Proyecto: IQ-CV-081
INIAP Estación Santa Catalina
Selección de cepas de rhizobium adaptadas a condiciones de campo, y su uso como inoculantes de leguminosas de la sierra y costa ecuatoriana
En el Ecuador, las leguminosas (importantes fuentes de proteína) son generalmente cultivadas en suelos pobres especialmente en nitrógeno, lo cual constituye un factor crítico de sus bajos rendimientos. Para incrementarlos, una alternativa es el aprovechamiento de la fijación biológica de nitrógeno al asociarse simbióticamente con microorganismos del suelo, concretamente con la bacteria del genero Rhizobium.
Este proyecto se inició solicitando a centros internacionales de investigación microbiológica, cepas de la bacteria. Paralelamente se procedió al aislamiento de cepas nativas provenientes de suelos ecuatorianos, para formar un banco germoplásmico del microsimbionte de los cultivos de fréjol, arveja, alfalfa, soya y maní. Luego se realizó la caracterización fenotípica y genética de la bacteria asociada a los cultivos de fréjol y maní, por cuanto son leguminosas cuyos centros de origen se encuentran en la región de Latinoamérica, siendo que en el caso del fréjol, uno de sus centros de origen es precisamente el Ecuador. La caracterización de las cepas de fréjol fue complementada con un estudio de compatibilidad genética entre Rhizobium y el cultivo.
Posteriormente, el proyecto llevó a cabo el estudio de la estimación del potencial de fijación de nitrógeno de las cepas de cada una de las leguminosas, bajo condiciones de invernadero y de campo. En fréjol, se estudió también la competitividad de las mejores cepas por nodulación, para conocer la cepa más competitiva y poder usarla como inoculante.
En
una segunda fase, se recolectaron turbas y otros materiales (soportes): turba
de Chimborazo, turba de Lloa, turba de Alaska, capa rosa, ceniza, zeolita, y
un sustrato a base de vaina seca molida de fréjol mezclado con compost,
para ser evaluados como potenciales portadores de Rhizobium en la elaboración
de inoculantes.
La investigación de campo fue de carácter participativa conjuntamente
con los agricultores quienes desempeñaron un rol importante en la difusión
de los resultados, con un efecto multiplicador. La difusión sobre la
tecnología de los inoculantes y el uso del producto generado por el proyecto
fue reforzada a través de medios como trípticos, días de
campo, talleres, y programas de radio.
Paralelamente al proceso de investigación, el proyecto ha ido implementando un laboratorio de Microbiología de Suelos en el Departamento de Protección Vegetal de la Estación Santa Catalina, del INIAP, con equipos, reactivo y material necesarios para el manejo de la bacteria y la elaboración de inoculantes.
Como resultados, el estudio de caracterización de cepas de fréjol y de maní, demuestra la alta heterogeneidad de la bacteria en suelos Ecuatorianos. El estudio de la compatibilidad genética entre la bacteria y el cultivo de fréjol, encontró que la diversidad genética de la bacteria es mayor cuando se asocia a cultivares “locales”. Esto implica que existe cierta especificidad entre los simbiontes y por lo tanto se recomienda elaborar inoculantes con cepas aisladas de suelos pertenecientes a regiones donde la variedad de leguminosa es predominante. Este mismo comportamiento de especificidad simbiótica podría existir en la asociación maní-Bradyrhizobium, pero en este caso, se requiere de estudios complementarios para un mejor entendimiento de este fenómeno.
El proyecto seleccionó cepas eficientes en fijación biológica de nitrógeno. En fréjol las cepas UMR 1478 y UMR 1481, en maní: ECUM-P8-6, ECUM-L102, en arveja ECUA –I1, ECUA-Z2, en alfalfa UMR 6008, TAL 380, y en soya: CIAT 151, UMR 6001, ECUS-001, ECUS1-SJ.
En cuanto a la competitividad de cepas asociadas al fréjol, el estudio logró conseguir antisueros de calidad y en suficiente cantidad para las cepas estudiadas, permitiendo tener un stock suficiente de antisueros para futuros estudios serológicos de Rhizobium.
El INIAP dispone de un stock de turba de Chimborazo, que después de un análisis físico, químico y biológico, se la identificó como un buen portador de Rhizobium, al compararla con otros siete materiales catalogados como potenciales portadores.
La difusión de los resultados del proyecto ha permitido que el número de agricultores que usan inoculantes, incremente, comprobado mediante diagnósticos realizados en las Provincias del Cañar y de Pichincha. La difusión también se ha realizado a través de eventos nacionales e internacionales.
Sobre la base de los resultados de la investigación se recomienda:
• Complementar el estudio de caracterización de cepas de maní,
• Una evaluación de campo de cepas representativas de cada uno de los grupos obtenidos en el análisis genético de RFLP de las cepas de maní,
• La evaluación en experimentos demostrativos de varias cepas para compararlas con las cepas “nativas”,
• Realizar un estudio sobre la respuesta de la inoculación al fósforo, sus niveles, y formas de aplicación.
Por último, la interacción directa con centros internacionales de investigación agrícola, permitió la capacitación de personal del proyecto, especialmente en técnicas moleculares, como la caracterización genética de “Bradyrhizobium” asociada al cultivo de maní. La capacitación incluyó cursos teórico práctico relacionados con Microbiología de Suelos, y visitas de investigadores internacionales, permitiendo una estrecha interacción principalmente en el intercambio de información científica.