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Policy brief:

Alternativas para el manejo sostenible de la fertilización de suelos y nutrición vegetal

Todas las prácticas que promuevan un aumento de la materia orgánica y mayor biodiversidad del suelo mejorarán su fertilidad y capacidad de suministrar nutrientes a las plantas. Sin embargo, es importante mantener un balance entre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Este documento resume brevemente las alternativas recopiladas hasta la fecha por la Comunidad de prácticas de suelos (CdP-Suelos) para América Latina y el Caribe, y otras medidas adicionales implementadas en la región para enfrentar esa situación.

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Innovaciones tecnológicas para el manejo y mejoramiento de la calidad y salud de suelos bananeros de América Latina y el Caribe – Caso Venezuela

País: Venezuela
Nombre:  Juan Carlos Rey
Correo: Juan.ReyBrina@fao.org
Objetivo: Mejorar la productividad de las plantaciones bananeras de América Latina y el Caribe, mediante innovaciones tecnológicas sostenibles que permitan incrementar la calidad y salud del suelo
Enlace: https://drive.google.com/file/d/1FX_sSWPdo3J1EplXZRjNVAaAE-4QdV-g/view?usp=sharing

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Uso de micorrizas arbusculares y rizobacterias en los procesos de recuperación de áreas degradadas por el manejo forestal en la Reserva Forestal Imataca. Venezuela

País: Venezuela
Nombre:  Alicia Cáceres Sánchez
Correo: alicia2001@gmail.com
Objetivo: Realizar análisis de la diversidad y abundancia de microorganismos (HMA y bacterias) en localidades perturbadas por el Manejo Forestal en la Reserva Forestal Imataca (RFI), para ser utilizados en la producción de bioinsumos.
Enlace: https://drive.google.com/file/d/1u5vxSOeOYeAU5izveg1mTpumGcTMGxwT/view?usp=sharing

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Uso de roca fosfórica en suelos sulfatoácidos

País: Venezuela
Nombre:  Aquile J. Amares P.
Correo: ajamares.inv.utdft2020@gmqil.com
Objetivo: Articular programas de investigación desde las Universidades en alianza estratégica con instituciones del Estado y productores agropecuarios de la región.
Enlace: https://drive.google.com/file/d/13shUIYHaD86XO8wfJAIY5LspgTPWRedz/view

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08VBP-Uso de roca fosfórica en suelos sulfatoacidos-Repositorio Experiencias CdP.pdf

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Producción de biofertilizantes líquidos y sólidos con microorganismos eficaces

País: Perú
Nombre:  Francis Reyes
Correo: administracion@bioem.com.pe

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FAO, Viale delle Terme di Caracalla, Roma, Italia

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Rotación de cultivos y cultivos intercalados con especies de leguminosas autóctonas

País: Roma, FAO
Nombre:  Teodardo Calles, Dr.
Correo: Teodardo.Calles@fao.org

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Oportunidades para mejorar la salud de los suelos tropicales

País: Trinidad y Tobago, Caribe
Nombre:  Gaius Eudoxie
Correo: Gaius.Eudoxie@sta.uwi.edu

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Bacterias promotoras del crecimiento vegetal y producción de inoculantes

País: Brasil
Nombre:  Mariangela Hungria da Cunha
Correo: mariangela.hungria@embrapa.br

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FAO, Viale delle Terme di Caracalla, Roma, Italia

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Impacto y posible respuesta a los altos precios de los fertilizantes

País: Roma, FAO
Nombre:  Mohamed Eida, PhD
Correo: Mohamed.Eida@fao.org

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Acciones de política pública en torno a los Bioinsumos como respuesta al alza del precio de fertilizantes

País: Colombia
Nombre:  Edna Espinosa
Correo: edna.espinosa@minagricultura.gov.co

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Programa Nacional de bioinsumos de Brasil

País: Brasil
Nombre:  Marcus Peixoto
Correo: marcus.peixoto@senado.leg.br

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Bioinsumos y Biofábricas: prácticas agroecológicas en el sector agrícola

País: Argentina
Nombre:  Federico Pognante
Correo: fpognante@magyp.gob.ar

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FAO, Viale delle Terme di Caracalla, Roma, Italia

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Mapas Globales de Nutrientes y Balance de Nutrientes

País: Roma, FAO
Nombre:  Marcos Angelini
Correo: Marcos.Angelini@fao.org

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Fertilidad Biológica de los Suelos

País: Argentina
Nombre:  Luis Wall
Correo: wall.luisgabriel@gmail.com

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Situación actual de la fertilidad de los suelos y nutrición vegetal en El Caribe

País: Trinidad y Tobago, Caribe
Nombre:  Gaius Eudoxie
Correo: Gaius.Eudoxie@sta.uwi.edu

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Situación actual de la fertilidad de los suelos y nutrición vegetal en Centroamérica

País: Costa Rica, Mesoamérica
Nombre:  Alfredo Alvarado
Correo: ALFREDO.ALVARADO@ucr.ac.cr

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Situación actual de la fertilidad de los suelos y nutrición vegetal en Sudamérica

País: Argentina, Sudamérica
Nombre:  Fernando García
Correo: fgarcia1957@gmail.com

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Revisión del estado actual del conocimiento y del uso práctico de los fermentos líquidos en los Andes

País: Perú, Bolivia y Ecuador
Nombre:  Brendan O’Neill, Vanesa Ramos-Abensur
Correo: obrendan@umich.edu
Descripción: Las evaluaciones de la utilidad del biol en los sistemas de pequeños agricultores andinos deberían abordar cuestiones básicas relacionadas con los fermentos en sí mismos y cómo se integran en los sistemas agroecológicos. Entre ellos incluyen las propiedades de los fermentos, el efecto de los inóculos, el impacto económico, el impacto en la salud humana, y la integración en las agroecosistemas.

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Vista Volcanes

País: México
Nombre:  Leonel Navas
Correo: lnavas@vistavolcanes.com
Objetivo: brindar soluciones tecnológicas, capacitaciones y programas sobre agricultura orgánica y agroecológica que les permitan a los agricultores generar una mayor producción y de mejor calidad, que a la vez les brinde mayores ingresos y aumente su calidad de vida.
Enlace:
https://www.youtube.com/watch?v=hcafQs7cOx4
https://www.youtube.com/watch?v=HieWxas4-Hs

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Vista Volcanes - Bienvenido a Vista Volcanes

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Evaluamos, desarrollamos y producimos productos biológicos, garantizando eficacia y resultados

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Can biofertilizers reduce synthetic fertilizer application rates in cereal production in Mexico?

País: México
Nombre:  Jesús Santillano-Cázares
Correo: jsantillano@uabc.edu.mx

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Can biofertilizers reduce synthetic fertilizer application rates in cereal production in Mexico?

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Can biofertilizers reduce synthetic fertilizer application rates in cereal production in Mexico?

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Inoculation of bacterial consortium increases rice yield (Oryza sativa L.) reducing applications of nitrogen fertilizer in San Martin region, Peru

País: Perú
Nombre:  Valdez Nuñez Renzo Alfredo/Edson Torres Cháve
Correo: rvaldez@unab.edu.pe/ etorres@inia.gob.pe
Objetivo: Durante las campañas del 2016-2019 se validó un inoculante bacteriano a base de Burkholderia vietnamiensis cepa 12LB, Burkholderia ubonensis cepa 9LB y Citrobacter bitternis cepa 22P. La inoculación durante el Transplante permitió reemplazar un 50% de la fertilización nitrogenada, alcanzando un 15% del rendimiento en grano, además de mostrar protección frente al añublo bacterial de la panícula.
Enlace: https://docs.google.com/document/d/1WOTGH2V5HDe6F37jQLJMTdZvi4G_9bUZ/edit

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Abstract

Rice feeds more than 50% of the population worldwide, representing a great energy contribution in low-income families. The exaggerated use of synthetic that promote plant growth in crops. The objective of the study was to isolate and evaluate the Plant Growth Promoting (PGP) traits of rhizospheric rice bacteria in soils of the San Martin region, evaluate the effect of promoting growth in rice under pot experiments conditions and finally evaluate the effect of selected strains on the yield under different doses of chemical fertilizers to maintain high levels of yield causes alterations in the physical, chemical and biological quality of the soils. A sustainable alternative is the use of beneficial microorganisms nitrogen fertilizer under field conditions. Initially, 27 strains were selected for their diazotrophic characteristics and characterized by PGP traits. Through a multivariate analysis of main components, five strains were selected and evaluated in pot experiments. In this stage, the rice seeds were inoculated with the five selected strains at the rate of 10 ⁹ CFU g −1 and were evaluated at 135 days. The strains showed that the parameters such as Shoot Dry Weight (SDW), tillering and grain quality were superior and even similar between inoculated treatments receiving doses of 50% Nitrogen (N) (75 kg N ha −1) and treatment receiving full dose (150 kg of N ha −1). For the field experiments, Burkholderia ubonensis la3c3, Burkholderia vietnamiensis la1a4 and p9a3m were selected, which were inoculated in a consortium at a rate of 10 ⁹ CFU mL −1 in the nursery stage and at the time of transplantation. Grain yield was higher but not significant between 2.5 and 13.5% in inoculated treatments receiving 75% and 100% (150 kg N ha −1) of the nitrogen fertilizer dose compared to the treatment without inoculation and without fertilization. Grain quality was superior in inoculated treatments versus non-inoculated treatments, reaching specific increases of 32.8% (N), 45.5% (P) and 27.9% (K) in inoculated treatments receiving low doses of N fertilizer (25%) versus treatment receive a full dose of fertilizer, also a significant increase of 2.5% in the percentage of whole grain, with respect to mill quality. The rentability (14.7-88.6%) and the utility (17.7-94.1%) were also higher in inoculated treatments. It is concluded that the use of selected native bacterial consortiums reduces the use of nitrogen fertilizer by up to 25%, increasing the productivity of rice cultivation in the San Martín region.

Introduction

The rice ( Oryza sativa L.) is a priority food product for the human population, being considered as a strategic crop for food security due to its wide distribution in soils and climates worldwide (IRRIInternational Rice Research Institute, 2016), as well as in a scenario of climate change (Fahad et al., 2019). It is estimated that world rice production for the period 2018/2019 will be 487.2 million t (USDA, 2018). In Peru, rice cultivation represents the first product based on the area planted and harvested (INIA, 2018). The San Martin region is considered the first producing region of this cereal, with a harvested area of 110,442 ha and an average yield of 7.4 t ha −1 (MINAGRI, 2018). To maintain and/or increase productivity, the application of excess N- and P-based fertilizers has led to an unprecedented contamination of soils and waters, leading to harm to ecosystems, causing pollution, and spreading disease; nutrient depletion, soil acidification and eutrophication are also common consequences of inadequate soil management (Basosi et al., 2014).

The consumption of diets with high nitrate content may produce thyroid diseases, various types of cancer and diabetes (Ahmed et al., 2017). In addition, as a result of the increase in the use of N-fertilizers, the global N-cycle has been altered, resulting in higher production of greenhouse gases, depletion of stratospheric ozone, decrease of the soil organic matter and loss of biodiversity (Hakeem et al., 2016; Singh, 2018). To mitigate the harmful effects of excessive fertilization farming practices should be identified that, combined with appropriate addition of fertilizers, maintain productivity and achieve a better fertilizer's use efficiency (Bordoloi et al., 2019). Likewise, the development of new hybrid rice cultivars and the application of mechanized planting technologies with an adequate density of plants could reduce the effects of nitrogen fertilization (Hou et al., 2019). Submerged rice cultivation, a widespread practice worldwide is responsible for the release into the atmosphere of the greenhouse gases nitrous oxide (N ₂O) and methane (CH ₄) thus contributing to the global climatic change (Baldocchi et al., 2016; Hong-Xing et al., 2018).

Microorganisms are essential for the maintenance and health of soil function in both natural and managed agricultural systems due to their involvement in fundamental processes such as soil structure formation, decomposition of organic matter, toxin removal, suppression of plant disease and, overall, the cycling of C, N, P and S. Within the soil microbiota, some bacterial populations are able to competitively colonize plant roots and stimulate growth, thereby reducing the incidence of plant diseases, for which the term plant growth-promoting rhizobacteria was coined, and are commonly recognized by the initials PGPR (for reviews see Olanrewaju et al., 2017 and references therein).

Potential functions of PGPR involved in plant growth promotion include: Direct, indol acetic acid production, inorganic phosphorus solubilization, the presence of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase (ACCD) activity, and Indirect: Antibiotic production and lytic enzymes, induction of systemic resistance, competition for sites in the plant roots, production of siderophores (see Olanrewaju et al., 2017 and Zhao et al., 2018 for reviews). These mechanisms, whether direct or indirect, can be used by PGPR, and may take place simultaneously o sequentially at different plant growth stages (Keswani et al., 2016).

In recent years, there has been much interest in the application of single or combined application of PGPR to improve the development and increase the productivity of agricultural crops, including rice. The fertilization with 30 kg ha −1 P ₂O ₅ together with the inoculation of different combinations of P. aeruginosa, P. putida, P. fluorescens, Azotobacter chroococcum and Azospirillum brasilense was proven effective for rice production and economically cheaper than the control treatments containing 60 kg ha −1 P ₂O ₅ (Yadav et al., 2014). In addition, the combination of P. putida, P. fluorescens or A. chroococcum with different concentrations of inorganic nitrogen produced higher grain yield than rice plants amended with the greater conventional nitrogen doses (Ghaffari et al., 2018). In a 65-d period, under greenhouse conditions, Tan et al. (2015) showed that rice plants inoculated with the N ₂-fixing species Lysinibacillus xylanilyticus and Bradyrhizobium japonicum resulted in N content of up to 63 kg ha −1, which evidences the beneficial synergistic activities of the used strains. In a field experiment, Khan (2018) also demonstrated that inoculation of rice seeds with Azospirillum and Trichoderma reduced by 25% the use of inorganic nitrogen with yields similar to the plants fertilized with the recommended dose of 180 kg N ha −1. Recently, Banik et al. (2019), using Azotobacter sp. Avi2 as a bioinoculant for rice obtained higher chlorophyll concentration in the leaves and grain yield.

Knowing the interactions between PGP bacteria and plants provides us with opportunities to generate innovative strategies that generate increasingly sustainable production alternatives, especially in rice cultivation. Despite the fact that the use of inoculants in rice to improve productivity is not new (Baldani et al., 2000; Yanni and Dazzo, 2010; Punschke and Mayans, 2011; de Souza et al., 2013; Etesami and Alikhani, 2016; Jha et al., 2020), a unique inoculant consortium has been selected and developed in terms of its composition and PGP characteristics based on native rhizospheric bacteria adapted to rice cultivation in tropical edaphoclimatic conditions. This inoculant consortium is capable of increasing nutrient adsorption and therefore reduced chemical inputs, constituting a sustainable and respectful agricultural system with the environment, improving the productivity and competitiveness of rice cultivation in Peru. Accordingly, the aim of this study was a) the isolation of rhizosphere bacteria from rice plants, b) the determination of some of their PGP characteristics, c) the molecular identification of the isolates, and d) the evaluation of their potential use as bioinoculants focused on the reduction of synthetic fertilizers for rice fields.

Section snippets

Rhizospheric soil sampling

Rice roots were taken from 50 healthy pre-flowering plants of the varieties La Esperanza (30), Conquista (10) and Capirona (10) grown in the agricultural fields of Cacatachi (6°28′8.63''S 76°26′32.29''W, 284 m above sea level (m.a.s.l.)) and Picota (6°55′24.9''S 76°21′43.6''W, 196 m.a.s.l.) both located in the San Martin region of Peru and with similar field history at the beginning (primary forests) and then converted into subsistence farming and pastures, respectively. The samples were placed

Isolation of N₂-fixing bacteria from rhizospheric soil of rice

A total of 27 bacterial strains were isolated from the rhizosphere of rice plants (Table 1) that were capable of growing in N-free medium. Most of the strains (62.5%) were isolated from the rhizosphere of plants grown in Cacatachi's agricultural fields of rice and the remaining 37.5% from those of Picota. ARA activity was detected only in 53.13% (17) of the 27 bacterial strains isolated from N-free media, with values varying from 92.59 to 2240.97 nmoles of ethylene mg −1 protein h −1 (Table 1).

Discussion

Rice is the most important source of food energy in the world. Practices such as monoculture and fertilizer abuse make it a hostile crop for the environment, because they contribute 46% of N ₂O emissions in agriculture. When nitrogen levels exceed the needs of the plant, different mechanisms such as denitrification result in the emission of N ₂ O, leading to an inefficient use of nitrogen fertilizers (Hussain et al., 2015). The challenge of modern agriculture is to reduce the use of nitrogen

Conclusions

The results of this study allow to conclude the following: 1) It is possible to select bacteria with PGP characteristics, which under pot experiments conditions increased the agronomic parameters. 2) The inoculation of the bacterial consortium (p9a3m, la1a4 and la3c3) turns out to be a low-cost and environmentally sustainable technology that increases the efficient use of nitrogen fertilizer and the rentability/utility of rice cultivation in the San Martin region. For future studies, the aim is

Acknowledgments

This study was financed by the National University of San Martín with the annual financial support 2015, 2016 and 2017, with resolutions N° 138-2015; 239-2016 and 248-2017, respectively. Renzo A. Valdez-Nuñez made a stay at the Estación Experimental del Zaidín (CSIC State Agency, Granada, Spain), through fellowship N° 021-2016-FONDECYT (National Fund for Scientific, Technological and Technological Innovation). We would also like to thank Professor Eybis Flores García, for giving us the strains

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Inoculation of bacterial consortium increases rice yield (Oryza sativa L.) reducing applications of nitrogen fertilizer in San Martin region, Peru

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Rice feeds more than 50% of the population worldwide, representing a great energy contribution in low-income families. The exaggerated use of synthetic that promote plant growth in crops.

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Valorización agrícola de las plantas acuáticas extraídas en el marco de un proyecto comunitario de lucha contra la eutrofización de una laguna andina en Colombia

Nombre:  Stephane Roux
Correo: stephane.roux@setec.com

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Colección de Cultivos de Microorganismos Nativos de Suelos y Microorganismos Endofíticos (COLMENA)

País: México
Nombre:  Sergio de los Santos Villalobos
Correo: dlsantosv@gmail.com
Objetivo: Proteger la diversidad microbiana, reduciendo la degradación del suelo, pero también explotando su potencial agrobiotecnológico
Enlace: https://drive.google.com/file/d/11kwZF1jdwBd1icwZ9VCJEUSyRs714IxD/view?usp=sharing

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Restauración de suelos en zonas cafetalera

País: Nicaragua
Nombre:  Rolando Altamirano
Correo: raltamirano@nitlapan.org.ni
Objetivo: Formación de facilitadores en Restauración de suelos
Enlace: https://drive.google.com/file/d/15mQPcikCEnx30FSqvRRMEEtgd_TBBdcr/view?usp=sharing

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Agricultura “generativa”: el caso de la Chacra Valle Irrigado Norte Patagónico (VINPA)

País: Argentina
Nombre:  María Cecilia Gines
Correo: gines@aapresid.org.ar
Objetivo: Ajustar sistemas productivos extensivos sustentables bajo riego en los valles irrigados de NORPATAGONIA.
Enlace: https://drive.google.com/file/d/1IS_w46Q8upxIMOES_PolFVtpqi56BCDp/view?usp=sharing

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Aapresid - Asociación Argentina de Productores en Siembra Directa - Argentina

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- Aapresid - Asociación Argentina de Productores en Siembra Directa - Argentina

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Aapresid - Asociación Argentina de Productores en Siembra Directa - Argentina

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Efectos de la aplicación de hongos ambientales como Aspergillus y Trichoderma en el control de enfermedades de cítricos

País: Panamá
Nombre:  Alexis de la Cruz Lombardo
Correo: alexish2o2@hotmail.com
Objetivo: Evaluar el índice de mortalidad de Arpergillus en larvas de Ancognatha carabaeiodes, y sugieren utilizar este hongo entomopatógeno en cultivos de trigo y arroz
Enlace: https://drive.google.com/file/d/15TgMD8KWvwzviKskQLx4ILbNYghOZyLP/view?usp=sharing

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12PaMB-Efecto de hongos ambientales sobre enfermedades en cítricos-Repositorio Experiencias CdP.pdf

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Colonización micorrízico arbuscular en malezas de huertos urbanos con diferentes manejos agronómicos

País: Loja, Ecuador
Nombre:  Carolina Kalinhoff
Correo: cgkalinhoff@utpl.edu.ec
Objetivo: Evaluar el impacto del manejo agrícola en huertos periurbanos (manejo orgánico, aplicación de glifosato y aplicación de urea) sobre la comunidad de plantas arvenses y su colonización micorrízica."
Enlace: https://drive.google.com/file/d/1adgVSvqBASE-vxA3CSc0IZ1dMuvZ-WDV/view?usp=sharing

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Proceso a llevar a cabo el plan de acción 2020-2030 de la Iniciativa internacional para la conservación y utilización sostenible de la diversidad biológica de los suelos

País: Perú
Nombre:  Roxana Solis Ortiz
Correo: rsolis@minam.gob.pe
Objetivo: Proyecto de Plan de Acción 2020-2030 de la Iniciativa Internacional para la Conservación y utilización sostenible de la Diversidad Biológica de los Suelos
Enlace: https://drive.google.com/file/d/1qcptZfSNV9h-_2P6V0wR3PLgFBOIV_c7/view?usp=sharing

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09PPP-Plan de Accion 2020-2030 Biodiversidad de Suelos-Repositorio Experiencias CdP.pdf

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Aprendiendo a convivir con el suelo-Repositorio Experiencias CdP

País: Nicaragua
Nombre:  Indiana Montoya
Correo: indimo05@gmail.com
Objetivo: Reconocer los diferentes componentes del suelo a través de actividades individuales y colectivas para jóvenes estudiantes
Enlace: https://drive.google.com/file/d/1ce5kYrJk-ningHT8cb3O3rJcrB0aaNWb/view?usp=sharing

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07NC-Aprendiendo a convivir con el suelo-Repositorio Experiencias CdP

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Proyecto Agricultura, Suelos y Agua: Evaluación del Efecto de los Sistemas de Agricultura de Conservación y Sistema Convencional en las Propiedades Físicas del Suelo

País: Nicaragua
Nombre:  Xiomara Castillo
Correo: castilloxio@ev.unanleon.edu.ni
Objetivo: Comparar el efecto de los sistemas de agricultura de conservación (ASA) y convencional (Conv) en las propiedades físicas, indicadores biológicos del suelo que nos permita entender los procesos de restauración y manejo de suelos."
Enlace: https://drive.google.com/file/d/1IVT3OY3To_dlf3vxPJ3wDCDQ62JZzQeu/view?usp=sharing

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Fertirrigación eficiente para la producción sustentable de jitomate (Solanum lycopersicum) en Quiroga Michoacán: Estudio de Caso

País: México
Nombre:  Alejandro Nicolás Martínez-García
Correo: alejandro.martinez.garcía@gmail.com
Objetivo: Diseñar un programa de fertirrigación eficiente para la producción sustentable de jitomate en invernadero en un estudio de caso en Quiroga Michoacán."
Enlace: https://drive.google.com/file/d/15LJ92ddw4p_T5HuUczbf-r4IDyJv7o1D/view?usp=sharing

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Sustratos

País: Uruguay
Nombre:  Dra.Ethel Mediza Madera
Correo: agua.tg25@gmail.com
Objetivo: Generar sustratos nutritivos orgánicos economizando costos respecto a adquirir un sustrato importado
Enlace: https://drive.google.com/file/d/161vAmiAS5DbjIM7ViP0lBSpm_7dL0xrm/view?usp=sharing

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Agroforestería Dinámica o también llamada Sucesional

País: Bolivia
Nombre:  Noemi Stadler-Kaulich
Correo: nstadlerkaulich@googlemail.com
Objetivo: Demostrar que a través de la Agroforestería es posible restaurar el suelo.
Enlace: https://drive.google.com/file/d/13nmTMAj_cT0smYq5xLeoLuiL_OvJMLyL/view?usp=sharing

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Respuesta productiva de cultivos y frutales a la aplicación de enmiendas orgánicas como fuente nutricional alternativa al uso de fertilizantes convencionales – Caso Chile

País: Chile
Nombre:  Juan Hirzel
Correo: jhirzel@inia.cl
Objetivo: Desarrollar y validar el uso de enmiendas orgánicas como fuente nutricional alternativa al uso de fertilizantes convencionales, en la producción de especies de interés agrícola para Chile
Enlace:
http://www.fao.org/3/cc0519es/cc0519es.pdf

https://drive.google.com/file/d/1WjVPhfgrwATVV2rZ1UzdNsQM2MbB171i/view?usp=sharing