Alvarez-Solis, J.D.

Ferrera-Cerrato, R.

Zebrowski, Claude

Horizon / Pleins textes

X8 DE LA MICROFLORA ASOCIADA AL MANEJO AGROECOLOGICO 
EN LA RECUPERACION DE TEPETATES 
Aweallysis of Microflora Associated to Agroecological Management 
in the Reciamation of Tepetates 
J. D. Alvarez-Solis 1 , Ronald Ferrera-Cerrato 1 y Claude Zebrowski 2 
C@ntro de Edafologla, Colegio de Postgraduados, Montecillo, Mtkico. 
2 ORSTOM, Mbxico. 
Index words: Tepetate, Microbian community, 
W k i ~ ~ b i u # n ,  Azospirillum. 
En un teepetate sin roturar se eneontr6 una 
escasa comunidad microbiana (2.3 x 104 baete- 
riias, 1 1 . 8 ~  BQ3 actinomicetos y 6 . 5 7 ~  101 hon- 
gos), pero esta increment6 posteriormente con la 
mtwaci6n (5.97 x BO4 bacterias, 1 9 . 6 ~  103 acti- 
nomicetos y 1 2 . 9 ~  101 hongos) y a la incorpora- 
ci6n de esti6~sl de bovino (2.49~ 1Oa bacterias, 
13.5 x 1 0 4  adinornicetos y 6 . 5 ~  102 hongos). Se 
obsew6, ademk, un efecto estimulador de la 
PizQfersa de las plantas cultivadas. Las pobla- 
ciones de Rhizob ium y de A z o s p i r i l l u m  
introducidas f tepetate, se establecieron en la 
mz6sfera de sus macmsimbiontes 50 dfas despues 
de la siembra (en promedio 5 . 1 3 ~ 1 0 4  y 
2.01 x IO$ respectivamente), pero posteriormente 
declinaron. El porcentaje de infecci6n con 
Rhizobium introducido fue similar en el tepetate 
sin y con estidrcol de bovino; sin embargo, 
Azospirillum introducido infect6 mils al mafz en 
el tepetate sin incopporaci6n de estidrcol. 
The microbial community found in a non- 
tilled tepetate was scarce (2.3~ 104 bacteria, 
11.8 x 103 actinomycetes, and 6 . 5 7 ~  101 fungi), 
however, the number of microorganism increased 
when the tepetate was ripped off by tillage 
(5.97 x 104. bacterias, 19.6~ 103 actinomycetes 
and 1 2 . 9 ~  101 fungi) and after farm manure 
addition (2 .49~  1 0 6  bacteria, 13.5 x 104 actino- 
mycetes and 6.5~ 102 fungi). A stimulant effect 
was observed on the rhizosphere of cultivated 
plants. Rhizobium and Azospirillum populations 
incorporated to tepetate soil established in the 
rhizosphere of their macrosymbionts 50 days 
after sowing (in the average, 5.13 x 1 0 4  and 
2.01 x 104, respectively) but declined later. 
Rhizobium infection percentage was similar 
tepetate with and without cow manure, although 
corn without manure was more infected 'with 
introduced Azospirillum. 
INTRODUCCPOFJ 
La incorporaci6n a la producci611 agricola, 
pecuaria y forestal de las areas tepetatosas 
42Q TERRA VOL. 10 Número Especial: Suelos Volcdnicos Endurecidos 
erosionadas requiere de un elevado ingreso de 
energia externa, mechica o manual para su 
roturacidn y qufmica para mejorar el bajo nivel 
nutrimental, especialmente de nitr6geno y de 
f6sforo (Garcfa, 1961; Zebrowski et al., 1989). 
y Azospirillum) en el proceso de recuperaci6n de 
la capacidad productiva del tepetate. 
MATERIALES Y METODOS 
Varios estudios han sefialado la importancia 
del bajo nivel de materia organica como un 
factor limitante en la capacidad productiva del 
tepetate (Garcfa, 1961; Valdez, 1970; Rey, 1979; 
Cajuste y Cruz, 1987) y de los beneficios de la 
incorporacidn de materiales organices en la 
estructura y en la actividad bisl6gica del tepetate 
("ovar, 1987; Shchez eP al., 1987). 
El costo econ6mico y eventualmente ambien- 
tal que implica el elevar los niveles nutrimentales 
con base en la aplicaci6n de fertilizantes Sint& 
ticos hace necesaria la búsqueda de alternativas . 
que permitan disminuir la dependencia de 
insumos sintdticos y mejoren el contenido de 
materia organica, la estructura y la actividad 
biol6gica del tepetate. 
Existen priicticas ancestrales de manejo agro- 
ecol6gico, tales como el USO de policultivos, rota- 
ci6n de cultivos y la incorporaci6n de materiales 
orghicos que han mostrado su viabilidad 
durante cientos de aAos por su efecto en la 
conservacidn y en el mejoramiento de la 
fertilidad del suelo (Mountjoy y Gliessman, 
1988; Altieri, 1987; Gliessman, 1990). 
En el agroecosistema, las rafces de las plantas 
se encuentran asociadas ademas del ambiente 
inanimado, compuesto de substancias org4nicas e 
inorghicas, a una vasta comunidad de micra- 
organismos metab6licamente activos, los cuales 
afectan la nutrici6n de las plantas en forma 
favorable o perjudicial, dependiendo de los 
microorganismos involucrados y de las condi- ' 
ciones ambientales (Schippers et al., 1987). 
El presente trabajo tiene como objetivo conocer ~ 
el efecto del uso de cultivos asociados (mafz- 
frijol-haba), un cultivo de rotaci6n (veza) e 
incorporaci6n de materia orghica (estiercol de 
bovino), sobre la comunidad microbiana nativa 
(bacteria, actinomicetos y hongos) y en poblacio- 
nes de microorganismos introducidos (Rhizobium 
Ubicacih y Diseño Experimental 
El trabajo de campo se realizb en Tlalpan, 
municipio de Hueyotlipan en el Estado de 
Tlaxcala, Mexico. El experimento se estableci6 
despuCs de una roturaci6n y construcci6n de 
terrazas; bajo un disello de parcelas divididas, 
ordenadas en bloques al azar con cuatro 
repeticiones. Se utilizd la asociacibn mafz-frijol- 
haba y la veza como cultivo de rotaci611 p n  o sin 
in6culo de bacterias simbi6ticas fijadoras del 
nitrtigeno atmosferico (Rhizobium y Azospi- 
rillum) y la endomicorriza V-A (Glomus sp.), con 
o sin incorporacidn de materia orgCinica (estidrcol 
de bovino, O y 40 tonha). En todos los casos se 
aplic6 superfosfato simple (60 kg de P ha) .  La 
unidad experimental estuvo integrada por cinco 
surcos de 4 m de longitud, con una distancia 
entre surcos de 0.8 m. 
Los tratamientos establecidos fueron: 
1. Mafz/frijol asociados y haba intercalada, 
2. Maiz/fiijol asociados y haba intercalada sin 
3. Veza inoculada y con MO (para rotaci6n). 
4. Veza inoculada sin MO (para rotaci6n). 
5 .  Maiz/frijol asociados y haba intercalada 
inoculados + micorriza vesfculo-arbuscular 
(MYA) con MO. 
6. Mafz/frijol asociados y haba intercalada 
inoculados + MVA sin MO. 
7. Manejo del agricultor (maíz/frijol y haba 
sin MO, sin inoculaci6n, sin MVA), con 
fertilizante en 120-60-00 (N-P-K) 
con materia orgibica (MO). 
MO. 
Obtención de Inóculos e Inoculación 
Las cepas de Rhizobium y de Azospirillum 
introducidas corresponden a la colecci6n del 
AlVaPa-$d& d aK MICROFLORA Y MANEYO AGROECOLOGICO DE LOS TEPETATES 421 
Laboratorio de Microbiologia del Centro de 
Eaafologia, Colegio de Postgraduados. Se utiliz6 
para mafz la cepa CPMEX-147 de Azospirillum 
sp. marcada por resistencia a estreptomicina 
(508 pg/ml) y a espectinomicina (500 pg/ml); 
para frijol la cepa CPmX-111 de Rhizobium 
leguminosarum bv. pheseoli marcada por 
resistencia a kanmmicina (1,000 vg/ml); las cepas 
deR. Zegwninosarum bv. viceae CPMEX-107 y 
CF%4ElX-P08 para ell haba y las cepas CPMFJX- 
169 y WMEX-170 para la veza. 
La preparacibn de l s a  inoculantes y su 
aplicacign a la semilla en el campo se realiz6 de 
acuerdo al procedimiento descrito por Vincent 
(1970), utilizando turba molida, neutralizada y 
eseril como sopoite. 
Antes y despues de la roturaci6n e incorpo- 
raci6n de la materia srgmca, asi como a los 50 
dias despues de la siembra se colectamn muestras 
de tepetate y tepetate rizosf6rico, el cual se 
obtuvo a partir de la colecta de dos plantas de 
cada especie en cada una de las unidades 
experimentales. El tepetate no Pizosf6rico se 
colect6 a 25 cm de la planta mils cercana y se 
tomaron muestras de tepetate sin cultivo y sin 
materia organica. Se elaboraron dos muestras 
compuestas para cada tratamiento y se 
procesaron siguiendo la tecnica de diluci611 
serida y vaciado en placa con medio selectivo. 
El ndmero de unidades formadoras de 
colonias se obtuvo utilizando los siguientes 
medios nutritivos: para bacterias, extracto de 
suelo-glucosa-agar modificado para estudios de 
rizbsfera (Echegaray, 199 1); para actinomicetos 
agar Czageck- Dox (Merck); para Rhizobium 
leguminssarum bv. phaseoli, el extracto de 
levadura-manitol-agar CQII rojo congo (Vincent, 
1970) con 1006 pg/ml de kanamicina; para 
Azospirillum sp., el DNFB (Dobereiner y Day, 
1974) con 500 pg/ml de estreptomicina y 
espectinomicina. A todos los medios nutritivos 
anteriores se les adicion6 40 pg/ml de actidiona 
(ciclohexamide, Sigma Co.). Para cuantificar a 
los hongos se emple6 el medio papa-dextrosa- 
agar (Difco) con 50 pg/ml de estreptomicina. 
WESULTADQS Y DISCUSION 
Poblaciones de Bacterias, Actinomicetos y 
HOIlgOS 
En el Cuadro 1 se observa que en ell tepetate 
sin roturar se encont~-6 una escasa comunidad 
microbiana, la cual se increment6 posterior a la 
roturaci6n y a la incorporacidn de la materia 
orggnica, aun cuando esta fue menor a la 
observada en un suelo de cultivo adyacente 
utilizado como testigo. 
La escasa comunidad microbiana encontrada 
en el tepetate sin roturar puede estar relacionada 
con el bajo-intercambio gaseoso que ocurre en el 
tepetate debido a la cementaci611 de estos 
horizontes con la sflice soluble y/o el carbonato 
de calcio (Valdez, 1970); de kaIl forma que con ]la 
roturacidn se mejora el intercambio gaseosa, y la 
actividad fisiol6gica de b s  microorganismos, aun 
cuando esta queda limitada por la baja 
disponibilidad de compuesms orghicos para el 
metabolismo microbiano. Siinchez et a2. (1 987) i 
observaron en condiciones de invernadero una 
escasa comunidad microbiana en el tepetate, la 
cual se increment6 con la adici6n de estiCrcoles 
de bovino y gallinaza. 
C& 1. Efecto de la rottuacich y de la inunporación Be 
materia orgzínica en Ias poblaciones de bacterias, 
actinomicetos y hongos. 
Unidades farmadoras de colonias 
Tw- Bacterias Actino- Hongos 
micebs 
Sinrotmacifin 2.23 x 104 11.8 x 103 6.57 x 101 
Conroturacidn 5.97 x 104 19.6 x 103 12.90 x PO1 
Sin mate~a orghica 9.89 x 1@ 34.9 x 103 17.30 x 101 
Con materiaorgihica 2.49 x 106 13.5 x 104 6.50 x 102 
422 TERRA VOL. 10 N h e r o  Especial: Suelos Volc&nicos Endurecidos 
En el muestre0 del tepetate realizado a los 50 
dias despuCs de la siembra, se observd un efecto 
estimulante de la riz6sfera sobre las poblaciones 
de bacterias, actinomicetos y hongos; el cual 
aument6 cuando se inccprpor6 materia orghica 
(Cuadro 2). La comunidad microbiana en la 
rizdsfera del maiz, frijol, haba y veza fue mayor a 
la del tepetate a distancia (25 cm de la rafz) y a la 
del tepetate sin cultivo y sin materia orgMca. 
Cuadro 2. Efecto rizosf6rico del maíz, frijol, haba y veza 
en las poblaciones de bacterias, actinomicetos y hongos 
a los 50 dias despues de la siembra en tepetate. 
Unidades formadoras de colonias 
Tepeaate Riz6sfera Back& Actino- Hongos 
micetos 
Maiz 31 x 106 7.0 x 104 1.9 x 104 
Sin materia Frijol 98 x 106 30.0 x 104 1.5 x 103 
orghica Haba 16 x 107 1.4 x 105 2.5 x 103 
Vezíì 54 x 106 8.2 x 104 1.9 x 103 
A distancia 32 x 105 9.3 x 104 8.8 x 102 
Maiz 16 x 107 8.0 x 105 5.8 x 103 
16 x 107 11.0 x I@ 1.9 x 103 
orghica Haba 38 x 107 1.3 x 106 6.3 x 103 
veza 20 x 107 1.8 x 106 4.7 x 103 
A distancia 63 x 106 8.6 x 105 4.7 x I d  
Con materia Frijol 
Sin Organica y 49 x 10s 12.5 x 104 4.4 x l@ sin cultivo 
Un indice utilizado en microbiologia para 
conocer el efecto rizosf6rico lo constituye la 
relacidn suelo-riz6sfera. En el presente trabajo se 
observ6 que fueron las bacte~as las que presenta- 
ron mayor estimulaci6n rizosfCrica y en menor 
grado los hongos y los actinomicetos, lo cual esta 
de acuerdo con lo reportado por Alexander 
(198 1). Para las bacterias, la relaci6n en el tepetate 
sin cultivo, y en la riz6sfera del tepetate sin incor- 
poraci6n de materia organica, fue de 1:6 en el 
maiz, 120 enel frijol, P:33 enelhaba y 1:11 enla 
veza; mientras que cuando se incorpor6 la materia 
orgfinica, la relacidn fue de 1:33, 1:34, 1:78 y 
1:42 en maíz, frijol, haba y veza, respectivamente. 
La estimulaci6n del crecimiento microbian0 
en la riz6sfera es debido principalmente a la 
disponibilidad de compuestos orghicos secreta- 
Sobrevivencia de Rhlzobiuna y de Azospirillum 
La sobrevivencia de las bacterias simbi6ticas 
fijadoras del nitr6geno amosfCrico introducidas 
al tepetate al momento de la siembra, Rhizobium 
legunzinosarum bv. phaseoli (CPMEX-111) y 
Azospirillum sp. (CPMEX-167), cambi6 ligera- 
mente en funci6n de la incorporaci6n de la 
materia organica. Rhizobium present6 valores 
mas altos en la ridsfera del frijol en el tepetate 
sin incorporaci6n de materia orgihica; mientras 
que en la riz6sfera del maiz, A z o s p i r i l l u m  
present6 mayor ntímero en el tepetate con 
materia organica (Cuadro 3). Estos resultados 
evidencian que a los 50 dias despuCs de la 
siembra, Rhizobium y Azospirillum se encuentran 
establecidos en la riz6sfera de sus respectivos 
macrosimbiontes. Sin embargo, en los muestreos 
posteriores (100 y 168 dias despuCs de la siem- 
bra) las poblaciones de ambos microorganismos 
disminuyeron progresivamente. 
Cuadro 3. Sobrevivencia de Rhizobium legumìnosarum 
bv. phaseolà (CPMEX-111) y de Azospirillum sp. 
(CPMEX-167) en tepetate Pizosf6rico de frijol y maíz, 
respectivamente, a los 50 días desppa6s de la siembra 
Rhizobium Azospirillum 
Sin materia organica 8.94 x l@ 6.18 x 104 
Con materiaorghica 1.33 x 104 2.84 x 104 
No obstante el alto n b e m  de Rhizobium y de 
Azospirillum observado en la riz6sfera a los 
50 dias despuCs de la siembra, los porcentajes de 
infeccidn de ambos microsimbiontes fue notoria- 
mente bajo. De los n6dulos formados en la raíz 
del frijol, la cepa de Rhizobium introducida 
indujo el 7.3% y el 8.9%, respectivamente, en el 
tepetate sin y con inccsrporacibn de materia 
orghica. Las plantas de maiz presentaron un 
porcentaje de infeccidn por Azospirillum de 34.5 
y 39.8, respectivamente, en el tepetate sin y con 
incorporacidn de materia organica, del cual el 
20.3 y el 7.5%. respectivamente, correspondi6 a 
la cepa de Azospirillum introducida. 
dos por las raices de las plantas cultivadas (Keith 
et al., 1986; Martin y Kemp, 1986 y Jansen y 
Bxuinsma, 1989). 
El bajo porcentaje de infecci6n que present6 
la cepa de Rhizobium introducida puede estar 
relacionado con la presencia de cepas nativas en ' 
Atvarez-Solìs et at. MICROFLORA Y MANEJO AGROECOLOGICO DE LOS TEPETATES 423 
el tepetate que compitieron por los sitios de 
infeccidn en la rafz del frijol, ya que aunque no 
se determin6 el NMP de rhizobia nativa, Pos 
controles sin inocular pmentaron un nbmero de 
nddulos similar al de las plantas inoculadas 
(datos no presentados). Dowling y Broughton 
(1986) seflalan que uno de los factores que mas 
afecta el exit0 de la inoculaci6n en el campo lo 
constituye la presencia de cepas nativas. 
CONC!LUSIONE!3 
Las practicas de manejo, tales como la rotura- 
ci6n y la incorporaci6n de estiercol de bovino, 
estimulan la actividad de la comunidad micro- 
biana del tepetate, lo que aunado a la estimu- 
laci6n rizosfkrica de las plantas cultivadas resulta 
en un incremento en las poblaciones de bacterias, 
actinomicetos y hongos. 
Las poblaciones de Rhizobium legumiplosarm 
bv. phaseoli y de Azospirillum sp. se establecen 
en el tepetate sin y con incorporacidn de estiercol 
de bovino y alcanzan valores altos en la riz6sfera 
de sus respectivos macrosimbiontes a los 50 dfas 
despues de la siembra, para posteriormente 
declinar . 
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Suelos volcanicos endurecidos

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