Análisis de la capacidad de degradación de material orgánico por parte de hongos aislados del suelo para su aplicación en el cultivo de la caña de azúcar

Abstract

La caña de azúcar es uno de los principales productos de exportación en Guatemala, produciendo millones de toneladas por año. Sin embargo, durante el proceso de cosecha mecánica se generan distintos residuos celulósicos cuyo proceso de descomposición es lento. Por ello, en los últimos años, los ingenios azucareros han explorado el uso de microorganismos, como los hongos, para acelerar el proceso de degradación y así aprovechar estos residuos como fuente valiosa de materia orgánica y nutrientes para las plantas. Por consiguiente, el objetivo de este trabajo consistió en identificar cepas de hongos, aisladas de suelo, con capacidad de degradación de material celulósico para su aplicación en el cultivo de la caña de azúcar. A partir de esto, se identificaron 36 cepas de hongos capaces de degradar celulosa, las cuales presentaron diferencias en cuanto a la actividad celulolítica extracelular, siendo un total de 14 hongos los que presentaron una alta actividad extracelular celulítica, los cuales pertenecieron a diferentes especies de hongos. Asimismo, se logró cuantificar la actividad enzimática de las celulasas, endo-β-1,4 glucanasa y β-glucosidasa para las cepas analizadas, empleando como método de cultivo la fermentación en estado sólido y líquido y el heno como sustrato celulósico, lo cual reflejó el potencial degradativo y la acción sinérgica de las celulasas en la degradación de celulosa presente en el sustrato. Sin embargo, no se logró determinar con exactitud el porcentaje de pérdida de masa seca del heno atribuido a la degradación por parte de los hongos, por lo que se recomienda evaluar directamente la degradación de celulosa durante el proceso de fermentación. A partir de estos resultados, se evidenció el potencial del uso de hongos autóctonos aislados de suelo para la degradación de residuos agrícolas celulósicos derivado del cultivo de la caña de azúcar.

Sugarcane is one of Guatemala’s main export products, producing millions of tons per year. However, during the mechanical harvesting process, various cellulosic residues are generated, whose decomposition process is slow. Therefore, in recent years, sugar mills have explored the use of microorganisms, such as fungi, to accelerate the degradation process and utilize these residues as a valuable source of organic matter and nutrients for plants. Consequently, the objective of this study was to identify fungal strains, isolated from soil, with the capacity to degrade cellulosic material for application in sugarcane cultivation. From this, 36 fungal strains capable of degrading cellulose were identified, showing differences in extracellular cellulolytic activity. Of these, a total of 14 fungi exhibited high extracellular cellulolytic activity and belonged to different fungal species. Additionally, the enzymatic activity of cellulases, endo-β-1,4-glucanase, and β-glucosidase was quantified for the analyzed strains, using solid-state and liquid fermentation methods with hay as the cellulosic substrate. This reflected the degradative potential and the synergistic action of cellulases in degrading cellulose present in the substrate. However, it was not possible to determine the exact percentage of dry mass loss of the hay attributable to fungal degradation, and it is therefore recommended to directly evaluate cellulose degradation during the fermentation process. Based on these results, the potential of using fungi isolated from soil for the degradation of agricultural cellulosic residues derived from sugarcane cultivation was demonstrated.