Azotobacter chroococcum as a potentially useful bacterial biofertilizer for cotton (Gossypium hirsutum): Effect in reducing N fertilization / Azotobacter chroococcum como biofertilizante bacteriano potencialmente útil para el algodón (Gossypium hirsutum L.): efecto en la reducción de la fertilización nitrogenada

ABSTRACT

The aim of this research was to evaluate whether the application of two plant growth-promoting (rhizo)bacteria might reduce nitrogen fertilization doses in cotton. We used strains Azotobacter chroococcum AC1 and AC10 for their proven ability to promote seed germination and cotton growth. These microorganisms were characterized by their plant growth-promoting activities. Then, we conducted a glasshouse study to evaluate the plant growth promoting ability of these strains with reduced doses of urea fertilization in cotton. Results revealed that both strains are capable of fixing nitrogen, solubilizing phosphorus, synthesizing indole compounds and producing hydrolytic enzymes. After 12 weeks, the glasshouse experiment showed that cotton growth was positively influenced due to bacterial inoculation with respect to chemical fertilization. Notably, we observed that microbial inoculation further influenced plant biomass (p<0.05) than nitrogen content. Co-inoculation, interestingly, exhibited a greater beneficial effect on plant growth parameters compared to single inoculation. Moreover, similar results without significant statistical differences were observed among bacterial co-inoculation plus 50% urea and 100% fertilization. These findings suggest that coinoculation of A. chroococcum strains allow to reduce nitrogen fertilization doses up to 50% on cotton growth. Our results showed that inoculation with AC1 and AC10 represents a viable alternative to improve cotton growth while decreasing the N fertilizer dose and allows to alleviate the environmental deterioration related to N pollution.

RESUMEN

El objetivo de esta investigación fue evaluar si la aplicación de 2 (rizo)bacterias promotoras del crecimiento vegetal podría reducir la dosis de fertilizante nitrogenado en el cultivo de algodón. Se usaron las cepas Azotobacter chroococcum AC1 y AC10 por su habilidad para promover la germinación de semillas y el crecimiento del algodonero. Estos microorganismos fueron caracterizados sobre la base de sus actividades de promoción del crecimiento vegetal. Luego se realizó un estudio de invernadero con plantas de algodón para evaluar la capacidad de promoción del crecimiento vegetal de dichas cepas con dosis reducidas de urea. Los resultados revelaron que ambas cepas son capaces de fijar nitrógeno, solubilizar fósforo, sintetizar compuestos indólicos y producir enzimas hidrolíticas. Después de 12 semanas, el experimento de invernadero permitió observar que el crecimiento del algodón fue influido positivamente por la inoculación bacteriana con respecto a la fertilización química. En particular, se evidenció que la inoculación microbiana impactó más en la biomasa vegetal (p<0,05) que en el contenido de nitrógeno. Curiosamente, la coinoculación exhibió un mayor efecto positivo sobre los parámetros de crecimiento en comparación con la inoculación simple. Además, se observaron resultados similares, sin diferencias estadísticamente significativas, entre la coinoculación bacteriana más del 50% de urea y el 100% de fertilización. Estos hallazgos indican que la coinoculación de las cepas de A. chroococcum AC1 y AC10 permitiría reducir las dosis de fertilización nitrogenada del cultivo de arroz en hasta el 50% y aliviar, de esta manera, el deterioro ambiental relacionado con la contaminación por N.