Estrategias para mitigar la liberacion de gases del efecto invernadero en soja (Glycine max L. merr.) por la utilizacion de rizobacterias del genero Bradyrhizobium y otras promotoras del crecimiento vegetal

Abstract

Los gases efecto invernadero (GEI`s) son considerados contaminantes atmosféricos y coresponsables por el calentamiento global, siendo la agricultura y particularmente la utilizaciónde fertilizantes químicos de origen nitrogenado una de las principales fuentes de emisión en laactualidad. En América del Sur, principalmente en Argentina y Brasil, uno de los cultivos demayor importancia económica es el de soja, cuyo nivel de fertilización química nitrogenada esbajo (lo que tradicionalmente ha llevado a considerarlo como un pobre emisor de GEIs a laatmósfera); sin embargo, se inocula con rizobacterias simbióticas fijadoras de nitrógenoatmosférico del género Bradyrhizobium, las que dependiendo de sus característicasbioquímicas a nivel de la ruta de desnitrificación, podrían contribuir con las emisiones deóxido nitroso (N2O) a la atmósfera. Dado que el N2O se produce durante la desnitrificación yesta se realiza por acción de los microorganismos, el objetivo de esta investigación fueanalizar la actividad desnitrificantes de las cepas más utilizadas para la formulación deinoculantes para soja en América del Sur, E109 and CPAC15 de B. japonicum; CPAC7 de B diazoefficiens, SEMIA 587 y SEMIA 5019 de B. elkanii, tanto en vida libre como en simbiosisen condiciones semi-controlados y en parcelas experimentales a campo. Los resultadosevidenciaron que a nivel in silico y molecular la presencia de todos los genes de ladesnitrificación para CPAC7 de B. diazoefficiens y la ausencia del gen nosZ para las cepas deB. japonicum; mientras que para las cepas de B. elkanii no se encontraron los genesimplicados en la ruta. Los análisis en condiciones de vida libre demostraron que todas lascepas presentaron actividad desnitrificante, expresada en la actividad nitrato y nitrito reductasay la producción de óxido nítrico y óxido nitroso, siendo este último significativamente másalto para SEMIA 5019 y E109. Consecuentemente, los ensayos en cámaras de crecimientoevidenciaron que la producción de N2O fue más alta en raíces inoculadas con SEMIA 5019 yE109. El ensayo a campo confirmó los hallazgos de las determinaciones in vitro: Laproducción de óxido nitroso demostró que a, excepción de CPAC 7, todas las cepas emitenaltas cantidades variables de N2O , siendo el tratamiento inoculado con E109 el que presentólos mayores flujos de emisión de N2O, superando significativamente la producción de lostratamientos inoculados con USDA 110 y CPAC 7, respectivamente. Así mismo, en esteestudio encontramos que las cepas SEMIA 587 y SEMIA 5019 presentan actividaddesnitrificante en condiciones de vida libre y contribuyen con la producción de N2O, pero noviicuentan con los genes napA, nirK, norC y nosZ. Los ensayos de co-inoculación comoestrategia mitigadora demostraron que las bacterias desnitrificadoras completas y de vida libreno serían una alternativa biotecnológica para la mitigación, mientras que los resultados máseficientes se encontraron cuando se coinocularon rizobios con desnitrificación completa eincompleta de manera simultánea, siendo la combinación E109 + CPAC 7 las que presentóvalores significativamente bajos en los flujos de emisión de N2O respecto a la inoculaciónindividual de E109 Palabras Clave: Gases efecto invernadero, desnitrificación, simbiosis, Bradyrhizobium sp.