LABORATORIO 1 MICROORGANISMOS EFICIENTES DEL SUELO
Microorganismos
Eficaces
o
Microorganismos
benéficos
(Effective
Microorganisms) es un coctel de microorganismos empleados para designar algunos tipos de inoculantes microbianos que interaccionan favorablemente sobre el suelo y plantas; para representar efectos favorables sobre ellos.
Fueron
descubiertos y desarrollados por el Doctor Teruo Higa, profesor de la Universidad de Ryukyus en Japón en la década de 1980 (Higa, 1980). El Doctor Higa estuvo investigando la eficacia microorganismos individualmente sin éxito alguno. Pero en 1977, al final de una investigación en su laboratorio mezcló los residuos de los microorganismos
y los desechó en el jardín. Luego de varios días observó un
crecimiento anormal de las plantas justo en el lugar donde había adicionado la mezcla, concluyendo que estos microorganismos producían efectos positivos en el crecimiento de las plantas. De allí nació el desarrollo de la tecnología de microorganismos benéficos (Fujisawa, 1999).
Entre los usos que actualmente se han dado a los microorganismos eficientes en la agricultura están: la capacidad de fijar nitrógeno, corregir la salinidad del suelo al hacer intercambio de iones de Cloro y sodio y aguas duras, facilitando el drenaje y lavado de estas sales tóxicas para los cultivos. Facilitan la descomposición de los desechos orgánicos (Compost, Bocashi) por medio de procesos de fermentativos, favorecer la desintoxicación con plaguicidas, la suspensión de enfermedades en pantas; el aporte de nutrientes al suelo y la producción de compuestos bioactivos como vitaminas y hormonas que estimulan el crecimiento de las plantas, además se actuar como desbloqueador de suelos: pues permite solubilizar ciertos minerales tales como la cal y los fosfatos. (Martínez, 2002).
El éxito de los microorganismos eficientes se logra cuando se dan las condiciones óptimas para metabolizar los sustratos, como disponibilidad de agua, pH, temperatura, Oxigeno; así como la disponibilidad de fuentes energéticas. Dentro de estos microorganismos benéficos, se encuentran los siguientes grupos: •
Bacterias acido lácticas: Las bacterias acido lácticas producen ácido
láctico de azúcares y otros carbohidratos, producidos por las bacterias fototrópicas y levaduras. Por eso, algunas alimentos y bebidas como el yogur y encurtidos son hechas con bacterias acido lácticas desde tiempos remotos. El ácido láctico producido por estas bacterias, es un compuesto bactericida que suprime microorganismos patógenos y facilita la remoción de la materia orgánica no descompuesta. Las bacterias acido lácticas tienen la habilidad de suprimir enfermedades incluyendo microorganismos como Fusarium, que aparecen en programas de cultivos continuos; además ayudan a solubilizar la cal y el fosfato de roca. En circunstancias normales, especies como Fusarium debilitan las plantas, exponiéndolos a enfermedades y poblaciones grandes de plagas como los nematodos. El uso de bacterias ácido lácticas reducen las poblaciones de nematodos y controla la propagación y dispersión de Fusarium, y gracias a ello induce un mejor ambiente para el crecimiento de los cultivos (Sharifukkin, 1993).
•
Levaduras: degradan proteínas complejas y carbohidratos, produciendo
sustancias bioactivas como vitaminas, hormonas, enzimas entre otros metabolitos que pueden estimular el crecimiento y actividad de otras especies así, como de plantas superiores. •
Bacterias Fotosintéticas: Las bacterias fototrópicas son un grupo de
microorganismos independientes y autosuficientes. Estas bacterias sintetizan sustancias útiles de secreciones de raíces, materia orgánica y/o gases dañinos como el ácido sulfhídrico (H2S) con el uso de luz solar y calor del suelo como fuentes de energía. Estas sustancias útiles son aminoácidos, ácidos nucléicos,
sustancias bioactivas y azúcares, los cuales promueven el crecimiento y desarrollo de la planta. Los metabolitos de estos microorganismos son absorbidos directamente por las plantas
y
actúan
como
sustrato
para
el
incremento
poblacional
de
microorganismos benéficos. Por ejemplo, en la rizósfera las micorrizas vesicular arbuscular (VA) se incrementan
gracias
a
la
disponibilidad
de
compuestos
nitrogenados
(aminoácidos) que secretados por las bacterias fototrópicas. Las micorrizas VA en respuesta incrementa la solubilidad de fosfatos en el suelo y, por ello, otorgan fósforo que no era disponible a las plantas. Las micorrizas VA también pueden coexistir con Azobacter y Rhizobium, incrementando la capacidad de las plantas para fijar nitrógeno de la atmósfera. •
Actinomicetos: Ellos producen metabolitos como antibióticos con efectos
biostáticos y biocidas considerándose antagonistas de algunas bacterias y hongos patógenos de las plantas. Benefician el crecimiento y actividad del azotobacter y de las micorrizas. (Franco, 2008) Usos generales y aplicación •
Tratamiento pre-siembra en los suelos.
•
Aplicaciones foliares.
•
Inoculante para semillas y trasplantes.
•
Inoculante para cultivos de vivero y plantas de maceta.
•
Inoculante para hortalizas, frutales, vegetales, flores, forrajes, cereales y
cultivos inundados como el arroz. •
Inoculante para hacer varios tipos de abonos.
•
Inoculante
parta
contaminada (estanques)
renovar
aguas
residuales
y
aguas
de
superficie
1. Aplicaciones actuales de los Microorganismos eficientes
Agricultura
La tecnología microorganismos benéficos está siendo utilizada para reemplazar agroquímicos y fertilizantes sintéticos en varios cultivos, los microorganismos benéficos para la agricultura se enfoca para el mejoramiento de la calidad del suelo construyendo una microbiota balanceada con la mayoría de especies de microorganismos benéficos. A través de esto, es posible transformar cualquier enfermedad suelo inductor de enfermedades en un suelo supresor de enfermedades. Cuando las plantas tienen un mejor ambiente para su crecimiento y desarrollo, los niveles de producción se incrementan y aumentan la resistencia a enfermedades. Sin contar con la calidad de los productos que provienen de fincas donde los microorganismos benéficos
es utilizado son de mejor apariencia y
sabor y tienen una vida de anaquel más larga (Okinawa,1998).
Germinación y formación de sistema radicular
La utilización de microorganismos benéficos en la propagación de plantas, ya sea por semilla o por estacas, tienen como objetivo generar una barrera protectora con microorganismos benéficos para que el momento de entrar en contacto con el suelo, o sustrato, se reduzca considerablemente el efecto nocivo que pueden provocar algunos de los microorganismos patógenos encontrados en el medio. Además con el empleo de microorganismos eficientes se busca promover la germinación rápida de la semilla por el efecto de algunos metabolitos como hormonas, aminoácidos y sustancias antioxidantes.
Mantenimiento de cultivos
La utilización de microorganismos benéficos en el mantenimiento de cultivos, tienen como objetivo establecer los microorganismos en el área de la rizósfera favoreciendo la: Solubilización de nutrientes. Generación de sustancias bioactivas.
Protección de los cultivos frente al desarrollo de las enfermedades del suelo. Promover el desarrollo el crecimiento de las plantas y proteger el follaje contra patógenos.
Actividad pecuaria
Los microorganismos benéficos
son una gran herramienta para la producción
animal especialmente porque estos microorganismos pueden tener efecto probiótico y sanitizador. La tecnología microorganismos eficientes se emplean directamente en el agua para beber, alimentación y aplicación en las instalaciones.
Avicultura
La aplicación de los microorganismos benéficos para la producción avícola se orienta básicamente a la reducir los malos olores, mejorar la actividad sanitaria de las aves.
Acuacultivo
Los microorganismos benéficos tienen un efecto positivo por servir como iniciadores en procesos a escala industrial de acuicultivos especialmente por que disminuyen el consumo proteico de los animales en producción.
Objetivo
Aislar e identificar microorganismos eficientes de diferentes sustratos orgánicos.
Metodología
El proceso se inicia 15 días antes de la realización del laboratorio mediante el entierro de material orgánico (Celulosa y almidón) en un tarro plástico tapado con un pedazo de nylon y bien amarrado. Para esto se realiza un hueco en la tierra de 50cm aproximadamente se mete el tarro y se deja durante 2 semanas, vigilando que permanezca húmedo.
Aislamiento de Microorganismos benéficos
De los tarros previamente enterrados se realizaran los aislamientos de diferentes géneros de microorganismos en medios selectivos, para tal fin se empleará el método de las diluciones: Cada grupo dispondrá de su muestra y realizará diluciones sucesivas de la muestra hasta 10 -6 teniendo en cuenta que la dilución 10 -1 se realiza pesando 10 gramos de la muestra original así: Marcar con 10-1 el frasco tapa rosca que contiene 90mL de agua, pesar 10 de gramos del arroz; mezclarlos en los 90 mL de agua; homogeneizándolo suavemente durante 1 minuto. Se tomará 1mL de la mezcla y se llevará a un tubo de ensayo con 9mL de agua y posteriormente se realizará la misma técnica hasta obtener diluciones de 10 -6 Una vez se tengan la 6 diluciones se procederá a inocular los medios de cultivo para los aislamientos de los microorganismos eficientes. Los medios de cultivo se inocularan por el Método de siembra en Superficie tomando 0.2 ml. de cada una de las diluciones. Para Hongos y Levaduras •
Tomar de a 0.1mL de la diluciones 1, 2, 4 y 5.
•
Adicionar sobre la superficie del agar OGY y en CMC (Carboxi metil
celulosa) •
Tomar la espátula de vidrio mojarla con alcohol al 96%
•
Flamearla con la llama del mechero
•
Enfriarla en la tapa de la caja de petri
•
Esparcir suavemente la muestra en la superficie del medio de cultivo, hasta
que quede seca. •
Envolver en papel kraft las cajas de petri que contienen las diluciones 1 y 2
•
Incubar a temperatura ambiente durante 8 días
•
Incubar las cajas de petri que contiene las diluciones 4 y 5 a 37ºC/24-48
horas. Nota : Con las diluciones 1 y 2 se aíslan las colonias de hongos y 4 y 5 levaduras
Actinomycetos •
Tomar de a 0.1mL de la diluciones 3 y 4
•
Adicionar sobre la superficie del agar ZSAPECK
Toma la espátula de vidrio mojarla con alcohol al 96% •
Flamearla con la llama del mechero y se enfriaen la tapa de la caja de petri
•
Esparcir suavemente la muestra en la superficie del medio de cultivo, hasta
que quede seca. •
Incubar las cajas de petri a 30ºC/.
Bacilos esporulados
Para realiza esta metodología se tendrán en cuenta especialmente los sustratos de almidón enterrados. Se realizaran dos diluciones solo 10
1
–
y 10
2
–
2
–
•
Tomar el frasco tapa rosca con la dilución 10
•
Calentar a 80ºC durante 10 minutos, con el fin de destruir las células
vegetativas y obtener bacterias esporuladas. •
Adicionar sobre la superficie del agar Mossel, Agar almidon y Agar proteína
•
Tomar la espátula de vidrio mojarla con alcohol al 96%
•
Flamearla con la llama del mechero
•
Enfriarla en la tapa de la caja de petri
•
Esparcir suavemente la muestra en la superficie del medio de cultivo, hasta
que quede seca. •
Incubar las cajas de petri a37ºC/24 horas
Los microorganismos se purificarán en los mismos medios y posteriormente se realizará el diagnostico morfológico de los microorganismos por coloración de Gram y Esporo y en el caso de los hongos observación de estructuras fúngicas. Es importante además guardar los aislados purificados en crioviales con aceite mineral estéril y guardarse en congelación.
Bibliografía
1. HIGA, T. Effective microorganisms and their role in kyusei nature farming and sustainable agriculture.1980 2. FUJISAWA, A. et al . Kyusei nature farming and the technology of effective microorganisms : guidelines for practical use. Editado por SANGAKKARA, R. 2a ed. Atami (JP) :INFRC, 1999. 44 p. 3. MARTINEZ, V.R. Biofertilizacion y producción Agrícola sostenible. Retos y perspectives. XIII Congreso Cientifico de INCA. Programa y resúmenes. La Habana. 2002 4. SHARIFUKKIN,
H.,
ANUAR,
A.
y
SHAHBUDDIN,
M-.
Effective
microorganisms and their role in kyusei nature farming and sustainable
agriculture . In . (eds.). Saraburi (TH), Proceedings of the 2nd Conference on Effective Microorganisms (EM). November 1993. Atami (JP) : INFRC, 1994.
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5. OKINAWA (JP) : -. A preliminary study of the suppressing effect of microorganismos beneficos on methane microorganismos beneficos issions in paddy fields. Department of Agriculture University of Ryukyus, 1998. 7 p.
6. FRANCO-CORREA, M. 2008. Evaluación de caracteres PGPR en actinomicetos e interacciones de estas rizobacterias con hongos formadores de micorrizas.
Tesis
Doctoral,
Director:
Dr.
José
Miguel
Barea
N.
Departamento de Fisiología Vegetal. Facultad de Ciencias. Universidad de Granada. pp. 266
