23
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016
Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable Artículo arbitrado
Resumen
Las especies del género Bacillus ejercen un efecto positivo en
las plantas debido a que inducen la producción de sideróforos,
fitoestimulantes y biosurfactantes, así como compuestos con
actividad inhibidora para fitopatógenos. El objetivo del trabajo
fue determinar la abundancia y diversidad de la comunidad de
Bacillus en el proceso de compostaje en tres diferentes
estiércoles y clarificar el rol de Eisenia foetida en la colonización
de esta bacteria en los lixiviados de lombricomposta. Se
estableció un experimento con nueve tratamientos considerando
tres fuentes de estiércol (vacuno, ovino y porcino), los lixiviados
del compostaje natural y los lixiviados de lombricompostaje con
Eisenia foetida. Para la identificación del género Bacillus se
emplearon cultivos bacterianos de 48 h en agar y caldo nutritivo
y se identificaron por las características morfológicas, físico-
químicas y microbiológicas. Se estimó la cantidad máxima de
unidades formadoras de colonias en estiércol crudo de ganado
ovino en el orden de 62.33 x 105 UFC/g de estiércol, abundancia
que se redujo a 7.00 x 104 UFC/ml en el lixiviado de composta. En
estiércol crudo se aislaron 33 cepas distribuidas en 11 especies,
en lixiviados de lombricomposta 24 cepas en 8 especies y en
lixiviados de composta solo 18 cepas en 5 especies. Las
especies más abundantes fueron B. Sporosarcina pasteurii y
B. Paenibacillus alvei. Se demostró que el lixiviado de
lombricomposta posee mejor uniformidad y diversidad
bacteriana, por lo que debería dársele mayor uso agrícola.
Palabras clave: conteo, especies, identificación.
Abstract
Species of the genus Bacillus have a positive effect on plants
due they induce the production of siderophores, phytostimulants
and biosurfactants as well as compounds with inhibitory activity
to phytopathology. The objective of this study was to determine
the abundance and diversity of Bacillus community in the
composting process in three different manures and clarify the
role of Eisenia foetida in the colonization of this bacterium in
vermicompost leachates. An experiment was established with
nine treatments considering three sources of manure (cattle,
sheep and pigs), natural compost leachate and vermicomposting
leachates with Eisenia foetida. To identify the genus Bacillus
bacterial cultures were used for 48 h made of agar and nutrient
broth and identified by morphological, physico-chemical and
microbiological characteristics. The maximum number of colony
forming units in raw manure of sheep was calculated in the
order of 62.33 x105 CFU/g of manure, abundance was reduced
to 7.00 x 104 CFU/ml in the leachate of compost. Over 33 strains
belonging to 11 species were isolated from the raw manure, 24
strains from 8 species were found in the vermicompost leachate
and only 18 strains from 5 species in the leachate compost. The
most abundant species were B. Sporosarcina pasteurii and B.
Paenibacillus alvei. It was shown that vermicompost leachate
has better uniformity and bacterial diversity which should be
given greater agricultural use.
Keywords: Count, species, identification.
Bacillus bacterial succession during composting and
vermicomposting using different manure sources
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS1, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ2
Y JOSÉ VALERO-GALVÁN1
_________________________________
1 Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. Departamento de Ciencias Químico-Biológicas. Anillo envolvente del PRONAF y Estocolmo
s/n. Ciudad Juárez, Chihuahua. México. 32315.
2 El Colegio de Chihuahua. Anillo envolvente del PRONAF y Calle Partido Díaz s/n. Ciudad Juárez, Chihuahua. México, 32315. Tel. 011-
521-(656)-639-0397.
4 Dirección electrónica del autor de correspondencia: fjvazque@uacj.mx.
Recibido: Enero 9, 2016 Aceptado: Febrero 16, 2016
Sucesión bacteriana del género Bacillus en el
proceso de compostaje y lombricompostaje
con diferentes fuentes de estiércol
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016 24
La agricultura moderna exige una mayor disponibilidad de insumos para aumentar la
rentabilidad de los cultivos, lo que se logra generalmente con enmiendas orgánicas
y abonos químicos. Actualmente hay una tendencia mundial para el uso de métodos
en la agricultura sostenible, disminuyendo el empleo de agroquímicos sintéticos, lo que
contribuye a la protección del medio ambiente y del hombre (Gómez et al., 2004).
Introducción
El aprovechamiento de los residuos
urbanos, agropecuarios e industriales sólidos,
de naturaleza orgánica fermentable, puede
suponer una considerable fuente de energía,
materia orgánica, fertilizantes, oligoelementos,
bacterias beneficiosas y recursos en general
para la agricultura, sin embargo, su utilización
debe ser cuidadosamente estudiada para aplicar
técnicas que faciliten su aprovechamiento. En
el caso específico de los estiércoles de
diferentes ganados, su incorporación al suelo
puede representar una fuente potencial de
nutrientes disponibles para las plantas cuando
son reciclados mediante el compostaje
(Olivares-Campos et al., 2012).
El compostaje es un proceso biológico de
descomposición aerobia que combina fases
mesófilas y termófilas, mediante el cual los
microorganismos actúan sobre la materia
orgánica biodegradable (Gómez et al., 2004).
Este proceso se identifica como lombri-
compostaje cuando consiste en la bio-oxidación
y estabilización de los sustratos orgánicos a
través de la acción mineralizadora conjunta de
diversas especies de lombrices y micro-
organismos (Duran y Henríquez, 2007). Existe
la creencia de que ambos procesos
biotecnológicos son excelentes para elaborar
abonos orgánicos, pero que, en el caso del
lombricompostaje, el material obtenido está
enriquecido química y biológicamente (Olivares-
Campos et al., 2012).
Dentro de los principales microorganismos
encontrados en la materia orgánica se
encuentran las bacterias y los hongos, ambos
grupos son fundamentalmente organismos
mineralizadores, tienen funciones específicas
en los ciclos de los elementos como
degradación de celulosa, almidón, lignina,
fijación de nitrógeno atmosférico, proteólisis,
amonificación y nitrificación (Bello, 2008).
El género Bacillus comprende un grupo de
especies de bacterias filogenética y fenotípica-
mente heterogéneas. Incluye más de 100
especies y sus miembros se consideran
ubicuos. Se caracterizan por ser gram positivas,
con forma bacilar, aerobias estrictos o
anaerobias facultativas que en condiciones
estresantes forman una endospora central, que
deforma la estructura de la célula. Esta forma
esporulada es resistente a la desecación, a los
desinfectantes y a las altas temperaturas, por
lo que es posible encontrarla aun después de
las fase termófila del compostaje (Kokalis-
Burelle et al., 2006; Bagge et al., 2010; Tejera-
Hernández et al., 2011).
El género Bacillus posee una amplia
diversidad de propiedades bioquímicas y ejerce
un efecto positivo en las plantas, tanto de
manera directa como indirecta (Rojas et al.,
2013), los primeros se refieren a la manera en
que participa en el crecimiento vegetal mediante
la producción de compuestos fitoestimulantes
(Arkhipova et al., 2005), por su actividad
enzimática nitrogenasa para fijar el nitrógeno
atmosférico al suelo (Morot-Gaudry, 2001; Ooi
et al., 2008), la producción de lipopéptidos que
actúan como biosurfactantes permiten la
solubilización de minerales como el fósforo,
dejándolo accesible para ser absorbido por la
planta (Rengel-Marschner, 2005; Rajankar et al.,
2007; El-Yazeid y Abou-Aly, 2011), productores
de sideróforos para el aprovechamiento del
hierro (Dertz et al., 2006). Los beneficios
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ Y JOSÉ VALERO-GALVÁN: Sucesión bacteriana del
género Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol
25
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016
indirectos se refieren a la capacidad de Bacillus
para la síntesis de compuestos con actividad
inhibidora de fitopatógenos (Reinoso et al.,
2006; Reinoso et al., 2007). En las últimas
décadas se han evaluado a las especies del
género Bacillus como antagonista de hongos
fitopatógenos de interés económico, ya que
presentan diferentes propiedades inhibidoras
como la antibiosis, la competencia (Cook y
Baker, 1983) y el micoparasitismo mediado
básicamente por la lisis de la pared celular por
acción enzimática (Lecuona, 1996). También
las especies de Bacillus pueden mejorar el
desarrollo vegetal y las capacidades de las
plantas para resistir periodos más largos de
sequía (Compant et al., 2005) y reducción de
enfermedades en las plantas (Kokalis-Burelle
et al., 2006). En función de todas las ventajas
descritas, el objetivo de la presente investigación
fue determinar la abundancia y diversidad de la
comunidad del género Bacillus antes y después
del proceso de compostaje de diversas fuentes
de estiércol, y clarificar el rol de Eisenia foetida
en la colonización de esta bacteria en los
lixiviados de lombricomposta.
Materiales y métodos
El estiércol de ganado utilizado fue
proporcionado por el rancho escuela de la
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. El
proceso de semicompostaje y lombricompos-
taje se realizó en recipientes de plástico de 0.5
m de largo, 0.3 m de ancho y 0.5 m de altura
con perforaciones de 2 cm de diámetro en la
parte inferior. Los recipientes se taparon con tela
de malla fina para evitar la entrada de animales
y permitir la aeración. Se depositaron 7 kg de
estiércol por recipiente con una humedad del
60 al 70%, la cual se midió al tomar con el puño
el estiércol húmedo y comprimiendo para
formar una gota de agua debajo de la mano.
Para el caso del tratamiento de semilombri-
compostaje, el estiércol fue precomposteado 30
días antes de la inoculación con lombriz roja
californiana (Eisenia foetida) con el fin de
proveer condiciones adecuadas para su
desarrollo. Pasado ese tiempo se incorporó al
estiércol 1 kg de lombriz roja californiana
(Eisenia foetida), todas ellas adultas,
distribuidas en los diferentes tratamientos
(Ferruzi, 1986; Bollo, 1999).
Se estableció un experimento con tres
repeticiones para nueve tratamientos
denominados EV (estiércol vacuno crudo), EO
(estiércol ovino crudo), EP (estiércol porcino
crudo), LXCV (lixiviado de composta de estiércol
vacuno), LXCO (lixiviado de composta de
estiércol ovino), LXCP (lixiviado de composta
de estiércol porcino), LXLV (lixiviado de
lombricomposta de estiércol vacuno), LXLO
(lixiviado de lombricomposta de estiércol ovino),
LXLP (lixiviado de lombricomposta de estiércol
porcino).
Los recipientes con los sustratos
respectivos se distribuyeron en un diseño de
bloques completos al azar dentro del
invernadero de la Universidad Autónoma de
Ciudad Juárez (UACJ). La humedad del 70%
del material se mantuvo en los recipientes de
plástico mediante riegos cada 48 horas, con el
fin de mantener un ambiente apropiado para el
desarrollo de las lombrices y permitir la
descomposición de los materiales en forma
adecuada. El periodo total de semicompostaje
fue de 90 días y para el semilombricompostaje
fue de 120 días; 30 días de precomposteo, 60
para que la lombriz realizara su reproducción y
degradación orgánica junto con la acción
bacteriana en los siguientes 30 días hasta lograr
un pH mayor de ocho y un lixiviado café oscuro.
De los estiércoles crudos tomados al inicio
del estudio se determinaron las unidades
formadoras de colonia (UFC) por gramo y se
seleccionaron las cepas que presentaron
diferencias morfológicas que fueron
conservadas en glicerol a -80 oC. Después de
90 días de inicio del precomposteo se
disecaron las lombrices, los lixiviados se
procesaron después de 100, días una vez
alcanzado su aspecto café oscuro y un pH
mayor de 8.0. Las cepas almacenadas fueron
activadas en agar nutritivo y se realizaron las
pruebas bioquímicas, físicas y microbiológicas,
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ Y JOSÉ VALERO-GALVÁN: Sucesión bacteriana del
género Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016 26
bajo condiciones controladas en el laboratorio
de genética aplicada de la UACJ. El aislamiento
de bacterias para el conteo de las UFC del
género Bacillus presentes en el estiércol crudo
se llevó a cabo por medio de la dilución aséptica
de 1 g de peso seco de estiércol en 100 mL de
agua peptona estéril, con agitación vigorosa
durante 30 s. Después de realizar las diluciones
y someterlas a un tratamiento térmico de 80 ºC
durante 15 min en baño maría, se tomó 1 μL de
la dilución tratada, se sembró con asa de
nicromo en cajas Petri con medio de agar
nutritivo (MCD-LAB) y fueron incubadas durante
24 h a 37 ºC, seguidas de otras 24 h a
temperatura ambiente, para realizar el conteo
de las unidades formadoras de colonias (UFC),
posteriormente fueron seleccionadas las cepas
que presentaron diferencias morfológicas, se
resembraron en caldo nutritivo (MCD-LAB), se
centrifugaron, se suspendieron en glicerol al
20% y se conservaron a -80 ºC hasta su
posterior uso. De los lixiviados se tomó 1 mL,
el cual se diluyó 1:10 con agua peptona estéril,
se pasteurizó a 80 ºC durante 15 min en baño
maría y se depositó en caja Petri con agar
nutritivo para su proceso final según la
metodología descrita por Sánchez et al. (2011).
De manera paralela, se realizó disección a
tres lombrices adultas por tratamiento de
lombricompostaje, separando la faringe, el
buche y el intestino. Cada estructura fue
depositada en un 1 mL de agua peptonada y se
llevó a cabo el mismo procedimiento ya descrito
para el conteo, resiembra y conservación de
colonias de Bacillus.
Se emplearon las cepas de Escherichia
coli y Proteus vulgaris, proporcionados por el
cepario de la Academia de Microbiología de la
UACJ para estandarizar las reacciones
bioquímicas a utilizar en la identificación de los
aislados. Todas las colonias se caracterizaron
morfológica, físico-química y microbiológica-
mente según las pruebas descritas por Holt
(2009). Para la identificación del género Bacillus
se emplearon cultivos bacterianos de 48 h en
agar y caldo nutritivo y se realizaron las
siguientes pruebas: Tinciones de Gram y
Fulton-Schaeffer para determinar el diámetro del
bacilo y tipo de espora; prueba de la catalasa
(Becton-Dickinson); amilasa (JALMEK);
hidrólisis de gelatina; ureasa; reducción de
nitrato a nitrito (Becton-Dickinson), NaCl al
6.5%, pH ácido y alcalino, Voges-Proskauer-
Rojo de metilo (MCD_LAB y Becton-Dickinson);
citrato de Simmons; producción de ácidos a
partir de glucosa (Becton-Dickinson); xilosa
(GOLDEN BELL), manitol y arabinosa
(JALMEK) y anaerobiosis (ANA-PAK-SISTEMS).
Los resultados obtenidos se sometieron a
un análisis de varianza con post prueba de
Tukey a una significancia de 0.05 con el paquete
estadístico MINITAB v14. El análisis de
diversidad bacteriana fue llevado a cabo con el
paquete estadístico PAST 2.0 para obtener los
índices de riqueza y uniformidad de especies.
Resultados y discusión
Los resultados relativos a la abundancia de
bacterias, tanto en los sustratos crudos como
semicomposteados y en las diferentes
secciones del sistema digestivo de la lombriz
Eisenia foetida.
El Cuadro 1 muestra los resultados relativos
a la abundancia de bacterias del género Bacillus
expresada en UFC/g en los estiércoles
empleados, y su comparación mediante un
ANOVA con post prueba de Tukey. La mayor
abundancia de colonias de Bacillus la presentó
el estiércol crudo de ovino con un promedio de
62.33 x105 UFC/g. Si bien existen estudios
donde se obtuvieron valores muy por encima
de lo estimado, como es el caso de Escobar y
Solarte (2015), quienes reportaron Bacillus en
estiércol de porcino de 1.0 x 108 UFC/ml; Duran
y Henríquez (2007) reportaron concentraciones
en lixiviados de lombricompostaje de ganado
vacuno de 1.8 X 107 UFC/ml; y Bello (2008) indicó
valores de 32 x107 UFC/ml en estiércol de
ganado bovino, debe de hacerse la aclaración
que en este trabajo sólo se consideraron a las
bacterias formadoras de esporas y no del total
de bacterias presentes en el estiércol. Este
resultado podría hacer pensar que el estiércol
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ Y JOSÉ VALERO-GALVÁN: Sucesión bacteriana del
género Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol
27
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016
de ovino sería la mejor opción para usarse como
mejorador de suelos agrícolas, sin embargo,
habría que tomarlo con cautela, los estiércoles
crudos representan peligros en los suelos
agrícolas al provocar contaminación por plagas
y enfermedades, además de ocasionar
desbalances nutricionales en los cultivos. Sin
embargo, cuando el estiércol es pasado por el
proceso de semicompostaje (sea de manera
natural o con lombriz) se puede observar que
el número de UFC/ml en los lixiviados disminuye
considerablemente y se estabiliza, oscilando
entre 7 y 12.44 x104 UFC/ml, siendo ligeramente
mayor en los lixiviados de semilombricomposta.
Cuadro 1. Comparación del promedio de unidades formadoras
de colonias (UFC) de los diferentes tratamientos de acuerdo
con la fuente de estiércol evaluada.
Letras diferentes muestran diferencia significativa con la Post
prueba de Tukey.
Las medias de UFC obtenidas del aparato
digestivo en las lombrices según el sustrato y
analizadas con la post prueba de Tukey no
mostraron diferencia significativa (Cuadro 2). No
obstante, al igual que en los sustratos evaluados
de manera independiente, también las
lombrices que consumieron estiércol ovino
mostraron un ligero aumento en la abundancia
de Bacillus. Idowu et al. (2005) evaluaron a las
bacterias en el tracto digestivo de la lombriz
Libyodrilus violaceus en suelos de cultivo y
encontraron densidades de 0.9, 1.3 y 1.6 x 104
UFC/ml en faringe, buche e intestino
respectivamente, con predominancia del género
Bacillus, lo que corroboraría que es la parte
posterior del tracto digestivo la que acumula
mayor cantidad de bacterias quizá por ofrecer
mejores condiciones para su crecimiento (Valle-
Molinares et al., 2007). Para Picon et al. (2014)
existen especies de Bacillus denominadas
endógenas, que forman parte únicamente del
etneuF locréitsE
01XCFU 5g/
edodaivixiL
atsopmocirbmol
01XCFU 4lm/
edodaivixiL
atsopmoc
01XCFU 4lm/
onicroP85.8±77.21 a28.3±11.8 a75.6±02.01 a
onucaV35.41±77.53 b54.3±71.21 b80.2±00.7 a
onivO35.72±33.26 c58.3±44.21 b27.2±38.9 a
tracto digestivo de la lombriz y se mantienen
asociadas de manera íntima a la pared interna
del intestino y no se encuentran en el suelo o
en la rizosfera, lo que explica de alguna manera
la reducción de la abundancia comparada con
los sustratos evaluados. Las UFC presentan
desviaciones estándar mayores que las medias
debido a que la distribución de Bacillus en el
aparato digestivo no es uniforme con valores
de 0 a 547, por lo cual no presenta valores
estadísticos significativos (Cuadro 2).
Cuadro 2. Comparación del promedio de unidades formadoras
de colonias (UFC de Bacillus x 103/ml) para cada uno de los
órganos de la lombriz Eisenia foetida de acuerdo con la fuente
de estiércol evaluada.
Letras diferentes muestran diferencia significativa (P 0.05).
Con relación a la diversidad del género
Bacillus en los sustratos, se aislaron 75 cepas
distribuidas en 14 especies (Cuadro 3).
Separadas por tipo de fuente, se aislaron 24
cepas de estiércol vacuno en 10 especies, 26
de ovino en 10 especies y 25 de porcino en ocho
especies. Sosa et al. (2004) reportaron en su
estudio siete cepas en estiércol vacuno, 12
cepas de caprino y siete de porcino, además de
19 cepas en gallinaza y siete en estiércol equino.
Como puede apreciarse, no existe un patrón
definido en cuanto al número de cepas que
prácticamente son equitativas así como en el
número de especies por fuente de estiércol. Sin
embargo, si agrupamos las cepas y las especies
en tres categorías (Cuadro 5) podemos apreciar
claramente una reducción de casi el 50% en el
semicompostaje con relación a los sustratos
crudos, lo que en este sentido le da más ventaja
al método de lombricomposta.
Se encontró una especie exclusiva el B.
Paenibacillus popilliae presente sólo en lixiviado
de semicompostaje de estiércol vacuno, B.
circulans sólo en lixiviado de semilombri-
etneuFegniraFehcuBonitsetnI
onicroP24.22±0.31
a
72.7±1.6
a
84.84±55.03
a
onucaV23.03±4.12
a
48.9±4.41
a
58.11±11.21
a
onivO0.13±3.92
a
50.812±55.451
a
22.81±1.93
a
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ Y JOSÉ VALERO-GALVÁN: Sucesión bacteriana del
género Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016 28
composta de estiércol ovino, B. coagulans en
estiércol crudo de ovino y B. megaterium
presente exclusivamente en estiércol crudo de
porcino.
La especie más abundante y recurrente fue
B. Sporosarcina pasteurii ya que se encontró
en todos los sustratos, excepto en el estiércol
ovino crudo y semilombricomposteado, y el
segundo lugar fue para B. Paenibacillus alvei
quien no se encontró en los lixiviados de
semicomposta de ningún estiércol. Sin
embargo, estas dos especies no han sido
asociadas frecuentemente al estiércol.
La literatura muestra datos muy diversos
sobre las especies de Bacillus en estiércol.
Bagge et al. (2010) encontraron comúnmente
a las especies B. cereus, B. subtilis, B. pumilus,
B. sphericus y B. Paenibacillus polymyxa en
estiércol vacuno antes y después de someterlo
al proceso de digestión. B. megaterium fue
aislado únicamente después de la digestión.
Escobar et al. (2012) encontraron que las
especies más comunes en estiércol vacuno
fueron B. sphericus, B. subtilis y B. laterosporus
aunque no muy abundantes. Yi et al. (2012)
etneuF
VE 12112111 8
VLxL21311 5
VCxL 3 2 1 3
OE 4 2 2 1 1 1 6
OLxL213215
OCxL1233
PE 2 1 3 4 1 1 6
PLxL 1 1 1 3 1 5
PCxL1413
sapecedlatoT 9445 21581 4 14 16 11
polymyxaB.
si
s
macquarien
B.
mi
s
lichenifo
r
B.
micoydes
B.
alve
i
B.
cereu
s
B.
pasteuri
i
B.
subtili
s
B.
coagulans
B.
sphaericus
B.
megaterium
B.
ticu
s
pantothenB.
circulans
B.
popilliaeB.
especies de Total
Cuadro 3. Número de especies y cepas de Bacillus aisladas de diversas fuentes de estiércoles crudos y semicomposteados.
reportaron ocho especies presentes en
estiércol porcino (B. subtilis, B. cereus, B.
thuringiensis, B. anthracis, B. megaterium, B.
licheniformis, B. pumilus, and B. circulans). La
especie predominante fue B. subtilis.
Cuadro 4. Distribución de cepas y especies del género Bacillus
por tipo de sustrato sin considerar la fuente de origen del
estiércol.
En la lombriz se obtuvieron 23 cepas de
siete especies (Cuadro 5), de las cuales 10
cepas fueron en estiércol vacuno de cinco
especies, siete cepas en estiércol ovino de cinco
especies y seis cepas en estiércol porcino de
tres especies. Estos resultados coinciden con
los de Brito-Vega y Espinoza-Victoria (2009)
quienes encontraron un total de 28 cepas de
Bacillus spp. en Eisenia foetida, considerando
este género como el microorganismo más
abundante.
otartsuS
odurclocréitsE edodaivixiL
atsopmocirbmolimes
edodaivixiL
atsopmocimes
sapecedoremúN334281
seicepseedo
remúN119 6
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ Y JOSÉ VALERO-GALVÁN: Sucesión bacteriana del
género Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol
29
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016
Con relación a las especies encontradas
en el tracto digestivo de la lombriz se puede
apreciar que B. subtilis sólo aparece en aquellas
alimentadas con estiércol porcino, no obstante,
es este sustrato el que obtiene el número más
bajo de especies totales comparadas con el
estiércol de vacuno y ovino. Valle-Molinares et
al. (2007) identificaron siete especies de Bacillus
en el tracto digestivo de Onychochaeta
borincana que fueron B. insolitus, B. megaterium,
B. brevis, B. pasteurii, B. shpaericus, B.
thuringiensis y B. pabuli todas ellas consideradas
bacterias típicas del suelo. Méndez et al. (2003)
mencionan que algunas bacterias generan una
relación de mutualismo al pasar por el tracto
digestivo de la lombriz y propusieron la
presencia de una relación simbiótica entre O.
borincana y B. cereus.
Cuadro 5. Número de especies y cepas de Bacillus aisladas
de Eisenia foetida alimentada con diferente fuente de estiércol
animal.
Prácticamente las 14 especies aisladas en
esta investigación han sido reportadas en la
literatura como benéficas sin presentar ningún
riesgo para la salud humana. B. subtilis, B.
megaterium, B. mycoides, B. licheniformis, B.
circulans, B. cereus, y B. polymyxa son las
especies que se han aislado con mayor
frecuencia de la rizosfera o los tejidos internos
de plantas, ya que favorecen su crecimiento y
ejercen un efecto antagónico contra una gran
variedad de hongos fitopatógenos (Nieto et al.,
1990; Rajankar et al., 2007; Reinoso et al., 2007;
El-Yazeid y Abou-Aly, 2011) mientras que B.
sphericus y B. popilliae generan toxinas contra
dípteros y coleópteros respectivamente
(McSpadden, 2004).
locréitsE
onucaV 141225
onivO 2 1 1 2 1 5
onicroP2 133
sapecedlatoT 3623144
polymyxaB.
alve
i
B.
cereu
s
B.
pasteuri
i
B.
subtilis
B.
sphaericus
B.
ticus pantothe
n
B.
especies de Total
Finalmente, con los datos obtenidos en
cuanto al número de cepas y especies aisladas
se realizó un análisis de diversidad (Cuadro 6).
Si bien, el índice de diversidad de Shannon (H)
es mayor en el estiércol crudo, la uniformidad
(E) se encuentra más definida en el aparato
digestivo de la lombriz pero combinando ambos
índices se puede inferir que el género Bacillus
se encuentra mejor representado en los
lixiviados de lombricomposta.
Cuadro 6. Análisis de diversidad del género Bacillus por
categoría de tratamiento.
N = Número de cepas, S = riqueza de especies, E = uniformidad,
H= índice de Shannon.
Conclusiones
Se demostró que el género Bacillus se
encuentra en abundante densidad tanto en
estiércol crudo como en estiércol sometido al
proceso de compostaje de manera natural o con
el uso de lombriz de tierra, lo que puede ser
aprovechado dados los beneficios directos e
indirectos que tiene en el desarrollo de cultivos
de importancia económica. La mayoría de las
especies aisladas están reportadas en la
literatura como colonizadores típicos de suelos
agrícolas y como componente de la fauna
intestinal de la lombriz, a excepción de B.
Sporosarcina pasteurii, B. Paenibacillus alvei y
B. Paenibacillus popilliae.
Aún quedan preguntas por responder en
cuanto al rol que desempeña Eisenia foetida en
la sucesión de Bacillus spp., sin embargo, el
lixiviado de semilombricomposta demostró
tener mayor persistencia en cuanto a la
diversidad y uniformidad de Bacillus que en
composta.
artseumedopiTNSE'H
odurclocréitsE331198.041.2
atsopmocirbmoledodaivixiL429 29.020.2
atsopmocedodaivixiL816 97.024.1
zirbmol
edovitsegidotarapA327 49.038.1
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ Y JOSÉ VALERO-GALVÁN: Sucesión bacteriana del
género Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016 30
Literatura citada
ARKHIPOVA, T. N., S. U. Veselov, A. I. Melentiev, E. V. Martynenko,
and G. R. Kudoyarova. 2005. «Ability of Bacterium Bacillus
Subtilis to Produce Cytokinins and to Influence the Growth
and Endogenous Hormone Content of Lettuce Plants.» Plant
and Soil 272:201–9
BAGGE, E., M. Persson and K.-E. Johansson. 2010. Diversity of
spore-forming bacteria in cattle manure, slaughterhouse
waste and samples from biogas plants. Journal of Applied
Microbiology 109:1549–1565
BELLO, C. 2008. Respuesta de la bovinaza a inoculaciones
microbianas. Ingeniería agroecológica. Inventum No. 5 Facultad
de Ingeniería Uniminuto 42-47
BOLLO, E. 1999. Lombricultura: Una Alternativa de Reciclaje. Edited
by Soboc Grafic. S. F. Quito.
BRITO-VEGA, H., and D. Espinosa-Victoria, 2009. Bacterial Diversity
in the Digestive Tract of Earthworms (Oligochaeta). Journal
of Biological Sciences 9:192-199.
COMPANT, S., B. Duffy, J. Nowak, C. Clément, and E.A. Barka.
2005. «Use of Plant Growth-Promoting Bacteria for Biocontrol
of Plant Diseases: Principles, Mechanisms of Action, and Future
Prospects.» Applied and Environmental Microbiology
71(9):4951-9.
COOK, R.S y K.F Baker. 1983. «The Nature and Practice of
Biological Control of Plant Pathogens.» The American
Phytopathological Society St.Paul: 539.
DERTZ, E.A., A. Stintzi, y K.N.Raymond.2006. Siderophore-
mediated iron transport in Bacillus subtilis and Corynebacterium
glutamicum. J Biol Inorg Chem 11(8):1087-97.
DURAN, L., and C. Henriquez. 2007. «Caracterización Química,
Física Y Microbiológica de Vermicompostes Producidos a Partir
de Cinco Sustratos Orgánicos». Agronomía Costarricense
31(1):41–51.
EL-YAZEID, A. A. and H. E. Abou-Aly. 2011. «. Enhancing Growth,
Productivity and Quality of Tomato Plants Using Phosphate
Solubilizing Microorganisms.» Aust. J. Basic Appl. Sci 5:371–
79.
ESCOBAR, N., J. Mora, N.J. Romero. 2012. Identificación de
poblaciones microbianas en compost de residuos orgánicos
de fincas cafeteras de Cundinamarca. Bol. Cient. Mus. Hist.
Nat. 16(1):75 – 88
ESCOBAR, N., and V. Solarte. 2015. «Microbial Diversity Associated
with Organic Fertilizer Obtained by Composting of Agricultural
Waste». International Journal of Bioscience, Biochemistry
and Bioinformatics 5(2):70-79
FERRUZI, C. 1986. Manual de lombricultura. Madrid. España: Mundi-
Prensa. 138 p.
GOMEZ, D.A., T. Yamiris, M. I. González, y S. Chiroles. 2004.
Microorganismos presentes en el compost. Importancia de su
control sanitario. Medio Ambiente y Desarrollo. Revista
Electrónica de la Agencia de Medio Ambiente 4(7).
HOLT, J.G. 2009. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology.
9TH ed. Williams and Wilkins editors. Maryland. USA. 754 pp.
IDOWU, A. B.; M.O. Edema, A.O. Adeyi. 2006. Distribution of bacteria
and fungi in the earthworm Libyodrillus violaceous (Annelida:
Oligochaeta), a native earthworm from Nigeria. Revista de
Biología Tropical 54(1):49-58.
KOKALIS-BURELLE, N.; J.W. Kloepper, y M.S. Reddy. 2006. Plant
growth promoting rhizobacteria as transplant amendments
and their effects on indigenous rhizosphere microorganisms.
Applied Soil Ecology 31:91–100.
LECUONA, RE. 1996. Microorganismos Patógenos Empleados en
el Control Microbiano de Insectos Plaga. Edited by Ed. Argentina.
S. F. 338 p.
MCSPADDEN, B.B. 2004. Ecology of Bacillus and Paenibacillus spp.
in Agricultural Systems. Phytopathology 94(11):1252-8.
MENDEZ, R., S. Borgesa, C. Betancourta. 2003. A microscopical
view of the intestine of Onychochaeta borincana (Oligochaeta:
Glossoscolecidae). Pedobiologia 47(5–6):900–903
MOROT-GAUDRY, J.F. 2001. Nitrogen assimilation by plants.
Physiological, biochemical and molecular aspects. Plymouth,
RU: Science Publisher Inc. pp.343-368
NIETO, K.F., W.T. Frakenberger. 1990. Microbial productions of
cytokinins. Soil Biochemestry 6:191-248.
OLIVARES-CAMPOS, M.A., A. Hernández, C. Vences, J.L. Jáquez, &
D. Ojeda. 2012. Lombricomposta y composta de estiércol de
ganado vacuno lechero como fertilizantes y mejoradores de
suelo. Universidad y Ciencia 28(1):27-37
OOI, T.C., A.B. Ariff, M.S.Halimi, Z.H. Shamsuddin. 2008. Gorwth
kinetics of diazotrophics Bacillus sphaericus UPMB cultured
using different types and concentrations of carbon and
nitrogen sources. Malaysian Journal of Microbiology, 4(2):15-
25.
PÉREZ, A., C. Céspedes, & P. Núñez. 2008. Caracterización física-
química y biológica de enmiendas orgánicas aplicadas en la
producción de cultivos en República Dominicana. Revista de
la ciencia del suelo y nutrición vegetal 8(3):10-29.
PICÓN, M.C.; E.S. Teisaire; C.H. Bellone. 2014. Las cepas
bacterianas del tubo digestivo de Enantiodrilus borelli (Annelida:
Glossoscolecidae) y su recolonización en suelo estéril. Rev.
Agron. Noro. Argent. 34(2):46-49
RAJANKAR, P.N., D.H. Tambekar, S.R. Wate. 2007. Study of
phosphate solubilization efficiences of fungi and bacteria
isolated from saline belt of Purna river basin. Research Journal
of Agriculture and Biological Sciences 3(6):701-3.
REINOSO, Y., F.D. Vaillant, R.L. Casadesús, P.E. García, y A.R.V.
Pazos. 2007. «Selección de Cepas de Bacillus Y Otros
Géneros Relacionados Para El Control Biológico de Hongos
Fitopatógenos.» FITOSANIDAD 11 (1) 187-192
REINOSO, Y., Luis Casadesús, Armando García, Jorge Gutiérrez,
and V. Pazos. 2006. «Aislamiento, selección e identificación
de bacterias del género Bacillus antagonistas de
Pectobacterium carotovorum.» FITOSANIDAD. 10 (3)
RENGEL, Z., and P. Marschner. 2005. «Nutrient Availability and
Management in the Rhizosphere: Exploiting Genotypic
Differences.» New Phytologist 168(2):305-312.
ROJAS, S.D., P.M. Contreras, G. Santoyo. 2013. «Mecanismo de
Estimulación del Crecimiento Vegetal en Bacterias del Género
Bacillus». Revista de Loa DES Ciencias Biológicas
Agropecuarias 15(2):36–41.
SÁNCHEZ, E. R., Bautista, M. Á. M., Pech, M. S., & Ramírez, A. R.
2011. Aislamiento de Cepas Nativas de Bacillus spp. y su
Actividad Antagónica en Hongos Fitopatógenos. XIV Congreso
Nacional de Biotecnología y Bioingeniería.
SOSA, B. M., C.C. Castillo, & J. Scorza. 2004. Actividad inhibitoria
de cepas de Bacillus spp. contra dermatofitos. Rev. Sociedad
Venezolana de Microbiología 24(1-2):59-64.
TEJERA, H.B., B.M.M. Rojas, & P.M. Heydrich. 2011. Potencialidades
del género Bacillus en la promoción del crecimiento vegetal y
el control biológico de hongos fitopatógenos. CENIC
42(3):131-138.
VALLE-MOLINARES, R., S. Borges and C. RIOS-Velasquez. 2007.
Characterization of possible symbionts in Onychochaeta
borincana (Annelida: Glossoscolecidae). European Journal
of Soil Biology 43:S14-S18.
YI, J., H.Y. Wu, J. Wu, C.Y. Deng, R. Zheng, Z. Chao. 2012.
Molecular phylogenetic diversity of Bacillus community and
its temporal-spatial distribution during the swine manure of
composting. Appl. Microbiol. Biotechnol. 93(1):411-21.
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ Y JOSÉ VALERO-GALVÁN: Sucesión bacteriana del
género Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol
31
Vol. X, Núm. 1 Enero-Abril 2016
ANTONIO DE LA MORA-COVARRUBIAS, FRANCISCO J. VÁZQUEZ-GONZÁLEZ Y JOSÉ VALERO-GALVÁN: Sucesión bacteriana del
género Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol
Este artículo es citado así:
De la Mora-Covarrubias, A., F. J. Vázquez-González y J. Valero-Galván. 2016. Sucesión bacteriana del género
Bacillus en el proceso de compostaje y lombricompostaje con diferentes fuentes de estiércol. TECNOCIENCIA
Chihuahua 10(1): 23-31.
Resumen curricular del autor y coautores
ANTONIO DE LA MORA COVARRUBIAS. Obtuvo el título de Ingeniero Agrónomo Parasitólogo por la Escuela Superior de Agricultura incorporada
a la Universidad Autónoma Chapingo en 1984. El grado de Maestría en Ciencias con especialidad en Entomología en el Colegio de
Graduados ESAHE en 1989 y el grado de Doctor en Filosofía área mayor Manejo de Recursos Naturales en la Facultad de Zootecnia
de la Universidad Autónoma de Chihuahua en el año 2016. Desde el 2012 labora en el Instituto de Ciencias Biomédicas de la
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez con categoría de Profesor Investigador de tiempo completo titular C. Ha sido Coordinador
del Programa de Biología y actualmente Jefe del Departamento de Ciencias Quimico-Biologicas. Área de especialización en
aplicación de herramientas geoespaciales (SIG , RS, GPS y estadística espacial) para el manejo de los recursos naturales;
cartografía de riesgo e impacto ambiental; epidemiologia y ecología de poblaciones. Integrante del Cuerpo académico Consolidado
UACJ-05 "Contaminación en recursos naturales"; integrante de la Red Temática de Ecosistemas del CONACYT; miembro del Padrón
Nacional de Acreditadores por el CACEB, AC; y árbitro en revistas nacionales e internacionales. Participación, desde 1990, en más
de 300 eventos académicos (cursos, congresos, seminarios, simposiums, diplomados y talleres) a nivel local, regional, nacional,
binacional e internacional con ponencias en el área entomológica, salud, medio ambiente, recursos naturales y tecnologías
geoespaciales. Ha dirigido 42 tesis de licenciatura, 14 de maestría y 2 de nivel doctoral. En los últimos cinco años se han publicado
11 artículos, tres capítulos de libro, 12 memorias in extenso, dos reportes técnicos y dos manuales de prácticas y participado en
quince proyectos de investigación con financiamiento de diversas organizaciones como son PROMEP, CONACYT-Fondos Mixtos,
Gobierno del Estado de Chihuahua, Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), El Paso Health Foundation,
USDA- EPA-Frontera 2012 y el Desert Research Institute
FRANCISCO JAVIER VÁZQUEZ GONZÁLEZ. Obtuvo la licenciatura en 1974 como Químico Farmacobiólogo título otorgado por la Escuela de
Farmacología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo en Morelia Mich. El grado de Maestría en Ciencias en
Biomedicina Molecular otorgado por el Instituto Politécnico Nacional en la Ciudad de México en 2007, candidato al grado de Doctor
en Investigación por el Colegio de Chihuahua en Ciudad Juárez, Chih. De 1974 al 2003, trabajó como Químico Clínico en el Instituto
Mexicano del Seguro Social en Ciudad Juárez, Chih. Del 2000 a la fecha Profesor en la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
titular de Monera y habiendo impartido las clases de Biología Celular, Genética y Bacteriología Clínica, ha dirigido 14 tesis de
licenciatura del departamento Químico Biológicas y dos tesis a nivel de maestría en Ciencias Odontologicas de la Universidad
autónoma de Ciudad Juárez, actualmente dirije una tesis de maestría. Area de generación del conocimiento "La Bacteriología su
aplicación en la salud y en el campo, beneficio o daño".
JOSÉ VALERO GALVÁN. Obtuvo el título de Ingeniero Agrónomo Especialista en Sistemas Agrícolas de Zonas Áridas por la Universidad
Autónoma de Chapingo en 2003. El grado de Maestría en Ciencias en Biotecnología en la Facultad de Química de la Universidad
Autónoma de Chihuahua en 2006 y el grado de Doctor en la Universidad de Córdoba en el 2012. Desde el año 2012 labora en el
Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez con categoría de Profesor Investigador de Tiempo
Completo. Ha impartido las clases de Biología Molecular y Fitopatología en el Departamento de Ciencias Químico-Biológicas. Área de
especialización en Proteómica. Integrante del Cuerpo Académico En Consolidado UACJ-CA-102 "Bioquímica funcional y Proteómica
del Estrés"; integrante de la Red Temática de Proteínas y la Sociedad Mexicana de Bioquímica; miembro del Sistema Nacional de
Investigadores Nivel 1. Ha dirigido 7 tesis de alumnos de la licenciatura de Biología y actualmente dirige dos tesis maestría. En los
últimos tres años se han publicado 9 artículos y cinco capítulos de libro.