InGenio Journal
Revista de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo
https://revistas.uteq.edu.ec/index.php/ingenio
e-ISSN: 2697-3642 CC BY-NC-SA 4.0
Volumen 6 | Número 1 | Pp. 19 | Enero 2023 Recibido (Received): 2022/08/03
DOI: https://doi.org/10.18779/ingenio.v6i1.558 Aceptado (Accepted): 2022/11/07
Análisis del ADN ambiental en la determinación de la
fertilidad del suelo agrícola en la provincia de Loja
(Analysis of environmental DNA in the determination of fertility of
agricultural soil in the province of Loja)
Masao Nishikawa
1
, Franklin Román Cárdenas
2
, Miguel Marín-Gómez
3
1
JICA, Loja, Ecuador
2
Universidad Estatal de Bolívar, Guaranda, Ecuador
3
Universidad Nacional de Loja, Loja, Ecuador
Masaonishikawa061748@gmail.com, froman@ueb.edu.ec, miguel.marin@unl.edu.ec
Resumen
:
La fertilidad del suelo se la puede determinar mediante diferentes procesos uno
de estos es a través del análisis del ADN ambiental (eADN) el cual permite identificar la
diversidad genética que se encuentran en dicho material, esencial en la formación y el
mantenimiento de la productividad del suelo, este estudio, es el primero de su tipo en la
provincia de Loja, se realizó mediante la selección de 9 áreas, en las cuales, se recogieron 26
muestras de suelo, se midió el eDNA y se estimó el número de microorganismos a partir de
la cantidad de eDNA obtenido. El 35% de suelos totales (9) mostraron recuentos bacterianos
mayores 6,0 x 10
8
células/g-suelo, el 15% (4) entre 2,0 x 10
8
células/g-suelo (recuentos
bacterianos mínimos requeridos para la mineralización de compuestos orgánicos) y 6,0 x 10
8
células/g-suelo. Sin embargo, el 50% (13) restantes tenían menos de 2,0 x 10
8
células/g-suelo
en estos suelos la mineralización con nitrógeno orgánico es extremadamente baja, encontrada
en los cantones Saraguro, Paltas y Catamayo. Este estudio es importante porque identifica
los recuentos bacterianos de diferentes suelos y la necesidad de incorporar microorganismos
para mejorar rendimientos, gracias a la estandarización, la técnica se puede aplicar a la
totalidad de los suelos de la provincia y del país.
Palabras clave: Biomasa Bacteriana, Recuentos Bacterianos, Índice de Fertilidad del Suelo.
Abstract: Soil fertility can be determined through different processes, one of these is through
the analysis of environmental DNA (eDNA) which allows identifying the genetic diversity
found in said material, essential in the formation and maintenance of soil productivity. soil,
this study is the first of its kind in the province of Loja, it was carried out by selecting 9 areas,
in which 26 soil samples were collected, eDNA was measured and the number of
microorganisms was estimated from of the amount of eDNA obtained. 35% of total soils (9)
showed bacterial counts greater than 6.0 x 10
8
cells/g-soil, 15% (4) between 2.0 x 10
8
cells/g-
soil (minimum bacterial counts required for the mineralization of organic compounds) and
6.0 x 10
8
cells/g-soil. However, the remaining 50% (13) had less than 2.0 x 10
8
cells/g-soil
in these soils mineralization with organic nitrogen is extremely low, found in the Saraguro,
Paltas and Catamayo cantons. This study is important because it identifies the bacterial counts
of different soils and the need to incorporate microorganisms to improve yields, thanks to
standardization, the technique can be applied to all the soils of the province and the country.
Keywords: Bacterial Biomass, Bacterial Counts, Soil Fertility Index.
1. INTRODUCCIÓN
Un ambiente saludable del suelo permite el crecimiento de las plantas y la producción de los
alimentos que está estrechamente relacionado con nuestra salud y nuestra vida [1], de gran
importancia es la presencia de microorganismos ya que juegan un papel importante en la
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descomposición de materiales orgánicos y el ciclo del carbono, nitrógeno, fósforo y varios otros
nutrientes [2]
En los últimos años, la contaminación ambiental derivada del uso excesivo de químicos
(fertilizantes, herbicidas fungicidas etc.) se ha convertido en un grave problema mundial [3], [4].
La provincia de Loja no es la excepción en la que el empleo de diferentes agroquímicos es de uso
común en labores culturales de cultivos, como el maíz, tomate, hortalizas, para proteger a los
microorganismos del suelo de los efectos nocivos de los agroquímicos, es necesario minimizar su
uso, permitiendo su recuperación y su acción en diferentes actividades que ejercen en el suelo
acelerando el proceso de biodegradación [5], [6]. El interés en la agricultura orgánica se
incrementa a medida que aumenta la conciencia del consumidor sobre la seguridad alimentaria.
Los fertilizantes como el compost utilizado en la agricultura orgánica se pueden hacer
empíricamente sin embargo es difícil ajustar sus componentes [7]. Los componentes orgánicos del
suelo son utilizados por los cultivos agrícolas después de ser descompuestos por los organismos
y las bacterias presentes en el suelo, es importante analizar la fertilidad del suelo enfocándose en
la bioactividad de las bacterias involucradas, en la descomposición de materiales orgánicos y en la
circulación de nutrientes como C, N, P y S [8], [9]. Además, la microbiota del suelo en sí procesa
un conjunto lábil de nutrientes que esta potencialmente disponible para las plantas [10], [11], pero
muchos de ellos son muy difíciles de separar y cultivar en un laboratorio.
Se han realizado varios intentos para extraer DNA directamente del suelo y analizar
comunidades microbianas, recientemente se estableció eltodo para extraer eDNA, el DNA de
microorganismos presentes en el medio ambiente como suelo y agua [12], mediante la utilización
del método que extrae eDNA con agitación lenta (“Slow-Stirring Method”) y permite evaluar la
fertilidad del suelo por la carga bacteriana presente en el mismo (biomasa bacteriana) [13].
El objetivo del presente estudio, es determinar la fertilidad del suelo de nueve cantones de la
provincia de Loja. A través del análisis del eDNA, su importancia radica en la identifica los
recuentos bacterianos de diferentes suelos y la necesidad de incorporar microorganismos para
mejorar rendimientos, gracias a la estandarización, la técnica se puede aplicar a la totalidad de los
suelos de la provincia y del país.
2. METODOLOGÍA
Muestra: El suelo utilizado en este estudio fue recolectado en 26 campos agrícolas de nueve
cantones (figura 1), Saraguro, Paltas, Celica, Alamor, Gonzanamá, Catamayo, Macará, Loja y
Zapotillo, en la provincia de Loja.
Tres muestras por cantón a excepción de Gonzanamá en la que se tomó dos muestras, el suelo
se recolectó a una profundidad de 5-10 cm sin la capa superficial del suelo y se eliminaron las
raíces, piedras y materiales extraños, todas las muestras se almacenaron a 4
o
C hasta su
procesamiento en el laboratorio, para extraer el eDNA, las muestras se secaron a temperatura
ambiente durante una semana, luego se molieron con un mortero hasta obtener un polvo fino, y
se tamizaron usando una malla de 1 mm.
Microbiota del suelo, se midió analizando eDNA extraído por el método de “Slow-Stirring
Method” [13] que es un método simple y rápido de agitación lenta para extraer eDNA de los
suelos mediante agitación física suave con tratamiento químico.