La siembra directa (SD) con rotación de cultivos surgió como respuesta a los problemas de
degradación de suelos ocasionados por la intensificación agrícola. En este sistema los cultivos de
cobertura invernales (CCI) se utilizan para complementar los efectos de la SD durante la época de
barbecho, por los múltiples servicios ecosistémicos que proveen al agroecosistema. Si bien se han
demostrado efectos positivos de los CCI sobre las propiedades físico-químicas del suelo, se conoce
relativamente poco sobre las respuestas del microbioma de suelo y plantas ante la introducción de CCI
y manejos asociados. En particular, el crecimiento de los CCI se finaliza con aplicación de herbicidas o
labores mecánicas antes de la siembra del cultivo de cosecha. Estas prácticas producen un efecto
sobre el metabolismo de las plantas que se refleja en la exudación radical e incide sobre las
interacciones entre planta y microorganismos. Los CCI pueden actuar como “puentes verdes”, es decir
como hospedadores de microorganismos benéficos o patógenos que colonizarán al cultivo de cosecha
sucesor. Por lo tanto, la hipótesis planteada en la tesis fue que los métodos utilizados para finalizar los
CCI afectan el microbioma rizosférico al modificar el tipo y la cantidad de exudados radicales, lo que
podría incidir a su vez sobre el microbioma rizosférico del cultivo sucesor y el desarrollo del mismo. Los
objetivos específicos fueron: 1) evaluar el efecto combinado de la fertilización con nitrógeno (N) y el
método de finalización de avena (Avena sativa L.) como CCI, sobre la composición de los exudados
radicales de avena, la estructura de la microbiota en general y la abundancia de las poblaciones
responsables del ciclo del N y degradadoras de fosfonatos, en un ensayo en invernáculo; 2) analizar el
impacto de la introducción del CCI y el método de finalización del mismo, previo a la siembra de girasol
(Helianthus annuus L.) en la rotación, sobre los indicadores mencionados anteriormente; 3) como así
también la performance de girasol y la estructura de la comunidad bacteriana de su rizosfera en un
ensayo a campo durante dos campañas agrícolas.
Se observó que los métodos de finalización modificaron el perfil de exudación de la avena, no así
la fertilización con N. Las bacterias oxidantes del amoníaco no respondieron a la fertilización con N en
el tratamiento con glifosato (DQ) mientras que las arqueas oxidantes del amoníaco fueron más
abundantes en la rizosfera de plantas cortadas (CM), independientemente del tratamiento de
fertilización. El tratamiento DQ redujo la abundancia de Curvibacter en la rizosfera del CCI mientras
que favoreció a miembros de la familia Verrucomicrobiaceae tanto en invernáculo como en campo.
Ambos métodos de finalización utilizados sobre el CCI a campo (DQ y rolado, R) redujeron la
abundancia de Novosphingobium en la rizosfera de avena y así como en la de girasol, mientras que R
afectó negativamente los parámetros de crecimiento del girasol. Esta información podría contribuir a
generar estrategias de manejo más sustentable para los CCI. / Crop rotations deploying no-till (NT) systems emerged in response to soil degradation problems
caused by agricultural intensification. Winter cover crops (WCC) are introduced to complement the
effects of NT during the fallow season due to the multiple ecosystem services they can provide. Although
WCCs have demonstrated positive effects on soil properties, relatively little is known about the
responses of the soil and plant microbiomes to the introduction of WCC and their associated
management. The termination of the WCC growth is required to allow planting of the cash crop and
includes both mechanical (e.g., rolling or cut) and chemical methods. These termination methods affect
the plant metabolism, resulting in variations in root exudation amount and composition, modifying
interactions between plants and microorganisms. These rhizospheric microorganisms affect plant
growth, development, nutrient uptake, and pathogen resistance. Furthermore, WCC can act as "green
bridges" for beneficial or pathogenic microorganisms that may carry over to the next crop in the rotation.
Therefore, I hypothesized that due to their described effects on rhizodeposition, WCC termination
methods alter the rhizospheric microbiome of the WCC, potentially influencing the growth and
development of the next crop and its rhizospheric microbiome as well. The specific objectives were to
evaluate the combined effect of fertilization with nitrogen (N) and termination method of a WCC of oats
(Avena sativa L.), on 1) the composition of root exudates of oat, the structure of the microbiota in
general, and the abundance of the microbial populations responsible for the N cycle and phosphonate
degraders; 2) the impact on the microbiota before planting the next crop in the rotation, sunflower
(Helianthus annuus L.), as well as 3) the performance of sunflower and the structure of the rhizospheric
bacterial community. Objective 1 was conducted in the greenhouse, while objectives 2 and 3 had a field
setting over two successive growing seasons (2018 and 2019).
The study showed that termination methods (DQ, chemical suppression; CM, mechanical cut; R
mechanical rolled) changed the root exudation profile of oat, but N fertilization did not. Ammonia-
oxidizing bacteria did not respond to N fertilization in the glyphosate (DQ) treatment, while ammonia-
oxidizing archaea were more abundant in the rhizosphere of cut plants (CM), regardless of the
fertilization treatment. The abundance of Curvibacter was reduced in the rhizosphere of DQ plants, while
members of the Verrucomicrobiaceae family increased in the greenhouse and field assay under the
same treatment. Termination with DQ or R reduced the abundance of Novosphingobium in the
rhizosphere of both oat and sunflower. In addition, the suppression of oats' growth with R, negatively
affected the growth parameters of sunflower. This information could contribute to generating more
sustainable management strategies for WCC.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/6220 |
| Date | 22 August 2022 |
| Creators | Morales, Marianela Estefanía |
| Contributors | Zabaloy, María Celina, Villamil, María Bonita |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Format | application/pdf |
| Rights | 2 |
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