Impacto de rizobacterias nativas en el rendimiento y contenido de vitaminas y minerales del cultivo de maíz criollo en condiciones de temporal

Abstract

Native Maize (Zea mays L.) is a key crop in Mexico due to its economic, cultural, and biodiversity impact. Inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) represents a sustainable alternative to chemical fertilization, particularly when native microorganisms are utilized, thereby enhancing their adaptation and colonization of the rhizosphere and ultimately improving crop yield. This study characterized native microorganisms from the rhizosphere of native maize in Ocampo, Michoacán, with the aim of enhancing its nutritional quality. A total of 80 microorganisms were isolated from rhizospheric soil and subjected to biological nitrogen fixation (BNF) and phosphate (SFos) and calcium (SCa) solubilization assays, where isolates B10, C17, M3, B16, B44, and B55 showed notable results. In the BNF test, B10 exhibited the highest performance with 30 μg NH4/mL, whereas in the other solubilization assays, B44 demonstrated the best results with 85 μg KH2PO4/mL and 320 μg CaCO3/mL. Molecular identification revealed the isolates belonged to different bacterial genera: B10 (Streptomyces sp.), B16 (Bacillus subtilis), B44 (Lysinibacillus sp.), B55 (Exiguobacterium profundum), C17 (Paenibacillus sp.), and M3 (Kitasatospora sp.). A greenhouse experiment was conducted, demonstrating that inoculation with these microorganisms improved phenological variables in the early stages of maize development. B10, B16, B44, and C17 notably increased fresh and dry weight, plant height, stem and root length, and root number. Subsequently, field trials with different treatments assessed their impact on maize growth and nutritional quality; B10 and B44 exhibited the most significant positive effects. Additionally, vitamin and mineral analyses of maize grains obtained from each treatment were performed, resulting in an increase in nutritional content in the treatments with bacterial isolates. This suggests that native PGPRs present biotechnological and environmentally friendly potential for use in native Mexican maize from the region.

El maíz criollo (Zea mays L.) es un cultivo clave en México por su impacto en la economía, la cultura y la biodiversidad. La inoculación con rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) es una alternativa sustentable a la fertilización química, especialmente cuando se emplean microorganismos nativos, lo que optimiza su adaptación y colonización de la rizosfera, mejorando el rendimiento del cultivo. Este estudio caracterizó microorganismos nativos de la rizosfera del maíz criollo en parcelas de Ocampo, Michoacán, con el objetivo de mejorar su calidad nutricional. Se aislaron 80 microorganismos de suelo rizosférico y se realizaron pruebas de fijación biológica de nitrógeno (FBN) y solubilización de fosfatos (SFos) y calcio (SCa), donde destacaron los aislados B10, B16, B44, B55, C17 y M3. En la prueba de FBN, B10 sobresalió con 30 μg NH4/mL; mientras que en las otras pruebas de solubilización, B44 mostró los mejores resultados con 85 μg KH2PO4/mL y 320 μg CaCO3/mL. Mediante identificación molecular, se determinó que los aislados correspondían a diferentes géneros bacterianos: B10 (Streptomyces sp.), C17 (Paenibacillus), M3 (Kitasatospora sp.), B16 (Bacillus subtilis), B44 (Lysinibacillus sp.) y B55 (Exiguobacterium profundum). Se realizó una fase de experimentación en invernadero, donde la inoculación con estos microorganismos mejoró variables fenológicas en las primeras etapas del maíz. B10, B16, B44 y C17 destacaron en peso fresco y seco, longitud de planta, tallo y raíz, así como en el número de raíces. Posteriormente, los microorganismos se probaron en campo con distintos tratamientos para evaluar su impacto en el crecimiento y calidad nutricional del maíz; B10 y B44 demostraron el mayor efecto positivo. Además, se realizaron análisis de vitaminas y minerales de los granos de maíz obtenidos en cada tratamiento, dando como resultado un aumento en el contenido nutricional por parte de los tratamientos con aislados bacterianos, concluyendo que el uso de PGPRs nativas tiene un potencial biotecnológico y ambientalmente amigable para su uso en maíz criollo mexicano de la región.