Dinámica Bacteriana del Ciclo de Nitrógeno en Diferentes Sistemas de Manejo Agrícola

Abstract

La intensificación de la producción agrícola y el suministro de fertilizantes nitrogenados sintéticos, ha perturbado el equilibrio de diferentes ciclos biogeoquímicos, los cuales son determinados en gran medida por la acción de diferentes microorganismos. El propósito del presente trabajo fue conocer la diversidad y abundancia de bacterias asociadas al ciclo del nitrógeno en diferentes sistemas de manejo agrícola para la producción de maíz nativo (Zea mays L.). La unidad experimental se ubica en Cocotitlan, Estado de México (19°1418.39 N y 98°5221.42 0, 2 572 msnm). Las estrategias utilizadas para la producción de maíz nativo fueron: tipo de labranza: convencional (CT) y mínima (ZT), manejo de cultivo: rotación (R), monocultivo (M) e intercalado (I), fertilización: sintética (Q) y orgánica (0), control de malezas: sintética (H) y orgánica (h), incorporación de residuos (+r: mas residuos, -r: sin residuos y 30r: 30% de residuos). En todos los sistemas se sembró maíz nativo chalqueno. Los cultivos a intercalar fueron calabaza, frijol y tomate. Los tratamientos fueron CTM030r, CTMQH-r, ZTRQH+ra, ZTRQH+rm, ZTIOh+r, ZTROh+ra y ZTROh+rm. Antes de la implementación de los sistemas de manejo agrícola se realizo un muestreo y después del primer ciclo agrícola dos uno en época de lluvia y otro en época de seca para los años 2013 • y 2014. Las muestras de suelo fueron colectadas de 0-10 cm de profundidad. Cada muestra de suelo fue lavada con una solución de pirofosfato de sodio al 0.15 M y buffer fosfato de sodio 0.15M. El DNA genómico (gDNA) fue extraído con el kit NucleoSpin® Soil. El rendimiento y pureza del gDNA se efectuó en el espectrofot6metro NanoDrop 2000 (Thermo ScientificTM). La calidad del gDNA se verifico mediante la técnica de electroforesis en gel de agarosa al 0.8% y visualizado en un iluminador de luz ultravioleta Image® Gel DocTM XR (BIO-RAD, USA). La amplificación de la región V4-V5 se realizó a partir del gDNA y los productos amplificados fueron secuenciados mediante Illumine MiSeq (Reserch and Testing Laboratory). La Comunidad Bacteriana del ciclo del Nitrógeno (CBN) de los suelos de todos los diferentes sistemas de manejo agrícola se distribuyo en 15 fibs, 28 clases, 58 ordenes, 98 familias, 164 géneros y 13 especies. En los que se incluyeron fijadores de N (9%), desnitrificantes (4%) y algunos géneros con mas de un tipo de metabolismo relacionado al ciclo del N (45.7%). Los sistemas con mayor diversidad fueron los sistemas con labranza mínima. La abundancia total en cada sistema disminuyo en el tiempo. En CBN común a los diferentes sistemas de manejo, el sistema ZTIOh+r fue abundante y el sistema ZTROh+ra el mas diverso. En conclusión, la diversidad en los diferentes sistemas de manejo agrícola es variable, oscilante y su abundancia total disminuye en el tiempo. Los fibs Proteobacteria, Actino bacteria fueron grupos predominantes en los diferentes sistemas de manejo agrícola. Los sistemas de manejo agrícola que incluyen practicas de labranza mínima, intercalado y rotación intercalado de cultivos y aporte de residuos vegetales funcionalmente son mas equilibrados que los sistemas convencionales