USO EFICIENTE DE MICROORGANISMOS BENÉFICOS EN AGRICULTURA

Transcripción

1 USO EFICIENTE DE MICROORGANISMOS BENÉFICOS EN AGRICULTURA M.C. Armenia Velázquez Especialista en Microbiología

2 AGRICULTURA AVANCES TECNOLÓGICOS Controlar factores ambientales Reducir incidencia de enfermedades Incrementar productividad por unidad de área Reducir el consumo de agua Optimizar la nutrición del cultivo Incrementar rentabilidad y producción 2

3 AGRICULTURA SIN EMBARGO Cada vez es más difícil producir 3

4 LÍMITES AMBIENTALES Hemos rebasado 4de los 9 límites para la vida en la tierra Cambio climático Pérdida de biodiversidad Cambio en el uso de la tierra Altos niveles de nitrógeno y oxígeno Acidificación de los océanos Consumo de agua dulce Emisión de aerosoles tóxicos Agotamiento del ozono estratosférico Johan Rockström, The independent

5 LÍMITES PARA LA VIDA CRISIS DEL FÓSFORO Delfósforo que incorporamos al cultivo, sólo se aprovecha un 15-25% y cerca del 80% se inmoviliza o se lixivia Para el 2030habremos agotado las reservas minerales de fósforo Cordell, Drangertand White,

6 LÍMITES PARA LA VIDA BIODIVERSIDAD MICROBIANA La misma problemática Por qué? Diversos tipos de suelo Diferentes tipos de climas Gran variedad de cultivos y manejo Qué papel juega la biodiversidad? 6

7 ORIGEN DE LA PROBLEMÁTICA DEL SUELO Biología Manejo Riego Estructura

8 MICROORGANISMOS Y ENFERMEDADES Microbios del suelo Benéficos Patógenos

9 Characteristicsof a HealthySoilFoodweb, per Gram of Soil: 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 beneficial nematodes: bacterial-feeding, fungal-feeding, predatory 200,000 arthropods per square meter 9

10 QUÉ ES UN AGROECOSISTEMA? GRUPO FUNCIONAL CARACTERÍSTICAS Bacterias aeróbicas ,000-1, ,000 UFC/g Reciclan 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 10:1 Son importantes para reciclar ciertos nutrientes, pero cuando exceden este rango pueden ser perjudiciales para los cultivos Hongos y levaduras Actinomicetos Pseudomonas Bacterias fijadoras de N Hongos y bacterias solubilizadores de P y K 100, ,000 UFC/g Descomponen nutrientes, forman agregados enel suelo y previenen algunas enfermedades de las plantas 500, ,000 UFC/g Descomponen celulosay quitina, además de reciclar otros nutrientes. Mejoran la estructura del suelo, ayudan a prevenir enfermedades de las plantas 1, ,000 UFC/g Protegen a la planta, estimulan el desarrollo vegetal 1 000,000 UFC/g Proliferan cuando las cantidades de N en el suelo disminuyen 1, ,000 UFC/g Solubilizan fosforo y potasio inmovilizado en el suelo, haciéndolo disponible para la planta

11 QUÉ PASA CON LA DIVERSIDAD DEL SUELO? Los CULTIVOS AGRÍCOLAS en la actualidad: MONOCULTIVOS de ESPECIES INTRODUCIDAS BIODIVERSIDAD en los suelos agrícolas es BAJA Suelos empobrecidos Plantas más susceptibles a enfermedades y deficiencias Más fertilizantes y plaguicidas añadidos 11

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13 Soluciones 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

14 Soluciones

15 Soluciones Composta Aeróbica Bacterias Hifas de Hongos Protozoarios Buena diversidad Olor a suelo de bosque Composta Anaeróbica Pocas bacterias Deficiencia de hongos Olores desagradables y materia orgánica en descomposición

16 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.

17 ÍNDICES DE DIVERSIDAD Actualmente los microbiólogos conocemos menos del 1% de la microfloradel 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

18 ÍNDICES DE DIVERSIDAD Cuantificar la diversidad de ecosistemas Y LA DIVERSIDAD DE LOS AGROECOSISTEMAS? Se cuantifican especies o grupos de especies Se monitorean especies en peligro de extinción

19 ÍNDICES DE DIVERSIDAD MÉTODOS MOLECULARES Gran cantidad de especies no cultivables

20 BIODIVERSIDAD PARAMETRO MM21 MI84 MI81 M4 M5 M6 M7 RANGO MESÓFILOS AEROBIOS FIJADORAS DE NITROGENO FIJADORAS DE NITROGENO (AC. MÁLICO) SOLUBILIZADORES DE FOSFORO SOLUBILIZADORES DE POTASIO 6 000, , , , , , , , , , , , , , , , ,000-10'000, , , , , , , , , , , , , , ,000 12, ,000 10, , , , , ,000 60,000 10, ,000 10, ,000 PSEUDOMONAS , , , , , , , , ,000 HONGOS 210,000 1,000 1,000 20, ,000 1, ,000 1, ,000

21 BIODIVERSIDAD ESTIMACIÓN Se realiza el conteo de UFC (unidades formadoras de colonias) de cada grupo funcional y se estima el índice de diversidad

22 ÍNDICES DE DIVERSIDAD La diversidad disminuye en las capas más profundas de suelo Es evidente el efecto de los tratamientos en la biodiversidad

23 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

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26 BIOFERTILIZANTE 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 NOes un biofertilizante: Líquidos o fluidos biológicos como sangre, suero de leche, o cualquier sustancia orgánica sin previo tratamiento o fermentación. Aguirre-Medina y colaboradores, Los biofertilizantesmicrobianos: alternativa para la agricultura en México. INIFAP, Folleto Técnico No. 5, Tuxtla Chico, Chiapas. 26

27 MICROORGANISMOS Y NUTRICIÓN

28 POTASIO Bacterias del tipo Pseudomonasspy Bacillus sp, entre otras. Medio mínimo de sales y carbono (Agar PikovskayaModificado -PKM). Fosfato de potasio dibásico. Indicador, púrpura de Bromocresol

29 POTASIO Trichoderma, SK Trichodermaharzianumes un hongo benéfico con extraordinaria capacidad para solubilizar potasio.

30 FÓSFORO 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.

31 FÓSFORO Tabla Crecimiento, toma de fósforo y longitud de raíz micorrizadaen plántulas de Eucalyptusdiversicolorinoculadas con Laccarialaccata a Tratamiento (mg P kg -1 suelo) EC M +/- 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) a EnbaseaBougheretal.(1990).

32 FÓSFORO Paecilomyceslilacinus es un hongo nematófagocon capacidad de solubilizar fósforo 32

33 NUTRICIÓN + MICROBIOS

34 NUTRICIÓN + MICROBIOS Tratamientos: T1 100% Fertilización + Microbios T2 75% Fertilización + Microbios T3 50% Fertilización + microbios T4 Solo microbios T5 Solo fertilizante

35 NUTRICIÓN + MICROBIOS

36 Control Biológico y Bionutrición

37 MECANISMOS DE ACCIÓN MECANISMOS DE ACCIÓN Antagonismo Antibiosis Competencia

38 BIOFUNGICIDAS Correa y colaboradores, Cepas de Trichoderma sp para el control biológico de Sclerotium rolfsii Enfrentamientos directos

39 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

40 ROYA DEL CAFÉ, Control Biológico 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 Identificacionde cepas seleccionadas

41 ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS Trichodermaharzianum 1 x 10 9 UFC/Kg Bacillussubtilis 1 x 10 8 UFC/Kg Bacillus subtilis vs Colletotrichum gloeosporoides IN VITRO Trichodermaharzianumvs Colletotrichum gloeosporoides Testigo EN CAMPO Control de Phytophthora en el cultivo de manzano, Chihuahua, México, 2015.

42 ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS RESULTADOS NEMATICIDA BIOLÓGICO formulado a base del hongo Paecilomyces lilacinus y las bacterias Bacillus thuringiensis y Bacillus popilliae para un control efectivo de gran variedad de nematodos fitopatogenos y larvas de insectos plaga. Prueba de efectividad biológica LILASOL, tomate en macetas TRATAMIENTO % SEVERIDAD % EFECTIVIDAD BIOLÓGICA LILASOL Testigo Inoculado 95 0 Paecilomyceslilacinus parasitando huevecillos y juveniles de Meloidogyne incognita en laboratorio Testigo

43 ALTERNATIVAS BIOLÓGICAS ESPECIALIZADAS Insecticida biológico en polvo formulado a base de Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae y Bacillus thuringiensis para un control más efectivo de diversos insectos plaga en semillas, suelo y follaje de todo tipo de cultivos agrícolas. TESTIGO Control de Panonychus ulmi y Tetranychus urticae(ácaros rojos) Cultivo de manzano, Cd. Cuauhtémoc, Chihuahua, 2014 Control de gallina ciega (Pollyphagasp) en vivero y plantaciones adultas de café con Metaveria

44 Gracias por su atención Preguntas? M.C. Armenia Velázquez Especialista en Microbiología