Evaluation of Lysinibacillus sphaericus as a nutrient enhancer during fire-impacted soil re-plantation

Abstract

More than twenty fires over the last ten years have affected El Noviciado estate located in Cerro Majuy, Cota, Colombia; fires led to soil nutrient lost and infertility. Lysinibacillus sphaericus, a gram-positive, mesophilic and spore-forming bacterium, can be used in soil nutrients enrichment within re-plantation processes, given its ability to fix nitrogen, nitrify and solubilize phosphorus, increasing soil nutrients that are taken for plant growth. In this study, we evaluated the soil-enrichment potential of L. sphaericus by monitoring the nutrients content of a selected fragment of soil in El Noviciado estate. For this purpose, we added a mixture of L. sphaericus OT4b.31, OT4b.49, CBAM5, III(3)7 and 2362 strains and determined the ammonium, nitrites, nitrates, phosphorus an indoleacetic acid concentrations in soil. Also, we transplanted seedlings of Alnus acuminata sbsp. acuminata, which is a native model plant known for its restoration effect. Results indicated that soil with L. sphaericus added presented higher ammonium, nitrites, nitrates, phosphorus and indoleacetic acid concentrations than control soil. Additionally, the analysis for the presence of a molybdenum transporter gene showed band size products between 400-500 bp., indicating the existence of the nitrogenase traditional complex in all the L. sphaericus strains evaluated.

"La Hacienda El Noviciado, ubicada en el cerro Majuy, Cota, Colombia, se ha visto afectada por más de veinte incendios en los últimos diez años, esto causó la pérdida de nutrientes del suelo y su infertilidad. Lysinibacillus sphaericus, una bacteria gram-positiva, mesófila y formadora de espora, puede ser utilizada para el enriquecimiento de los nutrientes del suelo dentro de procesos de re-plantación, dada su habilidad de fijar nitrógeno, nitrificar y solubilizar fósforo, aumentando así los nutrientes en el suelo para que puedan ser tomados para el crecimiento de las plantas. En este estudio, nosotros evaluamos a L. Sphaericus como potenciador de nutrientes en suelo mediante el monitoreo del contenido de nutrientes de un fragmento de suelo seleccionado en la Hacienda El Noviciado. Para este propósito, se adicionó un consorcio de las cepas OT4b.31, OT4b.49, CBAM5, III(3)7 and 2362 de L. Sphaericus y se determinaron las concentraciones de amonio, nitritos, nitratos, fósforo y ácido indolacético en el suelo. Además se transplantron plántulas del árbol modelo nativo Alnus acuminata sbsp acuminata, el cual es conocido por su efecto restaurador. Los resultados indicaron que los suelos con L. Sphaericus presentaron mayores concentraciones de amonio, nitritos, nitratos, fósforo y ácido indolacético que los suelos control. Adicionalmente, el análisis para la presencia de un gen transportados de molibdeno mostró un producto de entre 400 y 500 pb., indicando la posible existencia del complejo tradicional de la nitrogenasa en todas las cepas estudiadas."--Tomado del Formato de Documento de Grado.