Evaluación de la capacidad de solubilización de fósforo en aislamientos bacterianos de suelo utilizado para cultivo de caña de azúcar

Abstract

Las bacterias solubilizadoras de fosfatos (PSB) son un grupo de bacterias presentes en el suelo que tienen la capacidad de solubilizar formas inorgánicas de fósforo, que no pueden ser absorbidas por las plantas. El fósforo, al ser un nutriente esencial para el crecimiento, es de vital importancia que se encuentre en el suelo en forma de especies químicas que sean accesibles para la planta. Las PSB pueden ayudar a mejorar la disponibilidad de fosfatos en el suelo, lo que puede aumentar el rendimiento y la calidad de los cultivos. Las PSB también pueden reducir la necesidad de fertilizantes fosfatados, lo que supone avances clave para una alcanzar una agricultura sostenible y la mejora de la salud del suelo entendiendo la dinámica microbiológica del mismo. Para aplicar las PSB como una alternativa a los fertilizantes fosfatados es necesario comprender a profundidad las características de estas bacterias que las vuelven promotoras del crecimiento vegetal. El objetivo del presente estudio fue llevar a cabo una selección de cepas candidatas de PSB aisladas de suelo de cultivo de caña de azúcar para determinar los mecanismos moleculares que resultan en la solubilización de fosfatos, mediante técnicas bioquímicas y moleculares. Los resultados de la investigación asociaron a los géneros bacterianos Acinetobacter, Leclercia, Aeromonas, Pseudomonas, Lelliottia, Klebsiella, Stenotrophomonas y Bacillus como bacterias solubilizadoras de fosfatos de la rizósfera de plantas de caña de azúcar en el departamento Escuintla de Guatemala. Los cuatro experimentos realizados evidencian a los géneros Pseudomonas, Acinetobacter y Bacillus como posibles microorganismos para considerar en la formulación de un biofertilizante, ya que parecen ser particularmente eficientes en la solubilización de fosfatos tanto por medio de secreción de ácidos orgánicos como por medio de la secreción de enzimas extracelulares. Estos resultados respaldan el potencial de estos géneros bacterianos para ser considerados como potenciales para la formulación de un biofertilizante que sustituya el uso de fertilizantes químicos fosfatados, acercando a Guatemala a tener una agricultura más sostenible y limpia.

Phosphate-solubilizing bacteria (PSB) are a group of soil bacteria capable of solubilizing inorganic forms of phosphorus, which are otherwise inaccessible to plants. As phosphorus is a vital nutrient for plant growth, it is crucial that it be available in the soil in forms that plants can absorb. PSBs can enhance the availability of phosphates in the soil, potentially increasing crop yield and quality. They also reduce the need for phosphate fertilizers, representing a key advancement toward sustainable agriculture and improved soil health by understanding the microbiological dynamics of the soil. To utilize PSBs as an alternative to phosphate fertilizers, it is necessary to understand the characteristics that make these bacteria effective plant growth promoters. This study aimed to select candidate PSB strains isolated from sugarcane cultivation soil to determine the molecular mechanisms resulting in phosphate solubilization using biochemical and molecular techniques. The results identified the bacterial genera Acinetobacter, Leclercia, Aeromonas, Pseudomonas, Lelliottia, Klebsiella, Stenotrophomonas, and Bacillus as phosphate-solubilizing bacteria from the rhizosphere of sugarcane plants in the Escuintla department of Guatemala. The four experiments conducted highlight the genera Pseudomonas, Acinetobacter, and Bacillus as potential microorganisms for consideration in biofertilizer formulation, as they appear particularly efficient in phosphate solubilization through the secretion of organic acids and extracellular enzymes. These findings support the potential of these bacterial genera for the development of a biofertilizer to replace chemical phosphate fertilizers, moving Guatemala closer to achieving more sustainable and cleaner agriculture.