Los abajo firmantes miembros del jurado del examen de grado de la estudiante Valeria Arenas Montaño, una vez leída y revisada la Tesis titulada “RESISTENCIA DE LOS HONGOS MICORRIZICOS ARBUSCULARES A LAS ALTERACIONES DEL PH Y A LA MATERIA ORGÁNICA ALTERADA DE LA precitada Tesis Revisada y corregida presentada por la estudiante a aspirar para el título de Maestría en Ciencia y Tecnología en la opción terminal de Ingeniería Ambiental durante el examen correspondiente. Estos resultados indican que existe un efecto negativo de la aplicación de vinazas de tequila sobre especies y plantas no nativas de HMA relacionado con la concentración de vinazas.
Vinazas tequileras
- Importancia del tequila en Jalisco
- Proceso de producción del tequila
- Estadísticas de generación de bagazo y vinazas
- Características principales de las vinazas
En el fondo de alambiques o columnas de destilación, los vinos se concentran como residuo líquido. En el proceso tradicional la composición calmante es mayor en compuestos como furfural, furano y furanonas que en el proceso difusor, como lo demuestran Rodríguez-Félix et al.
Aplicación de vinazas a suelos agrícolas
- Regulación ambiental
- Efectos en el suelo
- Efectos en las plantas
- Efectos en los macro y microorganismos del suelo
Por otra parte, Tejada et al. 2007) encontró que la aplicación de vinazas puede tener un impacto negativo en las propiedades físicas del suelo (disminución de la estabilidad estructural, aumento de la densidad aparente). Estas emisiones son resultado de los procesos de descomposición aeróbica y anaeróbica de la materia orgánica en las vinazas (De Oliveira et al., 2013).
Hongos micorrízicos arbusculares
Ciclo de vida de los HMA
Los lugares de intercambio de nutrientes en la planta son principalmente los arbúsculos, de ahí el nombre de hongos micorrízicos arbusculares; Estas estructuras tienen forma de árboles ramificados dentro de las células de la raíz. Además, secretan una proteína llamada glomalina, que ayuda en la formación de agregados del suelo y mejora su estructura (Wright y Upadhyaya, 1998).
Uso de inóculos de HMA en agricultura
Sin embargo, algunas prácticas agrícolas comunes, como el arado y la fertilización con fosfato, son contraproducentes para los HMA (Jansa et al., 2006). En otros casos han demostrado ser muy eficientes incluso en comparación con un inóculo nativo (Quiñones-Aguilar et al., 2015).
Perturbación al hábitat de los HMA
- Materia orgánica
- Compuestos fenólicos
- pH
- Salinidad
- Vinazas y HMA
Sin embargo, se ha observado que muchos compuestos flavonoides (entre otros quercetina, miricetina y kaempferol) pueden estimular la germinación de esporas y el crecimiento de hifas (Bécard et al., 1992). También se ha reportado una disminución en el crecimiento de hifas o ausencia de germinación de HMA en medio salino, aunque con efectos diferentes según la especie (Campagnac y Khasa, 2014).
Hipótesis
Objetivo general
Objetivos específicos
En la fase I se realizó el muestreo y caracterización del suelo y vinaza a utilizar en el experimento. Paralelamente se llevó a cabo la fase III, evaluando el efecto de diferentes dosis de vinaza de tequila sobre la germinación de potenciales plantas hospederas in vitro y eligiendo una para su uso en la siguiente fase. Finalmente, en la Fase IV se realizó un experimento en invernadero en el que se injertó el consorcio propagado (Fase II) y un experimento comercial en macetas, en invernadero, con la planta seleccionada (Fase III) y el efecto sobre la planta, el suelo. Se evaluó la simbiosis micorrícica en diferentes dosis y niveles de pH de vinaza.
Etapa I. Caracterización del suelo, de la vinaza y del consorcio de HMA
Muestreo y caracterización del suelo
Las vinazas normalmente se descargan en las pilas como se muestra en la Figura 5 para reducir la temperatura y luego se descargan en el canal al lado de S3. Se recogieron un total de 300 kg de suelo de las tres secciones del experimento (en adelante suelo de El Arenal) y los análisis necesarios en 79 puntos de muestreo. Cada suelo (S1, S2 y S3) se caracterizó fisicoquímicamente por triplicado según los parámetros, metodologías y equipos indicados en el Cuadro 1.
Muestreo y caracterización de vinazas tequileras
Método de horno estándar Horno BOD Track™ II Retiene INO 650V-9 Sólidos totales APHA (1999) Método 2540 B QL Estufa Quincy Lab Inc.
Caracterización del consorcio de HMA nativo del suelo agrícola regado con
Donde es la abundancia relativa de la especie i, es el número de individuos de la especie i presentes en la muestra y es el número total de individuos de la muestra. A diferencia del cálculo de riqueza de especies, la diversidad es una medida de la heterogeneidad de la distribución de la abundancia de especies en una muestra (Magurran, 2004). El uso de este índice permite compararlo con otros trabajos (Del Val et al., 1999) donde se ha analizado el efecto del estrés abiótico sobre la diversidad de especies de HMA. Este estudio abordó el efecto de la aplicación del Vinagreta.
Etapa III. Ensayo de germinación de sorgo y maíz con vinazas
Establecimiento del ensayo de germinación
Prueba de germinación de sorgo y maíz con viñas. durante 10 días a 28 °C en oscuridad, según el procedimiento experimental propuesto por González et al. 2014) para otras especies vegetales, utilizando viñas de caña de azúcar.
Evaluación de la germinación de semillas
Etapa IV. Experimento en invernadero
- Establecimiento del experimento
- Evaluación del crecimiento de la planta
- Evaluación del suelo
- Evaluación de la simbiosis micorrízica
Este parámetro era importante debido al riesgo de un aumento en la concentración de sales añadidas a través del destilado. La evaluación de la concentración de fósforo disponible en el suelo es importante porque es uno de los nutrientes más estrechamente relacionado con la actividad de los HMA (Parniske, 2008). De esta forma, se podría determinar la concentración de fosfato midiendo la absorbancia de la muestra.
Análisis estadístico
Las estructuras presentes que se consideraron para el porcentaje de colonización en la raíz son las esporas de HMA, hifas (aseptadas), arbúsculos y vesículas que se encontraron en el interior de la raíz.
Muestreo y caracterización
Vinazas tequileras
Además, la Tabla 4.9 de la norma estadounidense (EPA/625/R-04/108) informa niveles máximos de DBO5 de varias regulaciones estatales entre 10 y 45 mg/L en cultivos no alimentarios. En el Cuadro 4 se puede observar que los límites para riego directo en tierras agrícolas no están definidos en la mayoría de los parámetros por la norma mexicana ni la norma de la EPA. Su composición y concentración depende de las condiciones del proceso, pero Prado Ramírez (2015) encontró un aumento de hasta un 250% en la cantidad de compuestos fenólicos presentes en el tequila en relación a la sidra fermentada.
Suelo agrícola
En el presente trabajo probablemente fue incluso mayor debido al uso de vinazas y al uso agrícola de la tierra. Además, el suelo de Feozem se caracteriza por tener un pH entre 5 y 7, el cual coincide con el encontrado en el suelo muestreado. El contenido de metales del suelo se consideró suficiente de acuerdo con la NOM-021-SEMARNAT-2000 y la especificación de concentraciones de metales pesados para suelos de uso agrícola en la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004 en áreas menores a 1000 m2.
Evaluación de los HMA en el suelo
El contenido de metales del suelo se consideró adecuado según la NOM-021-SEMARNAT-2000 y la especificación de concentraciones de metales pesados para suelos de uso agrícola en la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004 en áreas menores a 1000 m2. sólo una vez en el trabajo de Pereira Aleixo et al. 2014), mientras que en las propiedades estudiadas en este trabajo el uso de vinaza fue continuo. Sivakumar (2013) estudió suelos cultivados con caña de azúcar que no fueron perturbados por el riego con vino y encontró que la densidad de esporas estaba entre 11,9 y 58,3 esporas/10 g de suelo. Además, se ha informado del efecto de la estacionalidad sobre la densidad de cría; Tuvo una densidad baja en invierno (22,2 esporas/10 g de suelo), pero una densidad mayor en verano (37,9 esporas/10 g de suelo).
Propagación de esporas
Cuantificación de los HMA propagados
El valor inicial se calculó en base a la densidad de escoria del suelo muestreado y la proporción de este suelo utilizado en macetas de propagación. En base a estos resultados, se seleccionó el inóculo S3R3 (en adelante inóculo nativo N) para su uso en el experimento. La evaluación de la densidad de esporas y viabilidad del inóculo comercial (I) mostró una densidad de esporas de 137±8 esporas por 10 gy una viabilidad de 68±17%.
Abundancia relativa y diversidad de especies de los HMA propagados
Claroideoglomus etunicatum se encontró previamente en una densidad de 3 esporas por 100 g de suelo en el mismo sitio de estudio (Sánchez-Lizárraga, 2015a). La densidad de esporas en el suelo de El Arenal y en el suelo propagado (inóculo nativo) se muestra en la Tabla 7. La diversidad de especies en el inóculo natural es menor, pero la riqueza no.
Efecto de las vinazas sobre la germinación de sorgo y maíz con diferentes
Porcentaje de germinación
Además, la fase reproductiva de este género puede durar hasta un año (De Souza et al., 2005), y la reproducción se produjo durante sólo seis meses.
Crecimiento de radícula e hipocótilo
Comparación de la longitud de la radícula (cm) de semillas germinadas de maíz y sorgo con los cinco tratamientos con vinaza. Comparación de la longitud del hipocótilo (cm) de semillas germinadas de maíz y sorgo con los cinco tratamientos.
Efecto de las vinazas en la germinación de semillas
Las barras representan el error estándar. norte variable. .. 61 . et al., 2002) informaron sobre la inhibición de la germinación y el crecimiento inicial de algunas semillas en asociación con el aumento de la concentración del efluente de destilería usado. El mismo comportamiento fue encontrado por Pandey et al. 2008) al estudiar la germinación de maíz y arroz con efluente de destilería en diferentes concentraciones (50% y 100%), en los que se redujo tanto la germinación de las semillas como la longitud de las raíces y del hipocótilo. La germinación y el crecimiento inicial del maíz (Carpıcı et al., 2009) y del sorgo dulce (Almodares et al., 2007) se vieron afectados negativamente por un aumento en la concentración de sodio de 1150 mg/L y 2300 mg/L, respectivamente, aunque algunos cultivares de la misma especie se vieron menos afectados que otros.
Evaluación del experimento en invernadero
Parámetros del suelo
Las variaciones en la concentración de fósforo disponible medida como fosfatos [PO4] en el suelo luego de la aplicación de vinazas se observan en la Figura 17. En este trabajo se evaluó la concentración de fenoles totales en el suelo [TF] como equivalentes ácidos. (Figura 18). La suma de la concentración adicionada con el riego con vinaza con la concentración presente en el suelo.
Simbiosis micorrízica
Algunos estudios han encontrado que no hay disminución en la densidad de esporas debido a la aplicación de vinazas. En un estudio anterior a este, Sánchez-Lizárraga, (2015a) demostró que efectivamente existe una disminución significativa en la densidad de esporas de HMA a lo largo del tiempo debido a la aplicación de vinazas de tequila. La densidad final de esporas de HMA con I fue menor en todos los tratamientos que en el control (agua), mientras que en N no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos y el riego con agua (Figura 19).
Crecimiento del maíz con el riego de vinazas
Comparación de la altura de las plantas con los cinco tratamientos de vinaza (pH 3,5 y 4,5, concentración de vinaza 30% y 60%) y dos inoculaciones de HMA a los tres meses. Comparación de biomasa vegetal total (g) con los cinco tratamientos de vinaza (pH 3,5 y 4,5, concentración de vinaza 30% y 60%) y dos inoculaciones de HMA a los tres meses. Aunque no se observan diferencias significativas entre tratamientos, se puede observar que la aplicación de vinaza en alta concentración (60%) tuvo un impacto negativo en el crecimiento de las plantas.
Análisis de varianza
Análisis multivariado
Extensive in vitro hyphal growth of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi in the presence of CO2 and flavonols. The effect of applications of Arbuscular Mycorrhizal fungi (AMF) on the yield of silage maize (Zea mays L.) in different irrigation regimes. Influence of organic amendments on arbuscular mycorrhizal fungi in relation to rice disease.
Especies de HMA identificadas en t3
