Aislamiento e identificación de Bacillus spp.: efecto en la mineralización de residuos sólidos orgánicos y evaluación de aportes nutricionales en un sistema acapónico (Oreochmis niloticus - Solanum lycopersicum L.)

Abstract

La producción comercial de hortalizas con fruto en sistemas acuapónicos ha presentado problemas en deficiencias nutricionales, debido a su alta exigencia nutricional. En esta investigación se propuso aislar e identificar Bacillus spp. como bacteria mineralizadora de fitato, y evaluar dos aportes nutricionales: solución orgánica mineralizada con Bacillus sp. y solución hidropónica en un sistema acuapónico tilapia (Oreochromis niloticus) – tomate (Solanum lycopersicum L.). Para ello, las bacterias fueron aisladas de los sólidos sedimentables de un sistema acuapónico comercial implementando dilusiones seriadas en medio líquido LB e identificadas molecularmente a través de la amplificación del gen 16 sRNA; posteriormente se evaluo in vitro su capacidad de mineralizar el fitato en diferentes condiciones de oxígeno (0 rpm y 200 rpm) y temperatura (24 y 37 oC). En la segunda fase, la solución mineralizada por Bacillus sp. fue evaluada como complemento nutricional junto con la solución hidropónica de fertilizantes y sin complemento nutricional. Los resultados indican que 2 cepas puras de Bacillus sp. poseen capacidad de mineralizar fitato, en condiciones de 200 rpm y 24 oC, aumentando la mineralización de PO4 - y Ca, principalmente. La condición 0 rpm y 24oC favorece el incremento de K, mientras que la condición de 200 rpm y 24oC, con y sin Bacillus sp., favorece el incremento de S, Mg y Fe. En la fase se campo, los complementos nutricionales (solución orgánica con Bacillus sp. cepa Sp-6 y solución hidropónica) incrementaron el crecimiento y rendimiento en tomate indeterminado en un periodo de cultivo de 103 días (siete cortes), sin haber diferencias significativas entre ambos. Además, la calidad comercial y nutracéutica fue similar entre los tres tratamientos. A partir de los resultados, se concluye que la liberación de dichos elementos puede ser utilizados en solución para complementar la nutrición de las plantas de tomate indeterminado cultivadas en sistemas acuapónicos, que lo harán más productivo y eficiente en el uso del agua, en comparción a un sistema sin complemento nutritivo. Sin embargo, es posible mejorar la nutrición de las plantas de tomate al aplicar Fe, K y Mg en la solución nutritiva, sin afectar la producción y salud de la tilapia.

The commercial production of vegetables with fruit in aquaponic systems has presented problems in nutritional deficiencies, due to its high nutritional requirement. In this research, we have proposed to isolate and identify Bacillus spp. as a phytate mineralizing bacterium, and evaluate two nutritional contributions: mineralized organic solution with Bacillus sp. and hydroponic solution in an aquaponic tilapia system (Oreochromis niloticus) - tomato (Solanum lycopersicum L.). For this, the bacteria were isolated from the sedimentable solids of a commercial aquaponic system, implementing serial dilutions in LB broth medium and identified molecularly through the amplification of the 16 sRNA gene; Subsequently, its ability to mineralize phytate in different oxygen conditions (0 rpm and 200 rpm) and temperature (24 and 37 oC) was evaluated in vitro. In the second phase, the solution mineralized by Bacillus sp. It was evaluated as a nutritional supplement together with the hydroponic fertilizer solution and without nutritional supplement. The results indicate that 2 pure strains of Bacillus sp. have the capacity to mineralize phytate, in conditions of 200 rpm and 24oC, increasing the mineralization of PO4

- and Ca, mainly. The condition 0 rpm and 24oC favors the increase of K, while the condition of 200 rpm and 24oC, with and without Bacillus sp., favors the increase of S, Mg and Fe. In the field phase, the nutritional complements (solution organic with Bacillus sp. strain Sp-6 and hydroponic solution) increased the growth and yield in indeterminate tomatoes in a culture period of 103 days (seven cuts), without significant differences between them. In addition, the commercial and nutraceutical quality was similar among the three treatments. From the results, it is concluded that the release of these elements can be used in solution to supplement the nutrition of indeterminate tomato plants grown in aquaponic systems, which will make it more productive and efficient in the use of water, compared to a system without nutritional supplement. However, it is possible to improve the nutrition of the tomato plants by applying Fe, K and Mg in the nutrient solution, without affecting the production and health of the tilapia.