Papel fisiológico de Azotobacter nigricans en la aplicación de un biosólido en suelo agrícola para la producción de maíz

La deficiencia de fósforo y nitrógeno en suelos agrícolas ha sido históricamente abordada mediante la aplicación de fertilizantes químicos. No obstante, este enfoque ha generado preocupación debido al exceso de químicos utilizados y su consiguiente acumulación en el suelo, contribuyendo así a la contaminación ambiental. En este contexto, se exploró el potencial fertilizante de biosólidos colectados de una planta de tratamiento de residuos de la industria alimentaria, para el cultivo de Zea mays en suelos franco-arenosos de una región semidesértica.

Los biosólidos contenían fuentes de fósforo insoluble, lo que motivó la investigación sobre la capacidad de la cepa Azotobacter nigricans para solubilizar fosfatos. En una fase inicial in vitro, se determinaron las condiciones óptimas para el crecimiento de Z. mays utilizando biosólidos como fertilizante y A. nigricans como promotor del crecimiento vegetal. Este estudio comprendió la evaluación de la capacidad de A. nigricans para solubilizar fosfatos, fijar nitrógeno y producir ácido indol acético, una fitohormona que estimula la formación de raíces. La ubicación de A. nigricans en las raíces de las plantas fue observada mediante microscopia electrónica de barrido.

En experimentos de invernadero, plantas de Z. mays fertilizadas con biosólidos en concentraciones del 15% y 20% (v/p) e inoculadas con A. nigricans mostraron un desarrollo notable, evidenciado por un aumento en el diámetro del tallo (>13,5% en comparación con el control negativo y >7,4% en comparación con el control positivo). Además, se registró una mejor absorción de fósforo y nitrógeno, con aumentos de hasta un 62,8% en comparación con los tratamientos control. El mayor crecimiento de las plantas se atribuyó a la expansión de la superficie de las raíces, lo que resalta el potencial de estos dos componentes en la mejora de la producción agrícola de manera sostenible. A nivel campo, la combinación biosólidos – A. nigricans permitió la producción de mazorcas de tamaño más homogéneo y con mayor rendimiento de maíz por mazorca.

De acuerdo con los resultados obtenidos, la combinación biosólidos – inóculo ofrece una alternativa efectiva y sostenible para fertilizar cultivos de maíz, en comparación con los fertilizantes químicos convencionales. Los resultados obtenidos respaldan la viabilidad de esta estrategia para fomentar prácticas agrícolas más respetuosas con el medio ambiente en suelos degradados.

Proyecto de investigación desarrollado por Sara Luz Vera García, egresada del programa de Doctorado en Ciencias, con especialidad en Biotecnología del Cinvestav. La tesis fue dirigida por la Dra. Josefina Barrera Cortés.