Native bacteria as sustainable biofertilisers for periurban horticulture soils’ quality restoration

Abstract

El impacto que producen los agroquímicos en los suelos agrícolas periurbanos genera una preocupación ambiental. El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial de bacterias nativas promotoras del crecimiento de plantas para recuperar la calidad del suelo hortícola para el diseño de bioinoculantes utilizando Eisenia andrei como bioindicador. Se realizaron determinaciones de fósforo total y bioensayos con colinesterasas de E. andrei, carboxilesterasas y glutatión S-transferasas como biomarcadores. Los niveles de glutatión S-transferasa aumentaron significativamente (~ 30%), lo que evidencia el riesgo del uso incontrolado de agroquímicos. Las Pseudomonas migulae S1-2 nativas, Sphingobium yanoikuyae SP-3 y Leucobacter aridicollis RP-7 exhibieron propiedades promotoras del crecimiento de las plantas. A partir de sobrenadantes de cultivo se obtuvieron una producción de ácido indol-3-acético de 14,0 ± 0,1, 69 ± 1 y 6,4 ± 0,1 µg mL-1 y una solubilización de fósforo de 46, 133 y 158 mg P L-1. Los sobrenadantes bacterianos aumentaron el alargamiento de las raíces de las semillas de Lactuca sativa hasta en un 10%. Estas bacterias seleccionadas demostraron su potencial para diseñar una formulación de biofertilizantes para restaurar suelos hortícolas deteriorados.

The impact produced by agrochemicals on periurban agriculture soils generates an environmental concern. The objective of this work was to evaluate the potential of native plant growth-promoting bacteria to recover the horticultural soil quality for bioinoculant design using Eisenia andrei as bioindicator. Total phosphorus determination and bioassays with E. andrei cholinesterases, carboxylesterases and glutathione S-transferases as biomarkers were performed. Glutathione S-transferase levels were significantly augmented (~ 30%) evidencing the risk of uncontrolled use of agrochemicals. Native Pseudomonas migulae S1-2, Sphingobium yanoikuyae SP-3 and Leucobacter aridicollis RP-7 exhibited plant growth-promoting properties. Indole-3-acetic acid production of 14.0 ± 0.1, 69 ± 1 and 6.4 ± 0.1 µg mL?1 and phosphorus solubilisation of 46, 133 and 158 mg P L?1 were obtained from culture supernatants. Bacterial supernatants increased the root elongation of Lactuca sativa seeds up to 10%. These selected bacteria demonstrated their potential to design a biofertiliser formulation to restore deteriorated horticultural soils.

O impacto produzido pelos agroquímicos nos solos agrícolas periurbanos gera uma preocupação ambiental. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de bactérias promotoras de crescimento de plantas nativas na recuperação da qualidade do solo hortícola para planejamento de bioinoculantes utilizando Eisenia andrei como bioindicador. Foram realizados determinação de fósforo total e bioensaios com colinesterases, carboxilesterases e glutationa S-transferases de E. andrei como biomarcadores. Os níveis de glutationa S-transferase aumentaram significativamente (~ 30%), evidenciando o risco do uso descontrolado de agroquímicos. Pseudomonas migulae S1-2 nativa, Sphingobium yanoikuyae SP-3 e Leucobacter aridicollis RP-7 exibiram propriedades promotoras de crescimento de plantas. A produção de ácido indol-3-acético de 14,0 ± 0,1, 69 ± 1 e 6,4 ± 0,1 µg mL-1 e a solubilização de fósforo de 46, 133 e 158 mg P L-1 foram obtidas dos sobrenadantes da cultura. Os sobrenadantes bacterianos aumentaram o alongamento radicular das sementes de Lactuca sativa em até 10%. Estas bactérias selecionadas demonstraram o seu potencial para conceber uma formulação de biofertilizante para restaurar solos hortícolas deteriorados.