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Synergism between phosphate fertilization and phosphate-solubilizing microorganisms enhances phosphorus use efficiency in a soybean–maize succession

Este estudio demuestra que la inoculación de sistemas de sucesión soja–maíz en Oxisoles del Cerrado tropical con microorganismos solubilizadores de fosfato (*Bacillus subtilis* y *Priestia megaterium*) potencia sinérgicamente la disponibilidad de fósforo en el suelo, la nutrición vegetal y el rendimiento de los cultivos cuando se combina con la fertilización con fosfato monoamónico, mejorando así la eficiencia general del uso del fósforo.

Autores originales: Thays Mendonça Oliveira, Veridiana Cardozo Gonçalves Cantão, Jessyca Adriana Gomes Florêncio Silva, Ricardo Castro Dias, Juliana Silva Rodrigues Cabral, Wanessa Thais Ferreira Duarte, Sudip Sarkar, An

Publicado 2026-07-09

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CC BY 4.0

Autores originales: Thays Mendonça Oliveira, Veridiana Cardozo Gonçalves Cantão, Jessyca Adriana Gomes Florêncio Silva, Ricardo Castro Dias, Juliana Silva Rodrigues Cabral, Wanessa Thais Ferreira Duarte, Sudip Sarkar, Antônio Jussiê Silva Solino

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

La visión general: Desbloqueando un cofre del tesoro cerrado con llave

Imagine que el suelo de un agricultor es como un gigantesco cofre del tesoro lleno de oro (Fósforo), el cual es esencial para que las plantas crezcan grandes y fuertes. Sin embargo, en los suelos tropicales (como el Cerrado en Brasil), este oro está encerrado dentro de una caja muy resistente y oxidada. Las plantas no pueden alcanzarlo por su cuenta.

Tradicionalmente, los agricultores intentan romper la caja lanzando enormes cantidades de fertilizante químico (la "llave"). Pero esto es costoso y, a menudo, el suelo simplemente vuelve a encerrar el nuevo oro, desperdiciando dinero y contaminando el medio ambiente.

Este estudio se planteó una pregunta sencilla: ¿Qué pasaría si contratamos a un equipo de diminutos cerrajeros especializados (microorganismos) para ayudarnos a abrir la caja, de modo que no necesitemos lanzar tantas llaves químicas?

El experimento: Los "cerrajeros" y las "llaves"

Los investigadores realizaron un experimento de campo con dos cultivos populares: Soja (una leguminosa) y Maíz. Probaron diferentes combinaciones de:

Llaves Químicas: Diferentes cantidades de fertilizante de fosfato (Fosfato Monoamónico).
Diminutos Cerrajeros: Dos tipos específicos de bacterias (Bacillus subtilis y Priestia megaterium) conocidas por su capacidad para disolver el fósforo bloqueado.
El Control: Un grupo sin fertilizante y sin bacterias (el grupo de "no hacer nada").

Querían ver si las bacterias podían ayudar a las plantas a obtener más nutrientes, crecer mejor y producir más alimento, especialmente cuando se utiliza menos fertilizante.

¿Qué pasó con la soja? (El "Eddy constante")

Piense en el cultivo de soja como un conductor muy eficiente y cauteloso.

El Resultado: Incluso sin añadir fertilizante químico extra, la soja funcionó bien cuando los "diminutos cerrajeros" estaban presentes. De hecho, las bacterias ayudaron a las plantas a capturar más del oro natural que ya estaba sentado en el suelo.
El Rendimiento: La cantidad de soja cosechada no cambió mucho, independientemente de si usaban bacterias, fertilizante o ambos. ¿Por qué? Porque el suelo ya tenía suficiente oro para alimentar a las plantas; las plantas no tenían tanta "hambre" como para necesitar más.
La Conclusión: Las bacterias actuaron como un asistente útil, asegurándose de que las plantas obtuvieran exactamente lo que necesitaban del suelo sin necesidad de un gran impulso químico.

¿Qué pasó con el maíz? (El "Estirón de crecimiento")

Ahora, imagine el cultivo de maíz como un adolescente pasando por un estirón de crecimiento. Necesita mucha energía y nutrientes para crecer alto y producir mazorcas pesadas.

El Resultado: Al maíz le encantó la combinación de los "diminutos cerrajeros" y el fertilizante químico. A medida que los investigadores añadían más fertilizante, el rendimiento del maíz aumentaba en una línea recta y predecible.
La Sinergia: Las bacterias no solo ayudaron un poco; hicieron que el fertilizante funcionara mucho mejor. Es como darle al adolescente una comida de alta calidad (fertilizante) y además un entrenador personal (bacteria) para ayudarle a absorber los nutrientes. El resultado fue significativamente más maíz.

¿Qué hay de la salud del suelo?

Los investigadores también miraron bajo el capó del suelo para ver cómo funcionaba el "motor".

La Buena Noticia: Las bacterias hicieron que el suelo fuera más activo. Específicamente, aumentaron la actividad de una enzima llamada β-glucosidasa. Piense en esta enzima como el "sistema digestivo" del suelo. Cuando está activa, significa que los microbios del suelo están comiendo y reciclando alegremente la materia orgánica, manteniendo el suelo sano y vivo.
La Noticia Neutral: Otras enzimas del suelo (las "herramientas especializadas" para descomponer minerales específicos) no cambiaron mucho. Esto es en realidad normal; cuando hay abundante comida (fósforo) disponible, los microbios del suelo no necesitan trabajar tan duro para encontrarla, por lo que dejan de producir esas herramientas específicas.

La conclusión final

Este estudio demuestra que el uso de estos "diminutos cerrajeros" específicos (bacterias) junto con el fertilizante es una estrategia ganadora, pero funciona de manera diferente para distintos cultivos:

Para la Soja, las bacterias ayudaron a las plantas a acceder a los nutrientes naturales del suelo de manera eficiente, manteniéndolas sanas sin necesidad de químicos extra.
Para el Maíz, las bacterias actuaron como un multiplicador de fuerza, ayudando a las plantas a convertir el fertilizante en una cosecha mucho mayor.

En resumen: Al unir a los pequeños trabajadores de la naturaleza con el fertilizante tradicional, los agricultores pueden obtener mejores resultados de sus cultivos y utilizar sus recursos de manera más inteligente, especialmente en los difíciles suelos tropicales.

Resumen Técnico: Sinergia entre la Fertilización Fosfatada y Microorganismos Solubilizadores de Fosfato en una Sucesión de Soja–Maíz

Planteamiento del Problema
El fósforo (P) es un macronutriente crítico para el crecimiento de los cultivos, sin embargo, su eficiencia en suelos tropicales, particularmente en los Oxisoles altamente meteorizados del bioma del Cerrado, sigue siendo baja debido a la fuerte fijación por óxidos de hierro y aluminio. Esta limitación requiere altas tasas de fertilización fosfatada, lo que incrementa los costos de producción y plantea riesgos ambientales como la eutrofización. Aunque los microorganismos solubilizadores de fosfato (PSM, por sus siglas en inglés) ofrecen un mecanismo biológico para movilizar el P insoluble, existe una falta de datos de campo sobre sus efectos sinérgicos con fertilizantes minerales en sistemas integrados de sucesión soja–maíz. Este estudio aborda la brecha de conocimiento relativa a cómo la combinación de la inoculación con PSM y diversas dosis de fosfato monoamónico (MAP) afecta la disponibilidad de P en el suelo, la actividad bioquímica, la fisiología vegetal y el rendimiento en condiciones tropicales.

Metodología
La investigación se llevó a cabo como un experimento de campo en Montividiu, Goiás, Brasil, durante la temporada de cultivo 2023/2024 en un Oxisol del Cerrado con un nivel inicial de P disponible de 25 mg dm⁻³. El estudio empleó un diseño de bloques completos al azar (RCBD) con cuatro repeticiones. Los tratamientos consistieron en cinco dosis de P₂O₅ (0, 19.5, 39.0, 58.5 y 78.0 kg ha⁻¹) aplicadas como MAP, combinadas o no con la inoculación de dos cepas específicas de PSM: Bacillus subtilis (CNPMS B2084) y Priestia megaterium (CNPMS B119). Se incluyó un control absoluto (sin P, sin PSM).

El experimento evaluó una sucesión de soja–maíz. La soja (Glycine max, cv. Soy Combate IPRO) se sembró en octubre de 2023, seguida del maíz (Zea mays, híbrido MG597) en marzo de 2024. Las mediciones clave incluyeron:

Rasgos Agronómicos: Número de vainas, granos por vaina, rendimiento de grano y peso de mil granos.
Estado Nutricional: Concentraciones de P en hojas y granos.
Parámetros Fisiológicos: Transitorios de fluorescencia de la clorofila a (protocolo O–J–I–P) para evaluar el rendimiento del Fotosistema II (PSII), incluyendo tasas de cierre de centros de reacción, rendimientos cuánticos y probabilidades de transporte de electrones.
Atributos Bioquímicos del Suelo: P disponible en el suelo (Mehlich-1), actividades enzimáticas ( $\beta$ -glucosidasa, arilsulfatasa, fosfatasas ácida y alcalina) y proteína del suelo relacionada con la glomalina fácilmente extraíble (EE-GRSP).

Los datos se analizaron mediante ANOVA y modelos de regresión polinómica, realizando comparaciones contra el control absoluto mediante pruebas de la mínima diferencia significativa (LSD).

Resultos Clave
El estudio reveló respuestas distintas entre los dos cultivos y cambios bioquímicos específicos:

Respuesta de la Soja: La inoculación con PSM aumentó la disponibilidad de P en el suelo y la concentración de P en las hojas en comparación con el control, incluso sin la adición de P mineral. Sin embargo, el rendimiento de grano no se vio significativamente afectado por los tratamientos, promediando 4,199 kg ha⁻¹ en los tratamientos de P + PSM. El número de vainas por planta en los tratamientos que recibieron $\ge$ 19.5 kg ha⁻¹ de P₂O₅ fue, de hecho, menor que el del control absoluto. La concentración de P en las hojas disminuyó cuadráticamente con el aumento de las dosis de P, mientras que la concentración de P en el grano aumentó linealmente. Los parámetros fotoquímicos del PSII se mantuvieron estables en todos los tratamientos.
Respuesta del Maíz: El maíz exhibió una respuesta más fuerte a los tratamientos combinados. El rendimiento de grano aumentó linealmente con las dosis de P₂O₅ bajo la inoculación con PSM, con dosis $\ge$ 26 kg ha⁻¹ que resultaron en rendimientos superiores a 3.5 Mg ha⁻¹ en comparación con los 3.2 Mg ha⁻¹ del control. La concentración de P en las hojas mostró una respuesta cuadrática, alcanzando su máximo con 41.5 kg ha⁻¹ de P₂O₅.
Bioquímica del Suelo: La actividad de la $\beta$ -glucosidasa aumentó linealmente con la aplicación de P₂O₅ + PSM en ambos cultivos, indicando un mayor ciclo del carbono microbiano. Por el contrario, la actividad de la arilsulfatasa se mantuvo estable. Las actividades de las fosfatasas ácida y alcalina se vieron generalmente no afectadas o disminuyeron en presencia de P + PSM, lo que sugiere una regulación a la baja de la síntesis enzimática cuando el P inorgánico está disponible. El contenido de glomalina se mantuvo estable en todos los tratamientos.

Contribuciones Clave y Significancia
El artículo demuestra que la aplicación sinérgica de Bacillus subtilis y Priestia megaterium con fertilizantes fosfatados minerales mejora la eficiencia del uso del fósforo en sistemas de sucesión soja–maíz en el trópico, aunque la magnitud del beneficio depende del cultivo.

Dinámicas Específicas del Cultivo: El estudio destaca que los cultivos C₄ (maíz) muestran una respuesta de rendimiento lineal al tratamiento combinado, probablemente debido a una mayor capacidad fotosintética y demanda de nutrientes, mientras que los cultivos C₃ (soja) mantuvieron rendimientos estables pero mostraron una mejora en la eficiencia de la absorción de nutrientes sin penalizaciones en el rendimiento.
Mecanismo de Acción: Los resultados confirman que la inoculación con PSM moviliza eficazmente el P nativo o fijado del suelo, como lo evidencia el aumento de P foliar en la soja sin fertilizante mineral. El aumento lineal en la actividad de la $\beta$ -glucosidasa sugiere que el tratamiento combinado estimula un metabolismo microbiano y una rotación de materia orgánica más amplios.
Estabilidad Fisiológica: La estabilidad de los parámetros fotoquímicos del PSII en todos los tratamientos indica que las dosis de P aplicadas y la inoculación con PSM no indujeron estrés fotosintético, manteniendo la salud fisiológica de las plantas.
Gestión Sostenible: Los autores concluyen que la inoculación con PSM es una estrategia efectiva para mejorar la eficiencia del uso del P. Los hallazgos sugieren que estos microorganismos pueden complementar la fertilización mineral, permitiendo potencialmente reducir la dependencia de altas dosis de P en sistemas de cultivo tropicales sin comprometer el desempeño agronómico, contribuyendo así a una gestión de nutrientes más sostenible.

El artículo enmarca modestamente estos hallazgos como un avance en la comprensión de las interacciones bióticas-abióticas bajo condiciones de campo, señalando que son necesarias evaluaciones a largo plazo y análisis de costo-beneficio para su adopción a gran escala.