Físico Químico por ZonasVariables MS MI TN TS
MS ES T MI ES T TN ES T TS ES T
pH 4,70 0,09 c 5,40 0,11 b 5,70 0,14 ab 6,23 0,21 a
%MO 2,86 0,11 ns 2,70 0,26 ns 3,56 0,63 ns 2,48 0,18 ns
Ca 1,77 0,19 b 1,58 0,20 b 5,29 1,05 b 14,65 1,44 a
Mg 0,59 0,04 b 0,37 0,06 b 2,04 0,55 a 3,31 0,59 a
K 0,30 0,06 ns 0,28 0,02 ns 0,26 0,03 ns 0,37 0,06 ns
Na 0,27 0,14 ns 0,17 0,03 ns 0,17 0,03 ns 0,23 0,01 ns
Al 1,59 0,09 a 0,87 0,30 a 0,00 0,00 0,00 0,00
CIC 9,38 0,40 b 7,69 1,43 b 12,33 1,74 b 19,03 1,18 a
P 17,91 2,55 ns 42,15 11,93 ns 19,12 9,92 ns 30,93 4,22 ns
Cu 2,76 0,34 b 2,15 0,49 b 2,81 0,82 b 5,36 0,56 a
Fe 219,50 23,36 b 426,75 32,64 a 254,25 39,18 b 289,50 45,06 ab
Mn 43,60 7,47 ns 44,58 5,37 ns 166,38 50,62 ns 74,33 17,08 ns
Zn 3,27 0,80 bc 1,39 0,28 c 6,44 0,75 a 5,44 0,92 ab
B 0,24 0,02 ns 0,26 0,01 ns 0,34 0,04 ns 0,25 0,02 ns
NT 0,22 0,01 ns 0,17 0,02 ns 0,20 0,03 ns 0,14 0,01 ns
NH4 27,78 4,00 ab 42,13 5,72 a 13,15 1,99 cb 2,99 1,49 c
N-NO3 29,45 3,84 a 9,09 3,26 b 7,46 1,26 b 3,00 1,21 b
%Hum 36,13 1,79 ns 54,93 8,34 ns 43,74 3,52 ns 46,50 4,79 ns
Arcilla 24,00 2,83 ns 26,00 2,58 ns 19,75 4,87 ns 31,00 1,73 ns
Limo 41,50 3,30 a 35,00 0,82 a 18,25 1,11 b 35,00 2,86 a
Arena 34,50 4,65 b 39,00 1,83 b 62,00 5,69 a 33,75 3,66 b
Producti 5453 270 b 5956 310 b 8589 601 a 8172 619 a
Análisis Físico Químico por ZonasVariables MS MI TN TS
MS ES T MI ES T TN ES T TS ES T
pH 4,70 0,09 c 5,40 0,11 b 5,70 0,14 ab 6,23 0,21 a
%MO 2,86 0,11 ns 2,70 0,26 ns 3,56 0,63 ns 2,48 0,18 ns
Ca 1,77 0,19 b 1,58 0,20 b 5,29 1,05 b 14,65 1,44 a
Mg 0,59 0,04 b 0,37 0,06 b 2,04 0,55 a 3,31 0,59 a
K 0,30 0,06 ns 0,28 0,02 ns 0,26 0,03 ns 0,37 0,06 ns
Na 0,27 0,14 ns 0,17 0,03 ns 0,17 0,03 ns 0,23 0,01 ns
Al 1,59 0,09 a 0,87 0,30 a 0,00 0,00 0,00 0,00
CIC 9,38 0,40 b 7,69 1,43 b 12,33 1,74 b 19,03 1,18 a
P 17,91 2,55 ns 42,15 11,93 ns 19,12 9,92 ns 30,93 4,22 ns
Cu 2,76 0,34 b 2,15 0,49 b 2,81 0,82 b 5,36 0,56 a
Fe 219,50 23,36 b 426,75 32,64 a 254,25 39,18 b 289,50 45,06 ab
Mn 43,60 7,47 ns 44,58 5,37 ns 166,38 50,62 ns 74,33 17,08 ns
Zn 3,27 0,80 bc 1,39 0,28 c 6,44 0,75 a 5,44 0,92 ab
B 0,24 0,02 ns 0,26 0,01 ns 0,34 0,04 ns 0,25 0,02 ns
NT 0,22 0,01 ns 0,17 0,02 ns 0,20 0,03 ns 0,14 0,01 ns
NH4 27,78 4,00 ab 42,13 5,72 a 13,15 1,99 cb 2,99 1,49 c
N-NO3 29,45 3,84 a 9,09 3,26 b 7,46 1,26 b 3,00 1,21 b
%Hum 36,13 1,79 ns 54,93 8,34 ns 43,74 3,52 ns 46,50 4,79 ns
Arcilla 24,00 2,83 ns 26,00 2,58 ns 19,75 4,87 ns 31,00 1,73 ns
Limo 41,50 3,30 a 35,00 0,82 a 18,25 1,11 b 35,00 2,86 a
Arena 34,50 4,65 b 39,00 1,83 b 62,00 5,69 a 33,75 3,66 b
Producti 5453 270 b 5956 310 b 8589 601 a 8172 619 a
Análisis de PCA de Variables Físicas y Químicas
A. Primer año B. Segundo año
-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
PC1 (45.1)
PC
2(2
4.9
)
1
2
3
4
5
6
7
8
910
11
12
13
1415
16
-4 -2 0 2 4
-4-2
02
4
Ca
MgCICFe
Mn
NT
L
S
Conclusiones• 1) Los suelos del Meta y Tolima se diferenciaron por el material parental lo
cual se ve reflejado en las características físicas y químicas y el estatus nutricional del suelo en cada zona.
• 2) El Tolima, de mayor fertilidad, presenta pH con valores levemente ácidos a neutros, y mayor concentración de nutrientes como el Ca, Mg y Zn.
• 3) Los suelos del Meta, son suelos ácidos con altas concentraciones de Al, Fe y Mn, bajas concentraciones de Ca y Mg. Estos suelos se diferenciaronpor el sistema de cultivo (secano e inundado).
• 4) El Tolima se diferencio en dos subregiones, Tolima sur con fertilidad media, suelos ligeramente ácidos, altos niveles de CIC, Ca, Cu y Zn. Tolima norte con fertilidad baja, moderadamente ácidos, altos contenidos de MO y niveles ideales de Ca, medios de Mg, K, Cu y exceso de Fe, Mn, Zn y S.
• La uniformidad en términos de %CO, K, P y %NT para las 4 zonas muestreadas podría ser efecto de la constante actividad agrícola.
Esquema Metodológico
Determinar el papel de microorganismos edáficos y factores físico químicos asociados a la calidad de suelo en fincas arroceras del departamento del Tolima y Meta
Recuento total de microorganismos
cultivables
Recuento de grupos Funcionales
Fijadores de N2Solubilizadores de P
Degradadores de lig. Y Cell
Determinar y analizarLos factores fisico quimicos
del suelo
Determinación de la actividad metabolica y enzimatica de los suelos
Diversidad de microorganismosno cultivables
Recuento Bacteriano: Agar nutritivo
Recuento Hongos: Agar sabouraud dextrosa ASD
Recuento de Actinos: Agar Caseina Almidon
Esquema Metodológico
Diluciones seriadas
Fijadores Biológicos de Nitrógeno
Solubilizadores de Fosfato
Fosfato tricalcico
Fosfato de aluminio
Microorganismos Ligninolíticos y Celulolíticos
Lignina alcalina
Carboximrtil Celulosa
Celulosa
Estructuras micorrícicas observadas
A. Hifas y vesículas B. Hifas y arbúsculos C. Glomus sp.
MUESTRAS % CT % CV %CA %CH
ZONA
NORTE
LIEVANO-ARMERO
FINCA 1 8,00% 0,50% 0,00% 7,50%
FINCA 2 16,50% 0,00% 0,00% 16,50%
FINCA 3 61,50% 11,00% 4,00% 46,50%
FINCA 4 55,50% 12,00% 0,00% 41,50%
ZONA
SUR SALDAÑA
-ESPINAL
FINCA 5 45,00% 6,00% 13,00% 26,00%
FINCA 6 21,50% 7,00% 0,00% 14,50%
FINCA 7 9,50% 5,00% 0,00% 4,50%
FINCA8 21,50% 3,50% 0,00% 18,00%
Porcentaje de Colonización de HFMA
en Raíces de Arroz en Tolima
CT= Colonización total, CV= Colonización vesículas,
CA= Colonización arbúsculos, CH= Colonización de hifas
Porcentaje de Colonización de HFMA en Raíces de Arroz en Meta
SISTEMA% CT % CV %CA % CHI
%
CHE
SECANO
Finca 9 39,7 14,0 0,0 39,0 4,5
Fin. 10 33,5 7,5 0,0 31,5 5,2
Fin. 15 47,0 8,5 2,5 46,5 3,0
Fin. 16 68,7 18,5 0,75 64,5 12,7
INUNDADO
Fin. 12 43,5 8,0 6,2 38,0 9,2
Fin. 13 8,2 3,2 0,2 3,7 4,0
Fin. 14 2,5 0,0 0,0 1,5 1,0
CT= Colonización total, CV= Colonización vesículas,
Análisis de PCA de Mos
CultivablesTolimaA. Primer año B. Segundo año
-0.5 0.0 0.5
-0.5
0.0
0.5
PC1 (72.2)
PC
2 (
20
.5)
1
2
3
4
5
6
7
8
-2 -1 0 1 2
-2-1
01
2
Nfb
CFA
CAF
Análisis de PCA de MOs Cultivables Meta
A. Primer año. B. Segundo año
Efecto de Distribución deGrupos Funcionales
Projection of the variables on the factor-plane ( 1 x 2)
Active
AN
Nfb
ARA
HSF_1
CFA_1
HCL_1
-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0
Factor 1 : 55,66%
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
Fa
cto
r 2
: 2
5,2
0%
Projection of the cases on the factor-plane ( 1 x 2)
Cases with sum of cosine square >= 0,00
Labelling variable: ID
Active
TN1
TN2
TN3
TN4
TS5TS6
TS7
TS8
MV9
MV10
MA11
MA12
MA13
MA14
MV15
MV16
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
Factor 1: 55,66%
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
Facto
r 2:
25,2
0%
BCELHCEL Hlig AN Nfb ACT PDA CFC CFA FH AF BSF HSF
pH -0,062 -0,251 0,455 0,504 0,67 -0,64 -0,68 -0,36 -0,48 -0,8 -0,4 0,157 -0,25% CO -0,436 -0,311 0,046 -0,36 -0,2 -0,21 -0,37 -0,4 -0,51 -0 -0,4 0,113 0,01
Ca -0,334 -0,063 0,143 0,682 0,88 -0,58 -0,48 -0,52 -0,25 -0,8 -0,3 0,089 -0,4Mg -0,443 -0,055 0,067 0,503 0,71 -0,48 -0,47 -0,42 -0,24 -0,7 -0,3 0,32 -0,37K -0,358 0,455 -0,13 0,404 0,34 0,024 -0,05 -0,24 0,268 -0,1 0,45 -0,1 -0,16
Mg/K -0,215 -0,341 0,411 0,307 0,57 -0,64 -0,58 -0,24 -0,53 -0,7 -0,5 0,418 -0,28
Ca/K -0,102 -0,287 0,413 0,53 0,77 -0,7 -0,56 -0,39 -0,47 -0,8 -0,5 0,149 -0,32
Ca+Mg/K -0,126 -0,302 0,418 0,491 0,74 -0,7 -0,57 -0,36 -0,48 -0,8 -0,5 0,206 -0,31Al 0,044 0,307 -0,41 -0,15 -0,2 0,579 0,667 0,257 0,331 0,35 0,48 0,122 0,04CIC -0,416 -0,089 0,097 0,5 0,71 -0,51 -0,43 -0,53 -0,32 -0,7 -0,3 0,213 -0,39
P 0,255 0,047 -0,18 0,185 0,02 0,173 0,298 0,085 0,43 0,21 -0 -0,21 -0
Fe 0,399 0,196 -0,21 -0,15 -0,3 0,268 0,277 0,119 0,402 0,39 0,2 -0,58 0,35
Mn -0,286 -0,513 -0,13 -0,55 -0,5 -0,03 -0,11 -0,25 -0,35 -0,1 -0,3 0,251 0,23
N-NO3 -0,572 0,214 -0,23 0,413 0,54 -0,27 -0,26 -0,27 0,14 -0,4 0,06 0,215 -0,27Arcilla -0,028 0,518 -0,4 0,665 0,5 0,025 0,188 -0,43 0,404 -0,3 0,43 -0,5 -0,37Limo 0,336 0,582 -0,2 0,295 0,15 0,537 0,608 0,247 0,669 0,32 0,71 0,043 0,11
Arena -0,226 -0,657 0,327 -0,52 -0,3 -0,39 -0,52 0,025 -0,67 -0,1 -0,7 0,201 0,09%Humedad 0,384 0,351 -0,26 0,11 -0 0,228 0,429 0,022 0,335 0,21 0,31 -0,35 0,21
Correlaciones Microorganismos y Físicos y Químicos 2do Año
Conclusiones• 1) Se encontró un número importante de microorganismos
asociados a la solubilización y mineralización de fosfato a la FBN y organismos celulolíticos en los suelos arroceros del Tolima y Meta.
• 2) Los recuentos de los diferentes grupos funcionales de microorganismos fueron influenciados por las características físicas y químicas del suelo.
– El contenido de Ca+ parece favorecer los FBN pero inhibe los Sol de P.
– El contenido de nitrato favorece los Sol de P.
– El pH y la textura del suelo afectan la distribución de los diferentes grupos funcionales particularmente Sol de P y celulolíticos.
– Cationes como Ca+ y Mg+ y sus fracciones ejercen un efecto muy importante sobre la distribución de los diferentes grupos funcionales.
Esquema Metodológico
Determinar el papel de microorganismos edáficos y factores físico químicos asociados a la calidad de suelo en fincas arroceras del departamento del Tolima y Meta
Recuento total de microorganismos
cultivables
Recuento de grupos Funcionales
Fijadores de N2Solubilizadores de P
Degradadores de lig. Y Cell
Determinar y analizarLos factores fisico quimicos
del suelo
Determinación de la actividad metabolica y enzimatica de los suelos
Diversidad de microorganismosno cultivables
Actividad de la Nitrogenasa
Acetileno
Incubar 48 h
25 o C
Cromatógrafo
de gases
Tolima (1)
Fincas
1 2 3 4 5 6 7 8
nmol
es d
e et
ileno
106
g-1h-1
0
10
20
30
40
50
60
70
Meta (1)
Fincas
9 10 11 12 13 14 15 16
0
100
200
300
400
500
cb
c
a
a
a
ab
ab ab
Tolima (2)
Fincas
1 2 3 4 5 6 7 8
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
cb c c
b b
a
bb
Meta (2)
Fincas
9 10 11 12 13 14 15 16
0
100
200
300
400
500
ba
b ba
ba
b b
a
nmol
es d
e et
ileno
106
g-1h-1
Actividad Nitrogenasa
Actividad ProteasaTolima (1)
Fincas
1 2 3 4 5 6 7 8
µg d
e tir
osin
a g-1
h-1
0
200
400
600
800
1000
cb
ba
aa
dc
dcd
dc
Meta (1)
Fincas
9 10 11 12 13 14 15 16
0
100
200
300
400
500
600
dc
bcb
d
a
b b b
Tolima (2)
Fincas
1 2 3 4 5 6 7 8
µg d
e tir
osin
a g-1
h-1
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Meta (2)
Fincas
9 10 11 12 13 14 15 16
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
cbc
cb c ccb
a
b
abc
ab
abc
abc
abc c
a
bc
0
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5 6 7 8
ugr
amo
s d
e ρ
-nit
rofe
no
l x g
-1 s
ue
lo s
eco
x
h-1
Fincas
B - GLUCOSIDASA II AÑO TOLIMA
ab
ab
b b
b
b
a
b
0
10
20
30
40
50
60
9 10 11 12 13 14 15 16ugr
amo
sd
e ρ
-nit
rofe
no
lx g
-1 s
ue
lo s
eco
x
h-1
Fincas
B - GLUCOSIDASA II AÑO - META
Actividad Celulolítica
d
c c
b b
a
dd
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1 2 3 4 5 6 7 8
ugr
amo
s d
e ρ
-nit
rofe
no
l x g
-1 s
ue
lo s
eco
x
h-1
Fincas
ARILSULFATASA I AÑO - TOLIMA
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1 2 3 4 5 6 7 8
ugr
amo
s d
e ρ
-nit
rofe
no
l x g
-1 s
uel
o s
eco
x h
-1
Fincas
ARILSULFATASA II AÑO - TOLIMA
ab
a
a
a
aa
a
0
50
100
150
200
250
9 10 11 12 13 14 15 16ugr
amo
s d
e ρ
-nit
rofe
no
l x g
-1 s
ue
lo
seco
x h
-1
Fincas
ARILSULFATASA I AÑO - META
Cd
b
d
a
e
dc
d
cd
b
cb
dcd
aa
0
50
100
150
200
250
300
350
9 10 11 12 13 14 15 16
ugr
amo
s d
e ρ
-nit
rofe
no
l x g
-1 s
uel
o
seco
x h
-1
Fincas
ARILSULFATASA II AÑO - META
Actividad Enzimática
Arilsulfatasa
FINCAS
1 2 3 4 5 6 7 8
um
ole
s d
e p
-nitro
fen
ol/g
r su
elo
se
co
/ho
ra
0
10
20
30
40
Fosfatasa acida
Fosfatasa alcalina
bcbc
cd
ab
bc
d
c
a
a a a
b
bcbc
c
b
FINCAS
9 10 11 12 13 14 15 16
um
ole
s d
e p
-nitro
feno
l/gr
de s
uelo
seco/h
ora
0
10
20
30
40
Fosfatasa acida
Fosfatasa alcalina
abc
e
d
ab
abc
ad
c
b
a a
bc bc
bc
d
e
Actividad Fosfatasa
Acida y Alcalina
Actividad Fosfatasa Acida y Alcalina
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1 2 3 4 5 6 7 8
FOSFATASA ACIDA Y ALCALINA II AÑO - TOLIMA
a
a ab a
a
a
b
cdd
cdb
a a
bc
FOSFATASA ACIDA FOSFATASA ALCALINA
ugr
amo
s d
e ρ
-nit
rofe
no
l x g
-1 s
ue
lo
ab
bcd
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
9 10 11 12 13 14 15 16
FOSFATASA ACIDA Y ALCALINA II AÑO - META
FOSFATASA ACIDA FOSFATASA ALCALINA
ugr
amo
s d
e ρ
-nit
rofe
no
l x g
-1 s
ue
lo s
eco
bc
c
b
b
c
b
aa
d
ba
cdd d
bc
Resumen de Actividades Enzimáticas Por Zona de Estudio
Enzimas
MS MI TN TS
MS ES T MI ES T TN ES T TS ES T
ARA 86,74 20,51 b 227,93 31,80 a 34,89 2,21 c 29,64 3,23 c
Prot 80,793 3,0893 b 105,88 14,0579 b 278,307 22,2776 a 94,551 5,3192 b
Aril 68,3945 2,6937 ns 89,6152 8,44076 ns 74,4547 3,24318 ns 74,2112 6,2321 ns
FAC 27,6314 1,25322 a 16,854 1,66794 b 30,3381 0,5463 a 30,4262 1,06168 a
FAL 9,3311 0,696602 a 2,28076 0,314124 b 2,49151 0,371642 b 8,21998 0,539493 a
Correlaciones Enzimas y Físicos y Químicos 2do Año
ARIL FAC FAL ARA P. ARA PRO B-GlucpH -0,637 -0,129 0,472 0,669 -0,277 -0,613 0,031
Ca -0,433 0,064 0,747 0,642 -0,281 -0,48 0,301Mg -0,415 0,101 0,677 0,473 -0,328 -0,488 0,467
K 0,097 0,203 0,497 0,142 -0,037 0,046 0,07
Ca/Mg -0,084 -0,235 0,027 0,173 0,289 0,014 -0,702
Mg/K -0,472 0,059 0,423 0,408 -0,469 -0,572 0,368
Ca/K -0,48 0,011 0,501 0,566 -0,383 -0,539 0,175Ca+Mg/K -0,485 0,021 0,492 0,54 -0,406 -0,553 0,217
Na -0,406 -0,292 0,436 0,23 -0,024 -0,458 0,262
Al 0,616 0,097 -0,085 -0,219 0,176 0,484 0,14
CIC -0,388 0,11 0,708 0,503 -0,315 -0,49 0,441P -0,308 -0,453 -0,449 -0,039 0,507 0 -0,437
Fe 0,409 0,08 -0,407 -0,434 0,205 0,575 -0,485
Mn -0,127 0,041 -0,138 -0,127 -0,249 -0,23 0,434Zn -0,266 -0,104 0,209 -0,038 -0,15 -0,28 0,614
NT 0,098 0,263 0,002 -0,184 -0,108 0,085 0,465
N-NO3 -0,166 0,197 0,548 0,196 -0,149 -0,265 0,548
Limo 0,367 -0,034 0,032 -0,111 0,348 0,611 -0,093Arena -0,329 0,085 -0,199 -0,021 -0,386 -0,455 0,225
%Humedad 0,678 0,319 -0,072 -0,399 0,042 0,741 0,027
Esquema MetodológicoAislar y caracterizar
fijadores de N2,solubilizadores de P y
degradadores de cell y lig
Determinar el papel de microorganismos edáficos y factores físico químicos asociados a la calidad de suelo en fincas arroceras del departamento del Tolima y Meta
Recuento total de microorganismos
cultivablesRecuento de grupos
FuncionalesFijadores de N2
Solubilizadores de PDegradadores de lig. Y Cell
Determinar y analizarLos factores fisico quimicos
del suelo
Determinación de la actividad metabolica y enzimatica de los suelos
Diversidad de microorganismosno cultivables
DIVERSIDAD DE MICROORGANISMOS NO CULTIVABLES
Estandarización de extracción de ADN de
suelos y Extracción de ADN
Amplificación de genes
16S rDNA ITS por PCR
Selección de primers y estandarización de condiciones de PCR
Estandarización de DGGE (Denaturing gradient Gel
Electrophoresis): gradiente denaturante, tiempo de
corrida, voltaje.
Separación de
productos de PCR
(por Composición)
Análisis molecular
Tolima y meta año 1MPM 16.1 15.1 14.1 13.1 12.1 11.1 10.1 9.1 8.1 7.1 6.1 5.1 4.1 3.1 2.1 1.1 173
Tolima año 1, réplicas 1 y 28.2.2 8.2.1 7.2.2 7.2.1 6.2.2 6.2.1 5.2.2 5.2.1 4.2.2 4.2.1 3.2.2 3.2.1 2.2.2 2.2.1 1.2.2 1.2.1
Tolima y Meta año 216.1 15.1 14.1 13.1 12.1 11.1 10.1 9.1 8.1 7.1 6.1 5.1 4.1 3.1 2.1 1.1
Análisis de 16S rDNA
Año I y II
9 15 10 16 1113 12 7 8 14 4 5 6 2 1 3 8 4 3 2 1 7 6 5 13 10 9 15 16 14 12 11
Primer Año Segundo Año
Diversidad y Riqueza BacteriasFINCA
Riqueza
(No. de
OTUS)
Diversidad
(Shannon)
Dominancia
(Simpson_1/
D)
Equitativi
dad
(Pielou)
1 9 2,19 0,84 0,99
2 10 2,31 0,87 1,00
3 8 2,08 0,85 1,00
4 12 2,44 0,89 0,98
5 10 2,28 0,88 0,99
6 10 2,16 0,83 0,94
7 17 2,71 0,91 0,96
8 16 2,73 0,92 0,98
9 15 2,71 0,92 1,00
10 12 2,46 0,90 0,99
11 9 2,16 0,86 0,98
12 11 2,32 0,88 0,97
13 9 2,19 0,87 0,99
14 10 2,24 0,88 0,97
15 8 2,09 0,85 1,00
16 10 2,30 0,88 0,99
DGGE Hongos• Marcador Filogenético → Secuencia
intergénica ITS 1 y 2 entre 18S y 28S
PCR 1
PCR 2
EF4
Análisis de Hongos Tolima y Meta año 1
H IV 16.1 15.1 14.1 13.1 12.1 11.1 10.1 9.1 8.1 7.1 6.1 5.1 4.1 3.1 2.1 1.1 H II
Tolima y Meta año 216.2 15.2 14.2 13.2 12.2 11.2 10.2 9.2 8.2 7.2 6.2 5.2 4.2 3.2 2.2 1.2 H IV H II
Análisis de 18S-ITS rDNA Año I y II
10 14 16 11 12 15 6 3 1 2 4 5 13 8 7 9 7 8 13 14 15 16 11 12 9 10 3 4 6 1 2 5
Primer Año Segundo Año
Diversidad y Riqueza HongosFINCA
Riqueza
(No. de
OTUS)
Diversidad
(Shannon)
Dominancia
(Simpson_1/D)
Equitativid
ad (Pielou)
1 11 2,38 0,90 0,99
2 15 2,70 0,93 1,00
3 9 2,18 0,89 0,99
4 10 2,29 0,90 0,99
5 18 2,88 0,94 0,99
6 15 2,68 0,93 0,98
7 15 2,68 0,93 0,99
8 12 2,44 0,91 0,98
9 15 2,70 0,93 0,99
10 18 2,86 0,94 0,99
11 11 2,38 0,90 0,99
12 10 2,27 0,89 0,98
13 14 2,61 0,92 0,99
14 13 2,53 0,92 0,98
15 13 2,54 0,92 0,99
16 13 2,54 0,92 0,99
Conclusiones• 1) La estructura de la comunidad procariotica está
determinada por las condiciones físico-químicas del suelo, las cuales están determinadas por el origen del mismo y las prácticas de manejo del cultivo.
• 2) El marcador molecular del gen 16S rDNA, es más adecuado (en comparación al marcador de ITS), para identificar diferencias entre la estructura de la población microbiana en las zonas evaluadas.
• 3) La aplicación de enmiendas bacterianas para la mejora de la fertilización del cultivo de arroz, debe tener en consideración las condiciones físicas y químicas del suelo.
• 4) Los suelos estudiados, presentan una alta diversidad de hongos representados por el número de OTUs por finca.
Esquema Metodológico
Determinar el papel de microorganismos edáficos y factores físico químicos asociados a la calidad de suelo en fincas arroceras del departamento del Tolima y Meta
Diseño y Evaluación de estrategias de fertilización de dos fincas del Tolima y dos del Meta
Evaluación de Enmiendas Microbianas en una soca de arroz en el Municipio de Saldaña
Tratamiento Aislamiento
T1 Bacillus sp.
T2 Enterobacter sp.
T3 SP13AHSFC01
T4 SP10AHCAF03
T5 Control Pos. Sol P
T6 Control Pos. FBN
T7 Control No inoculado
Soca de Arroz Luego de Corte con Guadaña
Rebrote de la Soca
Soca en Saldaña
Efecto de Aplicación de Hongo Celulolítico al Tamo
Inoculante Trich
oder
ma
sp.
Altura
planta
(cm)
Peso de
1000
granos
Granos.
Panícula-1
Vaneami
ento (%)
No.
Panículas
.m-2
Rendimie
nto (t/ha)
%
Incre
Rend
Bacillus sp. + 103,1 1,2a 25,66 4,0 a 80 5,2a 2,0 0,5a 496 41,6 a 5,73 0,4a 32
- 92,95 1,0 b 18,25 0,8 a 67 1,5 b 2,48 1,2 a 448 23,5 a 4,34 0,1b
Enterobacter sp.
+ 97,31 1,1 a 24,75 1,0 a 92 3,8 a 4,05 1,6 a 589 14,8 a 6,02 0,6 a 32
- 87,6 0,81 b 19,63 2,8 a 66 3,5 b 2,11 1,5a 431 20,9 b 4,55 0,2a
SP13AHSFC01 + 101,4 1,3 a 25,13 1,5 a 78 6,6 a 2,37 1,5ª 420 52,0 a 5,73 0,8 a 21
- 92,38 1,0 b 20,88 2,5 a 67 4,3 a 2,76 1,7ª 496 17,0 a 4,73 0,3a
SP10AHCAF03 + 99,92 1,0 a 23,00 3,9 a 99 7,1 a 2,57 0,6ª 543 21,5 a 5,77 0,3a 21
- 89,75 1,0 b 20,88 3,8 a 80 6,3 a 6,73 1,9ª 408 27,0 b 4,77 0,3b
Control Pos Sol de P
+ 100,8 1,0a 23,50 1,7 a 93 4,5 a 7,05 3,4ª 543 21,5 a 5,56 0,2a 9
- 89,33 1,0 b 22,75 2,3 a 84 8,0 a 2,48 1.0a 429 40,4 b 5,11 0,4a
Control PosFBN
+ 102,9 1,1 a 22,25 1,6 a 80 4,9 a 4,03 0,9ª 515 55,1 a 5,70 0,2a 21
- 88,73 0,8 b 20,63 1,1 a 74 3,3 a 2,64 1,3ª 454 37,0 b 4,70 0,2b
Control Neg + 100,0 1,1 a 24,88 1,6 a 88 6,0 a 6,31 2,3ª 528 25,0 a 6,15 0,4 a 36
- 91,75 0,9 b 18,38 1,8 b 71 7,2 a 4,89 1,7ª 422 15,9 b 4,51 0,3b
Evaluación de enmiendas microbianas en un cultivo de arroz en Lérida Tolima
Tratamiento Microorganismo
T1 Bacillus sp
T2 Enterobacter sp.
T3 13HSFC01
T4 10HCAF03
T5 Micorrizas
T6 Control Pos Sol de P
T7 Control Pos FBN
T8 Control Neg
Resultados de RendimientoEnsayo de Lérida
Tratamiento Altura de
planta (cm)
No.
Panículas/m2
Peso de 1000
granos
(g)
Vaneamiento
(%)
No. granos/
Panícula
Rendimiento
(T/ha)
Bacillus sp 90,61 1,36 y c 642 57,98 a 25,26 0,543 a 27,32 2,004 a 529,9 61,1a 5,72 0,4a
Enterobacter
sp. 93,51 0,91 b 641 25,79 a 26,81 0,487 a 24,64 2,274 a 456,55 75,6a 5,56 0,46 a13HSFC01 92,90 0,95 b 615 19,28 a 25,90 0,821 a 24,40 2,763 a 585,10 77,4a 5,71 0,43 a
10HCAF03 92,5 0,92 bc 598 40,08 a 26,35 2,311 a 24,79 1,763 a 398,85 98,3a 6,01 0,56 aMicorrizas 90,92 1,18 c 600 55,79 a 25,81 1,158 a 29,64 3,029 a 444,35 48,2a 6,39 0,31 a
Control Neg 94,50 0,90 a 585 43,95 a 22,57 1,647 a 17,32 1,290 a 592,45 49,2a 5,77 0,21 a
Control Pos. FBN 91,91 0,85 c 624 89,56 a 25,82 1,652 a 23,09 3,862 a 436,75 99,9a 5,16 0,32 a
Control Pos Sol de P 95,25 0,92 a 575 52,42 a 26,41 2,244 a 27,80 4,466 a 512,70 90,1a 5,68 0,16 a
Evaluación de Enmiendas Microbianas en la Finca Capachos (Meta)
Tratamiento Aislamiento
T1 C9N
T2 C 5,6,7 N
T3 Control Pos FBN
T4 C9N/SP13AHSFC01
T5 SP13AHSFC01
T6 SP10AHCAF03
T7 Control Pos Sol de P
T8 Micorriza
T9 Testigo
Evaluación de Variables de Crecimiento y Rendimiento
TratamientoAltura planta
(cm)
Granos.
Panícula-1
Vaneamiento
(%)
Longitud de
panícula
(cm)
No.
Panículas.
m-2
Rendimiento
(t/ha)
C9N 71,30x 1,2 a 70 10,49 a 27,77 4,5 a 18,90 0,9 a 621 56,7 a 3,26 0,31 a
C 5,6,7 N 71,15 0,9 a 60 16,84 a 23,67 5,6 a 18,93 0,7 a 683 56,7 a 3,29 0,36 a
Control Pos
FBN
71,17 1,7 a 59 16,09 a 24,00 1,0 a 18,47 1,2 a 609 22,7 a 3,83 0,37 a
C9N/
13HSFC01
68,44 0,9 b 68 5,03 a 28,10 3,3 a 18,97 0,6 a 717 107,9 a 3,67 0,44 a
13HSFC01 71,53 1,3 a 47 11,00 a 22,10 1,7 a 18,35 0,7 a 768 184,0 a 3,99 0,05 a10HCAF03 67,98 1,2 b 69 10,33 a 20,10 2,0 a 18,93 0,6 a 665 58,6 a 4,31 0,12 a
Control Pos
Sol de P
68,08 1,4 b 65 3,51 a 22,50 0,6 a 19,03 0,2 a 696 30,0 a 3,29 0,37 a
Micorriza 65,90 1,4 c 58 5,70 a 34,73 6,5a 18,67 0,4 a 660 26,6 a 3,91 0,19 a
Control 72,53 1,3 a 54 1,00 a 19,55 5,6 a 18,65 0,0 a 666 42,0 a 3,73 0,00 a
Relación Entre el Contenido de N,P y K a 70 DDG y Rendimiento
Tratamiento C9N C 5,6,7 NControl Pos
FBNC9N/11A-HSFC-01
11A-HCFH-02
Control Pos Sol de P Micorriza
granos/pan. Vs. N 0,23 0,96 0,98 0,16 0,96 0,18 0,94granos/pan. Vs. P 0,51 0,14 0,82 0,70 1,00 0,32 0,83granos/pan. Vs. K 0,94 0,46 0,31 0,89 0,16 0,72 0,46van. Vs. N 0,58 0,99 0,85 1,00 0,96 0,42 0,24van. Vs. P 0,17 0,05 0,97 0,06 1,00 0,97 0,03van. Vs. K 0,98 0,20 0,31 0,00 0,16 0,02 0,78pan./m2 Vs. N 0,55 0,85 0,48 0,88 0,06 0,75 0,92pan./m2 Vs. P 0,20 0,05 0,04 0,00 0,00 0,00 0,32pan./m2 Vs. K 0,99 0,02 0,12 0,08 0,80 1,00 0,31peso 1000 g vs. N 0,06 0,24 0,03 0,57 0,16 0,01 0,12peso 1000 g vs. P 0,75 0,60 0,15 0,70 0,31 0,83 0,11peso 1000 g vs. K 0,78 0,25 0,64 0,50 0,96 0,22 0,63
Rendimiento Vs. N 0,14 0,01 0,98 0,04 0,13 0,71 1,00
Rendimiento Vs. P 0,62 0,01 0,83 0,78 0,04 0,79 0,56Rendimiento Vs. K 0,88 0,07 0,33 0,93 0,69 0,17 0,75
Conclusiones Pruebas de Campo
• La aplicación de una enmienda microbiana con microorganismos celulolíticos, en el cultivo de soca, permitió incrementos significativos en el rendimiento (superiores al 21%).
• Los tratamientos donde se aplicaron los microorganismos (particularmente el tratamiento con micorrizas), tuvo un efecto sobre el vaneamiento en el arroz.
• Es relevante realizar estudios que permitan determinar el efecto del uso de microorganismos en el vaneamiento en el arroz con el objeto de mejorar las dosis de fertilizantes y microorganismos para resultados óptimos.
Gracias!!Investigador Principal: Daniel Uribe Vélez, PhD
Universidad Nacional de Colombia Pontificia Universidad Javeriana• Luz Marina Melgarejo, PhD Ivonne Gutiérrez M.Sc• Jimena Sánchez Nieves, PhD (C) Adriana Matiz Villamil• Nubia C. Moreno Sarmiento, MSc• Fabio Aristizabal, PhD Fedearroz• Javier Vanegas, PhD (C ) Dr. Miguel Diago• Yaneth Rodríguez I.A. I.A. Elkin Florez• Mayra Beltrán M.Sc, Ing. Agrónomos del Tolima y Meta• Adriana Sanabria M.Sc• Diana Cristancho Bact. Biocultivos• Catalina Camelo, Bi Dr. Gonzalo Sarmiento• Francy Marentes, I.A Edgar Moller, I.A.