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Crecimiento de Casuarina equisetifolia (Casuarinaceae) en suelo con diesel, y aplicacion de bioestimulacion y bioaumentacion.

Casuarina equisetifolia (Casuarinaceae) growth in soil with diesel and application of biostimulation and bioaugmentation.

El petroleo es una mezcla de hidrocarburos que representa una de las principales actividades industriales de Mexico (Primo 1996, Pardo et al. 2004), destacando la produccion de diesel con 337 millones de barriles diarios (PEMEX 2010). A pesar de su importancia economica y social, la industria petrolera colateralmente genera problemas de contaminacion del suelo causados principalmente por la falta de mantenimiento de instalaciones petroleras, explosiones de alto riesgo en instalaciones y fugas en las lineas de conduccion (Jimenez 2002).

Una vez depositados en el suelo, los hidrocarburos del petroleo se acumulan y forman una capa hidrofobica, induciendo la fragmentacion de los agregados; de igual manera, causan la reduccion y la inhibicion de la cobertura vegetal, y modifican las poblaciones microbianas del ambiente edafico (Lopez-Martinez et al. 2005, Adams & Morales-Garcia 2008).

Las tecnicas de remediacion de suelos contaminados representan un conjunto de operaciones que alteran la composicion del contaminante a traves de acciones quimicas, fisicas o biologicas (Harrison 1999). La biorremediacion muestra ventajas con respecto a los metodos fisicos y quimicos debido a su bajo costo (Volke & Velasco 2002), y se centra en explotar la diversidad genetica y versatilidad metabolica de los microorganismos, para transformar contaminantes e integrarlos a los ciclos biogeoquimicos naturales (Garbisu et al. 2002).

La biorremediacion mediante tecnicas in situ se desarrolla satisfactoriamente con la aplicacion de bioestimulacion y de bioaumentacion (Castillo et al. 2005). La bioestimulacion modifica las condiciones del suelo al facilitar la proliferacion y la actividad de los microorganismos nativos a traves de la adicion de nutrientes, aceptores de electrones, surfactantes, o bien, oxigeno al suelo (Castillo et al. 2005, Singh et al. 2011). Asi, la aplicacion de fertilizantes organicos e inorganicos favorece la degradacion de hidrocarburos de petroleo en suelos (Pardo et al. 2004). Como ejemplo, la fertilizacion con N-P-K (15-15-15) en suelo contaminado con petroleo fue factor importante en la bioestimulacion de la actividad microbiana y en el crecimiento de las plantas, favoreciendo con ello la degradacion de petroleo crudo (55%), en comparacion con el suelo sin la fertilizacion (29%) (Ubochi et al. 2006).

La bioaumentacion por su parte, consiste en adicionar microorganismos aloctonos o modificados geneticamente con capacidad de degradar contaminantes organicos (Volke & Velasco 2002, Castillo et al. 2005). Este metodo se utiliza en suelos contaminados cuando la microflora autoctona es insuficiente en numero o en su capacidad degradadora de compuestos organicos toxicos (Gentry et al. 2004, Mancera et al. 2008).

Los hongos micorrizicos arbusculares (HMA), las bacterias y los hongos filamentosos tienen uso potencial en la fitorremediacion de suelos contaminados con hidrocarburos de petroleo (Boonchan et al. 2000, Leyval et al. 2001, Kirk et al. 2005, Hughes et al. 2007, Silva et al. 2009). Los HMA pueden estabilizar hidrocarburos policiclicos aromaticos (Kirk et al. 2005) o bien, aumentar actividades enzimaticas en las plantas (peroxidasa, oxidasa o catecol oxidasa) cuando se encuentran sometidas a ciertas concentraciones de petroleo (Liu et al. 2004). En gramineas, los HMA inducen la resistencia a estres por diesel y antraceno (Debiane et al. 2008, Tang et al. 2009), mientras que en leguminosas estos hongos estimulan su crecimiento (Liu et al. 2004, Cheung et al. 2008, Hernandez-Ortega et al. 2012).

Las bacterias de vida libre como Bacillus cereus, B. sphaericus, B. fusiformis, B. pumilus, Acinetobacter junii, Pseudomonas sp., y P. putida toleran y degradan tolueno y xileno (Bento et al. 2005, Purushothaman et al. 2010). Algunos generos bacterianos utilizados con exito en procesos de bioaumentacion son Flavobacterium, Sphingomonas, Alcaligenes, Rhodococcus, Mycobacterium, Sinorhizobium, Paracoccus y Achromobacter (Singh et al. 2003, El Fantroussi & Agathos 2005, Keum et al. 2006, Teng et al. 2010).

En el caso de hongos filamentosos, Rhizopus sp., Penicillium funiculosum y Aspergillus sydowii son capaces de remover hidrocarburos totales de petroleo, hidrocarburos policiclicos aromaticos e hidrocarburos alifaticos (Mancera et al. 2008). Otros hongos usados en la bioaumentacion son Absidia, Achremonium, Aspergillus, Verticillium, Penicillium, Fusarium, Mucor y Trichoderma (Hughes et al. 2007, Argumedo-Delira et al. 2009, Silva et al. 2009, Mrozik & Piotrowska-Seget 2010). Diversas plantas herbaceas estimulan la proliferacion de microorganismos en su rizosfera en presencia de contaminantes organicos (Singh et al. 2004). Algunas especies arboreas se han utilizado en la fitorremediacion o dendroremediacion (Schoenmuth & Pestemer 2004, Tamas & Gullner 2006). A manera de contraste, algunas especies arboreas como Cupressus arizonica var. Arizonica, Populus deltoides Bartram ex Marsh., Acacia nilotica (L.) Willd. ex Delile, A. implexa Benth., A. longifolia Wild., Eucalyptus camaldulensis Dehnh., E. melliodora A.Cunn. ex Schauer., Angophora floribunda (Smith) Sweet. y Casuarina cunninghamiana Miq., han sido exitosamente utilizadas para remediar suelos contaminados con metales pesados (Aitchison et al. 2000, Shanker et al. 2005, Alcala et al. 2008, Farias et al. 2009, Singh et al. 2010).

Sin embargo, el uso de especies arboreas para limpiar suelos contaminados con compuestos organicos es aun limitado. Por ejemplo, Pinus sylvestris L. y P. deltoides, favorecen la disipacion de diesel (Palmroth et al. 2002), mientras que Salix (Clon EW-20) y Picea abies (L.) Karst., acumulan 80% de trinitrotolueno (TNT) (Schoenmuth & Pestemer 2004), y Casuarina equisetifolia L. tolera de 5 a 10g/kg de diesel en suelos salinos (Sun et al. 2004). Esta ultima especie arborea de origen Australiano se ha adaptado con exito en Mexico y su uso se ha dirigido a la reforestacion rural y urbana (Valdes et al. 2004), o bien como barreras rompe viento, para controlar la erosion de costas y dunas, y para restaurar zonas con problemas de salinidad (Ndiaye et al. 1993, Moezel et al. 1989, Bruzon et al. 2003, CONABIO 2009, Zhong et al. 2010).

Desde el punto de vista ambiental, Casuarina ha mostrado 100% de supervivencia con respecto a otras especies forestales, en sitios contaminados por la industria minera, y tiene la capacidad de acumular Cromo (CrIII) en sus raices (Shanker et al. 2005). En lo que respecta a contaminantes organicos solo se ha reportado un trabajo en suelo salino contaminado con diesel (Sun et al. 2004). Por lo anterior, este trabajo evaluo la respuesta de Casuarina equisetifolia a la bioestimulacion con dos fertilizantes inorganicos y a la bioaumentacion con un HMA, Trichoderma viride y un consorcio bacteriano, en un suelo contaminado con diesel.

MATERIALES Y METODOS

Recolecta de semilla: La semilla de Casuarina equisetifolia L. fue recolectada en el Colegio de Postgraduados Campus Montecillo y colocada en bolsas de papel para su secado a temperatura ambiente. Las semillas fueron desinfectadas con hipoclorito de sodio (10%) y despues lavadas con suficiente agua destilada para eliminar el exceso del desinfectante. La semilla fue germinada en macetas con 250g de arena de rio lavada y esteril, durante un mes. Las plantulas seleccionadas para su trasplante presentaron una altura de 2.5cm en promedio.

Recolecta del suelo: El suelo (10kg) fue recolectado en San Diego municipio de Texcoco, Estado de Mexico, a partir de los 20cm superficiales, al cual se determinaron sus caracteristicas fisicas y quimicas con metodos normalizados en el laboratorio de Fertilidad de Suelos (Colegio de Postgraduados). El suelo presento un pH de 7.2, 0.14% de N, 2.8% de materia organica y textura franco arenosa. El suelo fue tamizado y esterilizado en autoclave a 121[grados]C por 4h por dos dias consecutivos, y posteriormente secado a 100[grados]C por 48h; seguidamente fue contaminado con diesel comercial.

Contaminacion del suelo: 2kg de suelo seco esteril fueron colocados en refractario de vidrio (3kg de capacidad), al cual se le agrego el diesel correspondiente para obtener una concentracion de 7 500mg/kg. El diesel fue disuelto en 150mL de acetona (Fermont[R]) en vaso de precipitados (500mL) para facilitar su impregnacion homogenea en el suelo (Alarcon et al. 2008). Una vez contaminado, el suelo fue dejado en reposo en condiciones de campana de extraccion, durante cinco dias.

Preparacion de los inoculantes microbianos: El inoculo de Glomus intraradices fue preparado con fragmentos de raices (1cm) de Plectranthus coleoides Benth (Fam. Lamiaceae) utilizada como planta trampa crecida en arena de rio, como sustrato. La colonizacion micorrizica radical determinada mediante la tecnica de Phillips & Hayman (1970) fue de 65%, y el numero de esporas cuantificado por el metodo de Gerdemann & Nicolson (1963) fue de 900esporas/g.

El inoculo de Trichoderma viride (CP4) fue propagado en cajas de Petri con Agar Papa Dextrosa (PDA; Merck[R]) dos semanas antes del establecimiento del experimento. Las cajas de Petri fueron incubadas a 28[grados]C, y posteriormente colocadas a temperatura ambiente para favorecer la esporulacion del hongo. Las esporas fueron recuperadas en 350mL de agua destilada esteril, lavadas y filtradas con fibra de vidrio, bajo condiciones de campana de flujo laminar. El filtrado fue recuperado en matraz Erlenmeyer previamente esterilizado y la concentracion de esporas fue cuantificada en camara de Neubauer; cada planta fue inoculada con 3mL de la suspension de esporas (5.36 x [10.sup.8]esporas/mL).

El inoculo bacteriano estuvo conformado por dos cepas; la cepa M2BOS1-R2 identificada como Sphingobacterium sp., correspondiente a cocobacilos Gram negativos con actividad hidrocarbonoclasta; y la cepa M2BOS4-F2 (bacteria esferica solubilizadora de fosfato inorganico, en proceso de identificacion), compuesta por bacilos Gram negativos, tolerantes a diesel y productores de biosurfactantes. Las bacterias fueron propagadas individualmente en frascos de vidrio con 35mL de caldo nutritivo con cinco repeticiones. Los frascos fueron incubados en agitacion a 180rpm a 28[grados]C durante 72h. Posteriormente, las soluciones bacterianas fueron colocadas en tubos de 50mL y centrifugadas a 7 500rpm por 10min. El sobrenadante fue decantado y la pastilla bacteriana fue recuperada con 35mL de agua destilada esteril. Cada bacteria fue concentrada en un matraz Erlenmeyer de 500mL esteril. El conteo de las unidades formadoras de colonias (UFC) fue estimado a partir de 1mL de la suspension bacteriana del cual se hicieron diluciones decimales ([10.sup.-1] a [10.sup.-7]). Posteriormente, se tomo 0.1mL de las diluciones [10.sup.-4], [10.sup.-5], [10.sup.-6] y [10.sup.-7], y colocado en cajas de Petri con agar nutritivo con tres repeticiones por dilucion. Inmediatamente las cajas fueron incubadas a 28[grados]C por 48h, y despues de este tiempo fueron cuantificadas las UFC. La carga bacteriana obtenida para la cepa M2BOS1-R2 fue de 6x[10.sup.8]UFC/mL y para M2BOS4-F2 fue de 2.5x[10.sup.8]UFC/mL. Finalmente, cada unidad experimental fue inoculada con 3mL de la suspension bacteriana final.

Fertilizantes inorganicos utilizados: Los fertilizantes utilizados en el experimento fueron Triple 17 y Floranid[R]. El fertilizante granulado Triple 17(N-P-K) fue aplicado de acuerdo con la dosis de fertilizacion para especies arboreas (Finck 1988), al suministrar 0.035g a cada unidad experimental. El Floranid (fertilizante inorganico microgranulado de lenta liberacion y contenido de N-P-K de 16-7-15), fue aplicado a cada unidad experimental al suministrar 0.62g, de acuerdo a la dosis especificada por el fabricante para especies arboreas.

Establecimiento del experimento: El experimento fue establecido bajo condiciones de invernadero con temperaturas maximas y minimas promedio de 24[grados]C y 13[grados]C, respectivamente, y con humedad relativa maxima y minima promedio de 83% y 30%, respectivamente (Data logger Hobo serie H8)

El suelo con diesel y sin diesel fue colocado en tubos de plastico para uso en foresteria con 126g de capacidad, a los cuales se aplico el fertilizante correspondiente en las dosis mencionadas, homogeneizandolo con el suelo. Una plantula de C. equisetifolia de un mes de edad fue trasplantada en cada tubo (10 tubos por tratamiento) y tambien inoculada con G. intraradices, con la suspension bacteriana (M2BOS1-R2 y M2BOS4-F4), o con T. viride, segun el tratamiento correspondiente. Las plantulas se mantuvieron en condiciones de invernadero. El riego de las plantulas fue aplicado con 30mL de agua destilada esteril diariamente durante 120 dias.

Despues de 120 dias se midio la altura, y las plantas fueron cosechadas para estimar la biomasa seca total (70[grados]C por 48h) y el indice de calidad de planta (ICP) producida en vivero basado en caracteres morfologicos (Dickson et al. 1960) mediante la siguiente ecuacion: IC ={[Peso seco total de la planta (g)]/[Altura (cm)/diametro de tallo]+[peso seco parte aerea (g)/Peso seco raiz (g)]}. Ademas, la colonizacion micorrizica de las plantas inoculadas con G. intraradices fue determinada mediante la tecnica de Phillips & Hayman (1970), y fue expresada en porcentaje.

El experimento tuvo un diseno factorial 2x5x3, con dos niveles de contaminacion (con diesel y sin diesel), cinco niveles de inoculacion (Testigo, G. intraradices, consorcio bacteriano, Trichoderma, y la combinacion de los tres microorganismos), y tres niveles de fertilizacion (Sin fertilizante, Triple 17, y Floranid). En total se tuvieron 30 tratamientos con 10 repeticiones cada uno. Los datos obtenidos para cada variable fueron sometidos a un analisis de varianza y prueba de comparacion de medias (LSD, [alpha]=0.05) mediante el programa estadistico SAS (SAS Institute 2000), y la estimacion del error estandar para cada media de cada tratamiento.

RESULTADOS

El cuadro 1 presenta los valores de significancia obtenidos para los tres factores independientes y sus combinaciones, en la altura, la biomasa seca total y el ICP, y se destaca el efecto significativo de la contaminacion por diesel y de la interaccion de los tres factores.

En cuanto al analisis de los factores independientes, se observo que la contaminacion con diesel redujo significativamente (p [mayor que o igual a] 0.001) la altura de planta (40%) y la biomasa seca total 52%, aunque no produjo diferencias significativas en el indice de calidad de planta. El factor inoculacion mostro diferencias significativas (p<0.05), donde la inoculacion de Glomus intraradices estimulo la biomasa seca total (80%) y el ICP (30%) con respecto al resto de los microorganismos inoculados. En contraste, el factor fertilizacion solo produjo diferencias significativas (p [menor que o igual a] 0.01) para el ICP, el cual disminuyo significativamente (>70%) con la fertilizacion con Floranid en comparacion con los tratamientos sin fertilizar o con Triple 17.

En cuanto al efecto por tratamientos, se observaron diferencias significativas para (p<0.001) la altura, la biomasa seca total y el ICP. En ausencia de diesel, la inoculacion de los tres microorganismos combinada con Triple 17 produjo la mayor altura (24.8cm), mientras que el menor valor (<1cm) en general, fue obtenido en los tratamientos inoculados con aplicacion de Floranid (Fig. 1a). En contraste, en el suelo contaminado, la mayor altura se presento en el tratamiento sin inoculacion fertilizado con Triple 17 (17.7cm), y la menor altura en todos los tratamientos fertilizados con Floranid (Fig. 1b).

En cuanto a la biomasa seca total, en ausencia de diesel, G. intraradices con Floranid produjo la mayor biomasa (0.39g), mientras que el menor valor (0.17g) se presento con la inoculacion de Trichoderma sin fertilizar; aunque en tres de los tratamientos inoculados con aplicacion de Floranid no se obtuvo acumulacion de biomasa en las plantas (<0.01g) (Fig. 2a). En el suelo contaminado, la mayor biomasa se obtuvo con Trichoderma en combinacion con Triple 17 (0.19g), y la menor biomasa se presento con la inoculacion de los tres microorganismos con Triple 17 (0.06g); no obstante, en los tratamientos con Floranid no se observo acumulacion de biomasa (Fig. 2b).

[FIGURA 1 OMITIR]

En ausencia de diesel, el mayor ICP se obtuvo con G. intraradices combinado con Floranid (0.0045), y el menor valor se presento con la triple inoculacion con aplicacion de Floranid (0.0012); aunque en el resto de los tratamientos con fertilizacion de Floranid, el ICP fue cero (Fig. 3a). En el suelo con diesel, el mayor ICP se presento con la inoculacion del consorcio bacteriano con Triple 17 (0.0032), y el menor indice se presento con la triple inoculacion fertilizado con Triple 17 (0.0010); en contraste, en todos tratamientos fertilizados con Floranid, el valor del ICP fue cero (Fig. 3b).

La colonizacion micorrizica total presento diferencias significativas por efecto de los factores inoculacion y fertilizacion (p<0.001); mientras que el factor contaminacion no mostro diferencias significativas. Para el factor inoculacion, la colonizacion micorrizica fue mayor en el tratamiento con Glomus con respecto al tratamiento con la triple inoculacion. Para el factor fertilizacion, la mayor colonizacion se obtuvo en el tratamiento sin fertilizar en comparacion con la fertilizacion con Triple 17, aunque con la aplicacion de Floranid la colonizacion micorrizica fue muy baja. La colonizacion micorrizica total en los tratamientos donde se inoculo G. intraradices (sin fertilizar y con Triple 17) fue menor al 2%, y no se observo colonizacion micorrizica en los tratamientos donde no se inoculo el hongo (Fig. 4). En ausencia de diesel (Fig. 4a), la mayor colonizacion se presento en el tratamiento con Glomus y Floranid (0.75%), y la menor colonizacion en el tratamiento con la triple inoculacion fertilizado con Floranid (0.37%). En presencia de diesel, la fertilizacion con Floranid inhibio significativamente la colonizacion micorrizica, y la mayor colonizacion se presento en el tratamiento sin fertilizar (1.0%) (Fig. 4b).

[FIGURA 2 OMITIR]

DISCUSION

La aplicacion de diesel (7 500mg/kg) redujo significativamente la altura de plantas de C. equisetifolia y la acumulacion de biomasa seca. Los hidrocarburos del petroleo tipicamente tienen efectos negativos en las plantas al reducir su crecimiento, su longitud radical, su biomasa, y en algunos casos provoca su muerte (Pezeshki et al. 2000, Hutchinson et al. 2001, Lin et al. 2002, Reynoso-Cuevas et al. 2008).

[FIGURA 3 OMITIR]

La fertilizacion con Triple 17 aumento la altura, la biomasa seca total y el ICP de plantas, mientras que la aplicacion de Floranid redujo significativamente dichas variables, especialmente en presencia del diesel. La aplicacion de fertilizantes en suelos contaminados permite a la planta tolerar el trasplante en este suelo y el estres generado por el contaminante, ademas de favorecer su crecimiento y acumulacion de biomasa (Menendez-Vega et al. 2007, Lin & Mendelssohn 2009). No obstante, el presente trabajo muestra que es necesario definir dosis y tipos de fertilizantes que pueden ser aplicados para ciertas condiciones de suelo y contaminacion. La aplicacion de nitrogeno por medio de fertilizantes inorganicos en altas concentraciones para las plantulas pueden provocar efectos nocivos (Bento et al. 2005). Lo anterior puede explicar en parte, el efecto negativo del Floranid en las plantas, ya que este fertilizante tiene alto contenido de sales de nitrato de amonio cuyo aumento en la solucion del suelo provoca reducciones en el potencial osmotico e inhibe la actividad microbiana (Walworth et al. 2007). Asi como el exceso de nitrogeno puede afectar a las plantas, otros nutrimentos como fosforo, potasio y azufre pueden retrasar el desarrollo vegetal y danar gravemente las raices, los tallos y las ramas (Thompson & Troeh 2002). La fertilizacion en suelos contaminados con hidrocarburos del petroleo debe ser dosificada considerando las condiciones ambientales y la concentracion del contaminante en el suelo (Chaineau et al. 2005).

[FIGURA 4 OMITIR]

La inoculacion de los tres microorganismos o de G. intraradices estimulo la altura y el ICP de planta. Los efectos beneficos de los HMA han sido demostrados en diversas plantas, al estimular su altura y su biomasa seca en presencia de diesel (Tang et al. 2009, Hernandez-Ortega et al. 2012). Por su parte, la capacidad de Trichoderma para estimular el crecimiento vegetal ha sido reportado principalmente en Lactuca sativa L., Lycopersicon esculentum Mill., y Zea mays L., al conferir tolerancia a condiciones de estres (Ousley et al. 1994, Borkman et al. 1998, Gravel et al. 2007). Sin embargo, el efecto de Trichoderma en plantulas establecidas en suelo contaminado con hidrocarburos del petroleo no ha sido estudiado previamente, aun cuando las cepas de este hongo presentan tolerancia hacia diversos hidrocarburos del petroleo (Silva et al. 2009, Argumedo-Delira et al. 2012).

Los efectos beneficos de los tres microorganismos (bacterias hidrocarbonoclastas, Glomus y Trichoderma) en el crecimiento de las plantas no han sido evaluados previamente. En ausencia de diesel, G. intraradices y la adicion de Triple 17 o Floranid, incrementaron la altura, la biomasa seca aerea y de raiz, y el ICP. Los microorganismos en el suelo desempenan diferentes funciones como el reciclaje de nutrientes y la promocion del crecimiento vegetal (Tang et al. 2010). Algunos autores mencionan que en condiciones naturales la capacidad de los arboles para obtener nutrimentos esta mediada por la simbiosis con HMA (Finck 1988). Por ejemplo, G. intraradices aumenta la altura y la acumulacion de biomasa de Casuarina, y por tanto, favorece mayor crecimiento en vivero y sobrevivencia en campo (Valdes et al. 2004); sin embargo, no se tienen reportes de los efectos de los HMA en esta especie arborea bajo condiciones de contaminacion con hidrocarburos del petroleo.

Por otra parte, el ICP de Dickson indica la potencialidad de una plantula para sobrevivir y crecer en ciertas condiciones; asi, plantulas con mayor calidad tienen indices de calidad mas altos (Paris et al. 2011). Los bajos valores del ICP obtenidos en este trabajo son comparables con aquellos reportados para plantulas de Quercus silex (0.072 y 0.015), y que se atribuyeron a la baja calidad de los propagulos de donde se obtuvieron dichas plantulas (Paris et al. 2011). Lo anterior sugiere que bajo nuestras condiciones de estudio y el tiempo en el cual se hizo la evaluacion (120 dias), las plantas aun se encontraban en periodo de crecimiento activo, por lo que se sugiere llevar a cabo estudios a largo plazo. No obstante, la presencia del diesel redujo el crecimiento de las plantas y en consecuencia, afecto la calidad de las mismas; sin embargo, la inoculacion de las bacterias hidrocarbonoclastas con Triple 17, mejoro el ICP en presencia de diesel.

El uso de cultivos mixtos de bacterias ha sido usado para maximizar la biodegradacion de contaminantes organicos (Rambeloarisoa et al. 1984, Hii et al. 2009), ya que estos favorecen la actividad enzimatica que contribuye con la resistencia de las plantas al estres provocado por el contaminante (Liu et al. 2004, Debiane et al. 2008, Tang et al. 2009). En el caso particular de Sphingobacterium (cepa M2BOS1-R2), de acuerdo con la literatura, esta bacteria tiene la capacidad de usar los hidrocarburos del petroleo como fuente de carbono (Dalal et al. 2010), a la vez de degradar colorantes como el Rojo 5 (Tamboli et al. 2010). Dada la nula investigacion sobre la interaccion de bacterias hidrocarbonoclastas, HMA, y Trichoderma, este trabajo es de los primeros reportes que denotan los beneficios de estas interacciones microbianas en las respuestas de crecimiento de Casuarina en suelo contaminado con diesel.

En cuanto a la bioestimulacion, la fertilizacion con Triple 17 en C. equisetifolia inoculada con Trichoderma, con el consorcio bacteriano o con los tres microorganismos favorecio el crecimiento (mayor acumulacion de biomasa e ICP) de las plantas en presencia de diesel. Al respecto, el uso de consorcios microbianos en gramineas ha conferido mayor tolerancia hacia los hidrocarburos del petroleo (Tang et al. 2010), mientras que las plantas favorecen la actividad microbiana en presencia de contaminantes a traves de la liberacion de exudados de la raiz (Schnoor et al. 1995). Lo anterior denota la importancia de aplicar fuentes de nutrientes para las plantas que estimulen no solo su crecimiento sino tambien la actividad microbiana de la rizosfera bajo condiciones de contaminacion. No obstante, es trascendental seleccionar la fuente de fertilizacion que se piensa aplicar, ya que esta puede afectar el crecimiento vegetal en condiciones de contaminacion. Por ejemplo, el Floranid tuvo efectos negativos en el crecimiento vegetal, particularmente en presencia de contaminante. Lo anterior sugiere usar dosis menores a la utilizada en este experimento, o bien usar diferentes fuentes de fertilizantes de lenta liberacion.

El diesel afecto la colonizacion de G. intraradices en las raices de las plantas hasta en 100%, concordando con los efectos negativos de los hidrocarburos en esta simbiosis (Verdin et al. 2006, Hernandez-Ortega et al., 2012). Sin embargo, la respuesta de los HMA ante contaminantes organicos depende en muchos casos de la especie de HMA y del tipo de hidrocarburo al que esten expuestos (Volante et al. 2005, Alarcon et al. 2006).

A manera de conclusion, la bioestimulacion y la bioaumentacion proporcionaron mayor tolerancia y acumulacion de biomasa seca, e ICP de C. equisetifolia en presencia de diesel. La bioestimulacion debe ser cuidadosamente seleccionada con base en las fuentes fertilizantes, ya que el Floranid produjo efectos negativos en el crecimiento vegetal, mientras que el Triple 17 produjo efectos sinergicos con los microorganismos inoculados, en el crecimiento de C. equisetifolia en el suelo contaminado con diesel.

AGRADECIMIENTOS

Trabajo financiado por el proyecto SEPCONACYT 79456; Maria Esther Diaz-Martinez agradece el apoyo del CONACYT durante sus estudios de postgrado.

RESUMEN

La fitorremediacion es una biotecnologia ecologicamente racional que esta dirigida a la limpieza de suelos contaminados; sin embargo, el estudio de especies arboreas para la fitorremediacion de suelos con hidrocarburos del petroleo es limitado. Mas aun, la combinacion de la fitorremediacion con procesos de bioaumentacion y bioestimulacion es tambien limitada. Por lo anterior, este estudio evaluo el efecto de la inoculacion de Glomus intraradices, un consorcio bacteriano (M2BOS1-R2 y M2BOSI-F4) y Trichoderma viride en el crecimiento de plantas de Casuarina equisetifolia L. fertilizadas con Floranid[R] o Triple 17, en suelo contaminado con diesel (7 500mg/kg). El experimento factorial 2x5x3 incluyo 30 tratamientos y 10 repeticiones, distribuidos completamente al azar en invernadero, durante 120 dias. El diesel disminuyo significativamente la altura, la biomasa total y el indice de calidad (ICP) de planta. Glomus o las bacterias aumentaron significativamente la altura, la biomasa seca total y el ICP con respecto al tratamiento sin inocular o con la triple inoculacion. El Floranid redujo el crecimiento vegetal y el ICP, en presencia de diesel. El Triple 17 combinado con los tres microorganismos produjo mayor crecimiento vegetal en ausencia de contaminacion, pero en presencia de diesel, el Triple 17 combinado con bacterias o con Trichoderma, estimulo la biomasa seca total y el ICP. La colonizacion micorrizica fue inhibida por el diesel, especialmente con la fertilizacion del Floranid. El Triple 17 (bioestimulacion) combinado con los microorganismos (bioaumentacion), favorecio el crecimiento de Casuarina en suelo contaminado con diesel.

Palabras clave: fertilizantes inorganicos, consorcio bacteriano, Glomus, Trichoderma, fitotoxicidad.

REFERENCIAS

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Maria Esther Diaz-Martinez (1), Alejandro Alarcon (1) *, Ronald Ferrera-Cerrato (1), Juan Jose Almaraz-Suarez (1) & Oscar Garcia-Barradas (2)

(1.) Area de Microbiologia, Postgrado en Edafologia. Colegio de Postgraduados. Carretera Mexico-Texcoco km 36.5. Montecillo 56230, Estado de Mexico, Mexico; marite_21_3@hotmail.com, aalarconcp@gmail.com, rferreracerrato@gmail.com, jalmaraz@hotmail.com

(2.) Unidad de Servicios de Apoyo en Resolucion Analitica (SARA). Universidad Veracruzana. Dr. Luis Castelazo Ayala s/n. Col. Industrial Animas. Xalapa 91190, Veracruz, Mexico; osgarcia@uv.mx

* Correspondencia: aalarconcp@gmail.com

Recibido 08-V-2012. Corregido 10-XII-2012. Aceptado 22-I-2013.
CUADRO 1

Valores de significancia de los factores independientes y de sus
combinaciones sobre la altura, biomasa seca total e indice de
calidad de Casuarina equisetifolia, a los 120 dias de crecimiento

TABLE 1

P-values of independent factors and their combinations on height,
total dry biomass and plant index quality of Casuarina
equisetifolia, after 120 days of growth

Factores independientes   Altura de    Biomasa     Indice de calidad
o combinaciones            planta     seca total       de planta

Contaminacion (C)           0.001       0.001             NS
Inoculacion (I)             0.05          NS             0.01
Fertilizacion (F)            NS           NS             0.001
C x I                        NS         0.001            0.001
C x F                        NS           NS              NS
I x F                        NS          0.01            0.001
C x I x F                   0.05        0.001            0.001

NS=No significativo.
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Author:Diaz-Martinez, Maria Esther; Alarcon, Alejandro; Ferrera-Cerrato, Ronald; Almaraz-Suarez, Juan Jose;
Publication:Revista de Biologia Tropical
Date:Sep 1, 2013
Words:7241
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