Evaluación de formulaciones líquidas y sólidas de bacterias promotoras de crecimiento vegetal con fertilización reducida para su integración en el manejo agronómico del maíz

Abstract

This research explored the potential of solid bioinoculants containing plant growthpromoting rhizobacteria (PGPR) to optimize the development of both landrace and hybrid maize under reduced chemical fertilization. The study compared liquid and solid formulations across different vegetative stages, from laboratory to actual field conditions, with the aim of identifying sustainable alternatives for agriculture and their favorable integration into current farming systems. The bacteria used were isolated from rhizospheric soils in Michoacán and selected for their ability to fix nitrogen and solubilize phosphates and calcium. After preparing liquid and solid formulations, key parameters were evaluated: germination (VE stage), growth at vegetative stage 3 (V3) and vegetative stage 6 (V6) (root length, shoot biomass, and dry weight), and finally, field yield. The experimental plots received only 50% of the conventional chemical fertilization, contrasting with controls of full fertilization (100%) and reduced fertilization without inoculation. The results revealed that the solid formulations consistently outperformed the liquid ones. The solid treatment with Azotobacter sp. BKY (BKY) was particularly notable, increasing dry weight by 28.79% and root length by 21.8% compared to the fully fertilized control. In the field, the solid bioinoculant with Azotobacter sp. BKY achieved a yield of 12.20 ton/ha, surpassing the regional control (9.25 ton/ha) by 33% while using only half the amount of chemical fertilizers. Soil microbiota analysis showed that solid formulations better preserved microbial diversity, although strains like BKY exhibited greater dominance. The inoculated microorganisms persisted in the rhizosphere until harvest, with populations between 1.0×10⁵ and 7.8×10⁷ CFU/mL, confirming their stability and adaptation.

Esta investigación exploró el potencial de bioinoculantes sólidos con rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) para optimizar el desarrollo del maíz criollo e híbrido bajo condiciones de fertilización química reducida. El estudio comparó formulaciones líquidas y sólidas a lo largo de distintas etapas vegetativas, desde laboratorio hasta condiciones reales de campo, con el objetivo de identificar alternativas sostenibles para la agricultura y una integración favorable en los sistemas agrarios actuales. Las bacterias utilizadas fueron aisladas de suelos rizosféricos de Michoacán, seleccionadas por su capacidad para fijar nitrógeno y solubilizar fosfatos y calcio. Tras preparar formulaciones líquidas y sólidas, se evaluaron parámetros clave: germinación (etapa VE), crecimiento en la etapa vegetativa 3 (V3) y la etapa vegetativa 6 (V6) (longitud de raíz, biomasa aérea y peso seco), y finalmente el rendimiento en campo. Las parcelas experimentales recibieron solo el 50% de la fertilización química convencional, contrastando con controles de fertilización completa (100%) y fertilización reducida sin inoculación. Los resultados revelaron que las formulaciones sólidas superaron consistentemente a las líquidas. Destacó el tratamiento con Azotobacter sp. BKY (BKY) en formato sólido, que aumentó el peso seco en un 28.79% y la longitud radicular en 21.8% respecto al control con fertilización completa. En campo, el bioinoculante sólido con Azotobacter sp. BKY alcanzó un rendimiento de 12.20 ton/ha, superando en un 33% al control regional (9.25 ton/ha) utilizando apenas la mitad de los fertilizantes químicos. El análisis de la microbiota del suelo mostró que las formulaciones sólidas preservaron mejor la diversidad microbiana, aunque cepas como BKY exhibieron mayor dominancia. Los microorganismos inoculados persistieron en la rizosfera hasta la cosecha, con poblaciones entre 1.0×10⁵ y 7.8×10⁷ UFC/mL, confirmando su estabilidad y adaptación. Estos hallazgos demuestran que los bioinoculantes sólidos pueden reducir hasta el 50% el uso de fertilizantes sintéticos en el cultivo de maíz sin comprometer los rendimientos, e incluso mejorándolos en algunos casos.