Análisis de la microbiota del suelo asociada a puentes verdes de verano basadas en leguminosas

Abstract

En Uruguay, el uso de puentes verdes de verano (PVV) basados en leguminosas del género Crotalaria se explora como forma de beneficiar la salud de los suelos. Estas leguminosas introducidas son de origen subtropical, y debido a que su uso todavía no se ha popularizado en el país no se cuenta con un inoculante recomendado para nuestros suelos. Recientemente se identificó en Facultad de Agronomía, un rizobio nativo, aislado de un nódulo de Crotalaria ochroleuca. El mismo se describió como una nueva especie llamada Bradyrhizobium monzae cepa Oc8. Esta cepa es capaz de nodular a Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis y Cajanus cajan, además de su planta de origen. La cepa Oc8 se propone como potencial inoculante para las Crotalaria spp. en Uruguay, y está siendo evaluada de manera experimental en el campo. Los objetivos de este trabajo fueron analizar los cambios en suelos expuestos a PVV de Crotalaria spp. cuyas semillas se inocularon con B. monzanae Oc8, evaluar la ocupación de los nódulos de estas leguminosas, y generar una colección de rizobios eficientes. Se partió de un ensayo en campo con C. juncea, C. ochroleuca y C. spectabilis. Se incluyeron en el diseño experimental parcelas testigos, de suelo sin cultivar (barbecho) y de suelo en el que se sembró soja (Glycine max) como cultivo de verano. La soja se inoculó con el inoculante comercial recomendado en Uruguay que contiene las cepas Bradyrhizobium elkanii U1301 y U1302. A los 5 meses de crecimiento de los cultivos, estos se terminaron (cortaron), y los residuos vegetales cortados se dejaron sobre el suelo durante un mes. Finalmente, se sembró trigo sobre el mismo suelo. Durante todo el ensayo, se registraron variables agronómicas sobre los PVV y el trigo, y sobre el suelo además, variables microbiológicas. Se colectaron muestras de suelo en los momentos de siembra de PVV ("Precultivo"), terminación de PVV ("Prematanza"), siembra de trigo ("Pretrigo") y cosecha de trigo ("Posttrigo"). A su vez, se colectaron muestras de nódulos de las raíces de Crotalaria spp. previo a "Prematanza", muestras de biomasa aérea de los PVV previo y durante su terminación y granos de trigo al momento de la cosecha. De los nódulos se aislaron y diferenciaron por ERIC-PCR cepas que se evaluaron en cuanto a nodulación en su hospedero de origen. Algunas de ellas se identificaron mediante secuenciación parcial del gen ARNr 16S. Aunque no se encontró a la cepa Oc8 ocupando los nódulos, se identificaron dos cepas pertenecientes al género Bradyrhizobium. Ambas provienen de nódulos de C. spectabilis. De las muestras de suelo se purificó el ADN total con el que se amplificaron parcialmente el gen 16S rRNA y la región ITS y se secuenciaron los amplicones obtenidos por tecnología dNBSeq (BGI Genomics, Hong Kong). Los resultados del análisis de las ASVs mostraron que los suelos luego de la matanza de los PVV y luego de la descomposición parcial de los mismos no presentaron diferencias en las comunidades procariotas y fúngicas respecto al suelo previo al ensayo. Sin embargo sí se encontraron cambios en la comunidad microbiana en el último momento de muestreo ("Posttrigo"), respecto a los anteriores. Tanto la riqueza como la diversidad procariota aumentaron en "Posttrigo", mientras que la riqueza y la diversidad fúngica disminuyeron en "Posttrigo", en relación a los otros tres momentos de muestreo. No se observaron diferencias en estos índices respecto al cultivo de PVV sembrado en las parcelas, e incluso las parcelas control con barbecho no mostraron variaciones en las comunidades microbianas en relación a suelos con cultivos. En el suelo se determinaron además los contenidos de C y N y la respiración basal (RB) en los 4 momentos de muestreo. Los resultados indicaron que la RB de los suelos aumentó hacia el período "Posttrigo", aunque no se observaron diferencias significativas en la RB de los suelos con los diferentes PVV. Por otro lado, el C y N en suelos de parcelas con C. juncea fue significativamente mayor al presente en los suelos del resto de los cultivos. Esto último se observó también con la producción de biomasa aérea. C. juncea fue el PVV que generó mayor biomasa. Finalmente, no se encontraron diferencias en el rendimiento en grano del trigo crecido en suelos que tuvieron previamente PVV, soja o barbecho.