Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 838
https://doi.org/10.69639/arandu.v13i2.2225
Restauración biológica de suelos degradados mediante
consorcios microbianos autóctonos en agroecosistemas
andinos: impacto en la estructura edáfica y productividad
vegetal
Biological restoration of degraded soils through indigenous microbial consortia in
andean agroecosystems: impact on soil structure and plant productivity
Jorge Abel Crespo Avila
jcrespoa@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-7127-2818
Facultad de posgrado, Maestría en Agroecologia y Desarrollo Sostenible, Universidad técnica
estatal de Quevedo, Los Ríos, Ecuador
Cecibel Carolina Carranza Cárdenas
cecibel.carranza2016@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0009-0003-8289-975X
Facultad de posgrado, Maestría en Agroecologia y Desarrollo Sostenible, Universidad técnica
estatal de Quevedo, Los Ríos, Ecuador
Paola Margarita Suin Miranda
psuinm2@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-4628-6273
Facultad de posgrado, Maestría en Biotecnología Agropecuaria, Universidad técnica estatal de
Quevedo, Los Ríos, Ecuador
María Narcisa Cobeña Ureta
maria.cobena2016@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0009-0008-9521-7419
Facultad de posgrado, Maestría en Agroecologia y Desarrollo Sostenible, Universidad técnica
estatal de Quevedo, Los Ríos, Ecuador
Lisbeth Jacqueline Raura Rodriguez
lraurar@uteq.edu.ec
https://orcid.org/0009-0006-8583-6561
Facultad de posgrado, Maestría en Agroecologia y Desarrollo Sostenible, Universidad técnica
estatal de Quevedo, Los Ríos, Ecuador
Artículo recibido:18 marzo 2026- Aceptado para publicación:20 abril 2026
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar.
RESUMEN
La degradación de los suelos en la región andina exige estrategias de restauración biotecnológica
resilientes. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de la aplicación de consorcios
microbianos autóctonos, compuestos por hongos micorrízicos arbusculares (HMA) y bacterias
promotoras del crecimiento vegetal (PGPM), sobre la estructura edáfica y la productividad de
sistemas agroecológicos. Se empleó un diseño experimental de bloques completos al azar
(RCBD) con cuatro tratamientos: Control (T0), Fertilización Química (T1), Consorcio Autóctono
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 839
(T2) y Consorcio con Enmienda Orgánica (T3). Tras un ciclo de 12 meses, los resultados
evidenciaron que el tratamiento T3 incrementó significativamente la materia orgánica (35%) y la
estabilidad de macroagregados (48%) medido mediante el Diámetro Medio Ponderado (p < 0.05).
Asimismo, el rendimiento del cultivo indicador (Solanum tuberosum) aumentó un 121% respecto
al control y superó en un 28% a la fertilización química convencional. El Análisis de
Componentes Principales (PCA) confirmó una correlación positiva robusta entre la biomasa
microbiana y la recuperación funcional del suelo. Se concluye que la integración de
bioinoculantes locales y prácticas orgánicas constituye una alternativa biotecnológica superior a
la fertilización sintética, promoviendo la soberanía tecnológica y la restauración de la fertilidad
física y mineral de manera sostenible en ecosistemas de montaña.
Palabras clave: consorcios microbianos, restauración de suelos, agroecología andina,
hongos micorrízicos arbusculares, PGPM
ABSTRACT
Soil degradation in the Andean region necessitates resilient biotechnological restoration
strategies. The objective of this study was to evaluate the impact of applying indigenous microbial
consortia, composed of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and plant growth-promoting
microorganisms (PGPM), on soil structure and the productivity of agroecological systems. A
Randomized Complete Block Design (RCBD) was used with four treatments: Control (T0),
Chemical Fertilization (T1), Indigenous Consortium (T2), and Consortium with Organic
Amendment (T3). After a 12-month cycle, results showed that treatment T3 significantly
increased organic matter (35%) and macroaggregate stability (48%) measured through the Mean
Weight Diameter (p < 0.05). Additionally, the yield of the indicator crop (Solanum tuberosum)
increased by 121% compared to the control and outperformed conventional chemical fertilization
by 28%. Principal Component Analysis (PCA) confirmed a robust positive correlation between
microbial biomass and functional soil recovery. It is concluded that the integration of local
bioinoculants and organic practices constitutes a superior biotechnological alternative to synthetic
fertilization, promoting technological sovereignty and the sustainable restoration of physical and
mineral fertility in mountain ecosystems.
Keywords: microbial consortia, soil restoration, andean agroecology, arbuscular
mycorrhizal fungi, PGPM
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
(T2) y Consorcio con Enmienda Orgánica (T3). Tras un ciclo de 12 meses, los resultados
evidenciaron que el tratamiento T3 incrementó significativamente la materia orgánica (35%) y la
estabilidad de macroagregados (48%) medido mediante el Diámetro Medio Ponderado (p < 0.05).
Asimismo, el rendimiento del cultivo indicador (Solanum tuberosum) aumentó un 121% respecto
al control y superó en un 28% a la fertilización química convencional. El Análisis de
Componentes Principales (PCA) confirmó una correlación positiva robusta entre la biomasa
microbiana y la recuperación funcional del suelo. Se concluye que la integración de
bioinoculantes locales y prácticas orgánicas constituye una alternativa biotecnológica superior a
la fertilización sintética, promoviendo la soberanía tecnológica y la restauración de la fertilidad
física y mineral de manera sostenible en ecosistemas de montaña.
Palabras clave: consorcios microbianos, restauración de suelos, agroecología andina,
hongos micorrízicos arbusculares, PGPM
ABSTRACT
Soil degradation in the Andean region necessitates resilient biotechnological restoration
strategies. The objective of this study was to evaluate the impact of applying indigenous microbial
consortia, composed of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and plant growth-promoting
microorganisms (PGPM), on soil structure and the productivity of agroecological systems. A
Randomized Complete Block Design (RCBD) was used with four treatments: Control (T0),
Chemical Fertilization (T1), Indigenous Consortium (T2), and Consortium with Organic
Amendment (T3). After a 12-month cycle, results showed that treatment T3 significantly
increased organic matter (35%) and macroaggregate stability (48%) measured through the Mean
Weight Diameter (p < 0.05). Additionally, the yield of the indicator crop (Solanum tuberosum)
increased by 121% compared to the control and outperformed conventional chemical fertilization
by 28%. Principal Component Analysis (PCA) confirmed a robust positive correlation between
microbial biomass and functional soil recovery. It is concluded that the integration of local
bioinoculants and organic practices constitutes a superior biotechnological alternative to synthetic
fertilization, promoting technological sovereignty and the sustainable restoration of physical and
mineral fertility in mountain ecosystems.
Keywords: microbial consortia, soil restoration, andean agroecology, arbuscular
mycorrhizal fungi, PGPM
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 840
INTRODUCCIÓN
La degradación de los suelos en las regiones altoandinas representa uno de los desafíos
ambientales más críticos del siglo XXI, exacerbado por el cambio climático y las prácticas
agrícolas intensivas de baja resiliencia. Según Lehmann et al. (2020), la pérdida de la integridad
biológica y estructural del suelo no solo reduce la productividad agrícola, sino que compromete
los servicios ecosistémicos fundamentales como el secuestro de carbono y la regulación hídrica.
En el contexto de los Andes, la topografía accidentada y los regímenes de precipitación erráticos
aceleran los procesos de erosión, dejando suelos con horizontes superficiales empobrecidos y una
microbiota diezmada (Smith & Read, 2018). Esta situación exige la transición desde modelos
basados en insumos sintéticos hacia paradigmas de restauración biotecnológica que aprovechen
la biodiversidad local para recuperar la funcionalidad del suelo.
La aplicación de microorganismos promotores del crecimiento vegetal (PGPM) ha emergido
como una estrategia biotecnológica robusta para la rehabilitación de terrenos degradados. Como
señalan Pineda et al. (2023), los consorcios microbianos que integran bacterias rizosféricas y
hongos micorrízicos arbusculares (HMA) ofrecen una sinergia metabólica que supera la eficacia
de las inoculaciones simples. Estos microorganismos no solo facilitan la adquisición de nutrientes
mediante la solubilización de fósforo y la fijación de nitrógeno, sino que también actúan como
ingenieros del ecosistema al segregar exopolisacáridos y glomalina, proteínas clave en la
formación y estabilización de agregados del suelo (Rillig et al., 2021). No obstante, la efectividad
de estos bioinoculantes suele verse limitada cuando se utilizan cepas alóctonas que no logran
competir con la microbiota nativa o adaptarse a las condiciones edafoclimáticas extremas de la
alta montaña.
A nivel bioquímico, la microbiota altoandina ha desarrollado adaptaciones metabólicas
únicas para sobrevivir a la baja presión de oxígeno y la alta incidencia de radiación ultravioleta.
Investigaciones recientes sugieren que las bacterias del género Bacillus y Pseudomonas aisladas
en altitudes superiores a los 3,500 msnm poseen genes de resistencia a metales pesados y
capacidades de producción de sideróforos superiores a sus contrapartes de tierras bajas (Fierer,
2017). Estas adaptaciones permiten una colonización más persistente de la rizosfera, garantizando
que el flujo de carbono entre la planta y el suelo se mantenga activo incluso bajo condiciones de
estrés hídrico severo. Por tanto, el uso de aislados nativos no es solo una preferencia ecológica,
sino una necesidad termodinámica para asegurar la estabilidad del inóculo en el tiempo (Barea et
al., 2022).
La dimensión socio-agroecológica de la restauración de suelos es igualmente vital para la
sostenibilidad de los Andes. Gliessman (2018) enfatiza que los sistemas de producción
tradicionales han sido históricamente erosionados por la dependencia de paquetes tecnológicos
externos que ignoran la biología del suelo. Al reintroducir consorcios microbianos autóctonos, se
INTRODUCCIÓN
La degradación de los suelos en las regiones altoandinas representa uno de los desafíos
ambientales más críticos del siglo XXI, exacerbado por el cambio climático y las prácticas
agrícolas intensivas de baja resiliencia. Según Lehmann et al. (2020), la pérdida de la integridad
biológica y estructural del suelo no solo reduce la productividad agrícola, sino que compromete
los servicios ecosistémicos fundamentales como el secuestro de carbono y la regulación hídrica.
En el contexto de los Andes, la topografía accidentada y los regímenes de precipitación erráticos
aceleran los procesos de erosión, dejando suelos con horizontes superficiales empobrecidos y una
microbiota diezmada (Smith & Read, 2018). Esta situación exige la transición desde modelos
basados en insumos sintéticos hacia paradigmas de restauración biotecnológica que aprovechen
la biodiversidad local para recuperar la funcionalidad del suelo.
La aplicación de microorganismos promotores del crecimiento vegetal (PGPM) ha emergido
como una estrategia biotecnológica robusta para la rehabilitación de terrenos degradados. Como
señalan Pineda et al. (2023), los consorcios microbianos que integran bacterias rizosféricas y
hongos micorrízicos arbusculares (HMA) ofrecen una sinergia metabólica que supera la eficacia
de las inoculaciones simples. Estos microorganismos no solo facilitan la adquisición de nutrientes
mediante la solubilización de fósforo y la fijación de nitrógeno, sino que también actúan como
ingenieros del ecosistema al segregar exopolisacáridos y glomalina, proteínas clave en la
formación y estabilización de agregados del suelo (Rillig et al., 2021). No obstante, la efectividad
de estos bioinoculantes suele verse limitada cuando se utilizan cepas alóctonas que no logran
competir con la microbiota nativa o adaptarse a las condiciones edafoclimáticas extremas de la
alta montaña.
A nivel bioquímico, la microbiota altoandina ha desarrollado adaptaciones metabólicas
únicas para sobrevivir a la baja presión de oxígeno y la alta incidencia de radiación ultravioleta.
Investigaciones recientes sugieren que las bacterias del género Bacillus y Pseudomonas aisladas
en altitudes superiores a los 3,500 msnm poseen genes de resistencia a metales pesados y
capacidades de producción de sideróforos superiores a sus contrapartes de tierras bajas (Fierer,
2017). Estas adaptaciones permiten una colonización más persistente de la rizosfera, garantizando
que el flujo de carbono entre la planta y el suelo se mantenga activo incluso bajo condiciones de
estrés hídrico severo. Por tanto, el uso de aislados nativos no es solo una preferencia ecológica,
sino una necesidad termodinámica para asegurar la estabilidad del inóculo en el tiempo (Barea et
al., 2022).
La dimensión socio-agroecológica de la restauración de suelos es igualmente vital para la
sostenibilidad de los Andes. Gliessman (2018) enfatiza que los sistemas de producción
tradicionales han sido históricamente erosionados por la dependencia de paquetes tecnológicos
externos que ignoran la biología del suelo. Al reintroducir consorcios microbianos autóctonos, se
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 841
fomenta una agricultura de base ecológica que empodera a las comunidades campesinas al reducir
los costos operativos y mejorar la calidad nutritiva de los cultivos ancestrales. Este enfoque
integral permite que la restauración del suelo se traduzca en una restauración de la seguridad
alimentaria, cerrando la brecha entre la biotecnología de vanguardia y los saberes tradicionales
de manejo de tierras (Nicholls & Altieri, 2018).
Un aspecto crítico en la restauración es la "memoria biológica" del suelo, la cual se pierde
tras décadas de uso de agroquímicos. Nannipieri et al. (2017) postulan que la diversidad
microbiana es el motor de los ciclos biogeoquímicos; sin ella, el suelo se convierte en un soporte
inerte. La aplicación de consorcios autóctonos busca reactivar esta memoria, permitiendo que el
ecosistema recupere su capacidad de autodepuración y ciclo de nutrientes. En los Andes, donde
los suelos suelen ser de origen volcánico con alta fijación de fósforo, la reactivación biológica es
la única vía sostenible para desbloquear la fertilidad mineral sin causar eutrofización o
salinización (Hinsinger et al., 2019).
Finalmente, la integración de la biomasa microbiana en el balance de carbono global es un
área de creciente interés. Wall et al. (2021) destacan que los suelos sanos actúan como el mayor
sumidero de carbono terrestre, y su restauración mediante bioinoculantes puede mitigar los
efectos del calentamiento global a escala local. En los agroecosistemas andinos, la captura de
carbono en forma de humus y agregados estables no solo mejora la estructura física, sino que
proporciona un colchón térmico para las raíces frente a las heladas frecuentes. Esta investigación,
por tanto, aborda un problema multidimensional que vincula la microbiología molecular con la
resiliencia climática regional (Amundson et al., 2015).
Considerando lo expuesto, la presente investigación plantea como interrogante principal:
¿En qué medida la aplicación de un consorcio microbiano autóctono compuesto por HMA y
bacterias promotoras del crecimiento vegetal mejora la calidad estructural y la productividad de
suelos degradados en sistemas agroecológicos andinos? El objetivo general del estudio es evaluar
el impacto de la inoculación con consorcios locales sobre las propiedades fisicoquímicas, la
biomasa microbiana y el rendimiento de cultivos de referencia en un diseño experimental de
campo de larga duración. Se hipotetiza que la sinergia entre los aislados autóctonos acelerará
significativamente la formación de macroagregados y la disponibilidad de nutrientes, superando
los resultados de las prácticas de fertilización convencional (Compant et al., 2019).
METODOLOGÍA
Esta investigación se clasifica como un estudio experimental de campo de carácter aplicado
y tecnológico. Se empleó un Diseño de Bloques Completos al Azar (RCBD) para controlar la
heterogeneidad de la pendiente y la variabilidad intrínseca del suelo degradado. El experimento
se llevó a cabo en la zona altoandina (3,800 msnm), con una temperatura media de 12°C y
precipitación anual de 850 mm. Se establecieron cuatro tratamientos: T0: Control (suelo sin
fomenta una agricultura de base ecológica que empodera a las comunidades campesinas al reducir
los costos operativos y mejorar la calidad nutritiva de los cultivos ancestrales. Este enfoque
integral permite que la restauración del suelo se traduzca en una restauración de la seguridad
alimentaria, cerrando la brecha entre la biotecnología de vanguardia y los saberes tradicionales
de manejo de tierras (Nicholls & Altieri, 2018).
Un aspecto crítico en la restauración es la "memoria biológica" del suelo, la cual se pierde
tras décadas de uso de agroquímicos. Nannipieri et al. (2017) postulan que la diversidad
microbiana es el motor de los ciclos biogeoquímicos; sin ella, el suelo se convierte en un soporte
inerte. La aplicación de consorcios autóctonos busca reactivar esta memoria, permitiendo que el
ecosistema recupere su capacidad de autodepuración y ciclo de nutrientes. En los Andes, donde
los suelos suelen ser de origen volcánico con alta fijación de fósforo, la reactivación biológica es
la única vía sostenible para desbloquear la fertilidad mineral sin causar eutrofización o
salinización (Hinsinger et al., 2019).
Finalmente, la integración de la biomasa microbiana en el balance de carbono global es un
área de creciente interés. Wall et al. (2021) destacan que los suelos sanos actúan como el mayor
sumidero de carbono terrestre, y su restauración mediante bioinoculantes puede mitigar los
efectos del calentamiento global a escala local. En los agroecosistemas andinos, la captura de
carbono en forma de humus y agregados estables no solo mejora la estructura física, sino que
proporciona un colchón térmico para las raíces frente a las heladas frecuentes. Esta investigación,
por tanto, aborda un problema multidimensional que vincula la microbiología molecular con la
resiliencia climática regional (Amundson et al., 2015).
Considerando lo expuesto, la presente investigación plantea como interrogante principal:
¿En qué medida la aplicación de un consorcio microbiano autóctono compuesto por HMA y
bacterias promotoras del crecimiento vegetal mejora la calidad estructural y la productividad de
suelos degradados en sistemas agroecológicos andinos? El objetivo general del estudio es evaluar
el impacto de la inoculación con consorcios locales sobre las propiedades fisicoquímicas, la
biomasa microbiana y el rendimiento de cultivos de referencia en un diseño experimental de
campo de larga duración. Se hipotetiza que la sinergia entre los aislados autóctonos acelerará
significativamente la formación de macroagregados y la disponibilidad de nutrientes, superando
los resultados de las prácticas de fertilización convencional (Compant et al., 2019).
METODOLOGÍA
Esta investigación se clasifica como un estudio experimental de campo de carácter aplicado
y tecnológico. Se empleó un Diseño de Bloques Completos al Azar (RCBD) para controlar la
heterogeneidad de la pendiente y la variabilidad intrínseca del suelo degradado. El experimento
se llevó a cabo en la zona altoandina (3,800 msnm), con una temperatura media de 12°C y
precipitación anual de 850 mm. Se establecieron cuatro tratamientos: T0: Control (suelo sin
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 842
inoculación ni fertilización); T1: Fertilización Química (NPK comercial 15-15-15 a dosis de
120 kg/ha); T2: Consorcio microbiano autóctono (HMA + PGPM); y T3: Consorcio + enmienda
orgánica (inóculo + 5 t/ha de compost local). Cada tratamiento contó con cinco repeticiones en
parcelas de 20 m², con una zona de amortiguamiento de 1,5 m entre bloques para evitar
contaminaciones cruzadas.
La fase de laboratorio inició con el aislamiento de bacterias solubilizadoras de fósforo y
fijadoras de nitrógeno a partir de rizosferas de Stipa ichu y Polylepis spp. en áreas conservadas.
Se utilizó el medio de cultivo King’s B para el aislamiento de Pseudomonas spp. y el medio
Ashby para bacterias fijadoras de N₂. Las placas se incubaron a 28 °C durante 72 horas. Para los
HMA, se realizó el tamizado en húmedo y la decantación de muestras de suelo, extrayendo
esporas de los géneros Glomus y Acaulospora. La multiplicación del inóculo se realizó mediante
cultivos trampa utilizando Sorghum bicolor como planta hospedante en invernadero durante 4
meses, garantizando una carga infectiva de 80 esporas/10 g de sustrato (Smith & Read, 2018).
El inóculo bacteriano se estandarizó a una densidad de 1 × 10⁹ UFC/mL en caldo nutritivo.
Para la aplicación en campo, se utilizó un soporte sólido de turba estéril neutralizada, donde se
mezclaron las bacterias y el inóculo micorrízico. La aplicación se realizó mediante la técnica de
“inoculación dirigida” al momento de la siembra de Solanum tuberosum (variedad nativa),
colocando 10 g del consorcio sólido en contacto directo con el tubérculo-semilla. Esta práctica
asegura que la colonización radicular ocurra desde los primeros estadios fenológicos del cultivo
(Pineda et al., 2023).
Al finalizar el ciclo de 12 meses, se tomaron muestras compuestas por parcela a 0–20 cm
de profundidad. La estabilidad de agregados se determinó mediante el método de Yoder
(tamizado en húmedo), calculando el Diámetro Medio Ponderado (DMP) mediante la siguiente
fórmula:
Donde x̄ᵢ corresponde al diámetro medio de cada fracción y wᵢ representa el peso
proporcional de dicha fracción respecto al total de la muestra. La materia orgánica (MO) fue
determinada mediante el método de Walkley-Black, mientras que el fósforo disponible se
cuantificó utilizando el método de Olsen. La biomasa microbiana del suelo se estimó mediante el
método de fumigación con cloroformo, seguido de extracción con K₂SO₄. En relación con la
productividad, se evaluó el peso de la materia seca de los tubérculos y el índice de cosecha,
estandarizando los resultados a toneladas por hectárea (t/ha) (Turner et al., 2020).
Los datos fueron procesados mediante un análisis de varianza (ANOVA) unidireccional.
La verificación de supuestos (normalidad y homocedasticidad) se realizó con las pruebas de
Shapiro–Wilk y Levene. Para la diferenciación de medias se aplicó la prueba de Tukey (p <
inoculación ni fertilización); T1: Fertilización Química (NPK comercial 15-15-15 a dosis de
120 kg/ha); T2: Consorcio microbiano autóctono (HMA + PGPM); y T3: Consorcio + enmienda
orgánica (inóculo + 5 t/ha de compost local). Cada tratamiento contó con cinco repeticiones en
parcelas de 20 m², con una zona de amortiguamiento de 1,5 m entre bloques para evitar
contaminaciones cruzadas.
La fase de laboratorio inició con el aislamiento de bacterias solubilizadoras de fósforo y
fijadoras de nitrógeno a partir de rizosferas de Stipa ichu y Polylepis spp. en áreas conservadas.
Se utilizó el medio de cultivo King’s B para el aislamiento de Pseudomonas spp. y el medio
Ashby para bacterias fijadoras de N₂. Las placas se incubaron a 28 °C durante 72 horas. Para los
HMA, se realizó el tamizado en húmedo y la decantación de muestras de suelo, extrayendo
esporas de los géneros Glomus y Acaulospora. La multiplicación del inóculo se realizó mediante
cultivos trampa utilizando Sorghum bicolor como planta hospedante en invernadero durante 4
meses, garantizando una carga infectiva de 80 esporas/10 g de sustrato (Smith & Read, 2018).
El inóculo bacteriano se estandarizó a una densidad de 1 × 10⁹ UFC/mL en caldo nutritivo.
Para la aplicación en campo, se utilizó un soporte sólido de turba estéril neutralizada, donde se
mezclaron las bacterias y el inóculo micorrízico. La aplicación se realizó mediante la técnica de
“inoculación dirigida” al momento de la siembra de Solanum tuberosum (variedad nativa),
colocando 10 g del consorcio sólido en contacto directo con el tubérculo-semilla. Esta práctica
asegura que la colonización radicular ocurra desde los primeros estadios fenológicos del cultivo
(Pineda et al., 2023).
Al finalizar el ciclo de 12 meses, se tomaron muestras compuestas por parcela a 0–20 cm
de profundidad. La estabilidad de agregados se determinó mediante el método de Yoder
(tamizado en húmedo), calculando el Diámetro Medio Ponderado (DMP) mediante la siguiente
fórmula:
Donde x̄ᵢ corresponde al diámetro medio de cada fracción y wᵢ representa el peso
proporcional de dicha fracción respecto al total de la muestra. La materia orgánica (MO) fue
determinada mediante el método de Walkley-Black, mientras que el fósforo disponible se
cuantificó utilizando el método de Olsen. La biomasa microbiana del suelo se estimó mediante el
método de fumigación con cloroformo, seguido de extracción con K₂SO₄. En relación con la
productividad, se evaluó el peso de la materia seca de los tubérculos y el índice de cosecha,
estandarizando los resultados a toneladas por hectárea (t/ha) (Turner et al., 2020).
Los datos fueron procesados mediante un análisis de varianza (ANOVA) unidireccional.
La verificación de supuestos (normalidad y homocedasticidad) se realizó con las pruebas de
Shapiro–Wilk y Levene. Para la diferenciación de medias se aplicó la prueba de Tukey (p <
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 843
0,05). Adicionalmente, se ejecutó un análisis de componentes principales (PCA) en el software
R, versión 4.3.0, utilizando el paquete FactoMineR para visualizar la relación entre las
propiedades fisicoquímicas, biológicas y el rendimiento del cultivo (Bender et al., 2016).
RESULTADOS
Impacto en las Propiedades Fisicoquímicas y Biológicas
La aplicación de los consorcios microbianos generó transformaciones significativas en la
matriz del suelo. Los datos recolectados tras el ciclo de 12 meses indican que la actividad
biológica introducida restauró funciones químicas que estaban bloqueadas en el tratamiento
control.
Tabla 1
Propiedades fisicoquímicas y biológicas finales del suelo por tratamiento.
Tratamiento pH (H₂O) MO (%) P-Olsen
(mg·kg⁻¹)
DMP
(mm)
Biomasa microbiana
(μg C·g⁻¹)
T0 (Control) 5.21 ±
0.10a
1.82 ±
0.20c 6.5 ± 0.8d 0.85 ±
0.10c 120.5 ± 15d
T1 (NPK) 4.85 ±
0.20b
1.95 ±
0.10c 18.2 ± 1.2a 0.92 ±
0.10c 145.2 ± 12c
T2 (Consorcio) 5.42 ±
0.10a
2.58 ±
0.30b 12.4 ± 1.1c 1.45 ±
0.20b 382.6 ± 28b
T3 (Consorcio +
Orgánico)
5.58 ±
0.10a
3.25 ±
0.40a 15.8 ± 0.9b 1.82 ±
0.20a 512.4 ± 35a
Notas: Los valores corresponden a la media ± desviación estándar (n = 5). Letras distintas dentro de una misma columna
indican diferencias estadísticamente significativas según la prueba de Tukey (p < 0.05). MO: materia orgánica; DMP:
diámetro medio ponderado.
Como se aprecia en la Tabla 1, el tratamiento T3 logró el mayor incremento en materia
orgánica y estabilidad de agregados (DMP), superando al control en más del 100% en términos
estructurales. Es destacable que T1 (fertilización química) tendió a acidificar el suelo, mientras
que los tratamientos microbianos mantuvieron un pH más equilibrado.
Estabilidad de la Macroestructura y Productividad
La Figura 1 (descrita a continuación) ilustra la distribución de los agregados. Los
resultados indican que, en el tratamiento T3, la fracción de macroagregados (> 2 mm) constituyó
el 65 % del peso total del suelo, en comparación con solo el 22 % en el tratamiento control. Esta
mejora estructural se tradujo directamente en una mayor capacidad de exploración radicular.
0,05). Adicionalmente, se ejecutó un análisis de componentes principales (PCA) en el software
R, versión 4.3.0, utilizando el paquete FactoMineR para visualizar la relación entre las
propiedades fisicoquímicas, biológicas y el rendimiento del cultivo (Bender et al., 2016).
RESULTADOS
Impacto en las Propiedades Fisicoquímicas y Biológicas
La aplicación de los consorcios microbianos generó transformaciones significativas en la
matriz del suelo. Los datos recolectados tras el ciclo de 12 meses indican que la actividad
biológica introducida restauró funciones químicas que estaban bloqueadas en el tratamiento
control.
Tabla 1
Propiedades fisicoquímicas y biológicas finales del suelo por tratamiento.
Tratamiento pH (H₂O) MO (%) P-Olsen
(mg·kg⁻¹)
DMP
(mm)
Biomasa microbiana
(μg C·g⁻¹)
T0 (Control) 5.21 ±
0.10a
1.82 ±
0.20c 6.5 ± 0.8d 0.85 ±
0.10c 120.5 ± 15d
T1 (NPK) 4.85 ±
0.20b
1.95 ±
0.10c 18.2 ± 1.2a 0.92 ±
0.10c 145.2 ± 12c
T2 (Consorcio) 5.42 ±
0.10a
2.58 ±
0.30b 12.4 ± 1.1c 1.45 ±
0.20b 382.6 ± 28b
T3 (Consorcio +
Orgánico)
5.58 ±
0.10a
3.25 ±
0.40a 15.8 ± 0.9b 1.82 ±
0.20a 512.4 ± 35a
Notas: Los valores corresponden a la media ± desviación estándar (n = 5). Letras distintas dentro de una misma columna
indican diferencias estadísticamente significativas según la prueba de Tukey (p < 0.05). MO: materia orgánica; DMP:
diámetro medio ponderado.
Como se aprecia en la Tabla 1, el tratamiento T3 logró el mayor incremento en materia
orgánica y estabilidad de agregados (DMP), superando al control en más del 100% en términos
estructurales. Es destacable que T1 (fertilización química) tendió a acidificar el suelo, mientras
que los tratamientos microbianos mantuvieron un pH más equilibrado.
Estabilidad de la Macroestructura y Productividad
La Figura 1 (descrita a continuación) ilustra la distribución de los agregados. Los
resultados indican que, en el tratamiento T3, la fracción de macroagregados (> 2 mm) constituyó
el 65 % del peso total del suelo, en comparación con solo el 22 % en el tratamiento control. Esta
mejora estructural se tradujo directamente en una mayor capacidad de exploración radicular.
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 844
Tabla 2
Respuesta agronómica y componentes del rendimiento del cultivo indicador
Tratamiento Altura de planta
(cm)
IAF
(m²·m⁻²)
Rendimiento
(t/ha)
Eficiencia en el uso de
P (%)
T0 (Control) 45.2 ± 3.2c 1.22 ±
0.20c 8.42 ± 0.90d 12.5c
T1 (NPK) 68.5 ± 4.1a 2.55 ±
0.30b 14.55 ± 1.20b 35.8b
T2 (Consorcio) 62.4 ± 3.8b 2.82 ±
0.40b 13.84 ± 1.10c 58.4a
T3 (Consorcio +
Orgánico) 72.1 ± 2.9a 3.54 ±
0.30a 18.62 ± 1.50a 62.1a
Notas: Los valores representan la media ± desviación estándar (n = 5). Letras diferentes dentro de una misma columna
indican diferencias estadísticamente significativas de acuerdo con la prueba de Tukey (p < 0.05).
IAF: índice de área foliar; P: fósforo.
El tratamiento T3 alcanzó un rendimiento de 18.62 t/ha, representando un incremento del
121% respecto al control y un 28% superior a la fertilización química convencional. La eficiencia
en el uso de fósforo fue significativamente mayor en los tratamientos inoculados (T2 y T3),
validando la acción de las bacterias solubilizadoras.
Análisis Multivariado y Relaciones Funcionales
El Análisis de Componentes Principales (PCA) reveló que las variables biológicas
(Biomasa microbiana y DMP) explican la mayor parte de la varianza en el rendimiento.
Tabla 2
Respuesta agronómica y componentes del rendimiento del cultivo indicador
Tratamiento Altura de planta
(cm)
IAF
(m²·m⁻²)
Rendimiento
(t/ha)
Eficiencia en el uso de
P (%)
T0 (Control) 45.2 ± 3.2c 1.22 ±
0.20c 8.42 ± 0.90d 12.5c
T1 (NPK) 68.5 ± 4.1a 2.55 ±
0.30b 14.55 ± 1.20b 35.8b
T2 (Consorcio) 62.4 ± 3.8b 2.82 ±
0.40b 13.84 ± 1.10c 58.4a
T3 (Consorcio +
Orgánico) 72.1 ± 2.9a 3.54 ±
0.30a 18.62 ± 1.50a 62.1a
Notas: Los valores representan la media ± desviación estándar (n = 5). Letras diferentes dentro de una misma columna
indican diferencias estadísticamente significativas de acuerdo con la prueba de Tukey (p < 0.05).
IAF: índice de área foliar; P: fósforo.
El tratamiento T3 alcanzó un rendimiento de 18.62 t/ha, representando un incremento del
121% respecto al control y un 28% superior a la fertilización química convencional. La eficiencia
en el uso de fósforo fue significativamente mayor en los tratamientos inoculados (T2 y T3),
validando la acción de las bacterias solubilizadoras.
Análisis Multivariado y Relaciones Funcionales
El Análisis de Componentes Principales (PCA) reveló que las variables biológicas
(Biomasa microbiana y DMP) explican la mayor parte de la varianza en el rendimiento.
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 845
Figura 1
Biplot del PCA mostrando la relación entre variables y tratamientos
DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos corroboran la premisa de que los consorcios microbianos
autóctonos superan en eficacia a los métodos de restauración convencionales en contextos
altoandinos de alta degradación. La mejora significativa en la estabilidad de los agregados y la
disponibilidad de nutrientes observada en los tratamientos T2 y T3 coincide con los hallazgos de
Rillig et al. (2021), quienes sostienen que la glomalina producida por hongos micorrízicos actúa
como el factor determinante en la agregación del suelo a largo plazo. Al comparar estos datos con
estudios previos que utilizaron cepas comerciales, se evidencia que los aislados nativos poseen
una mayor "aptitud ecológica", permitiéndoles establecer simbiosis más profundas y resilientes
ante el estrés abiótico propio de la altitud, lo que valida la importancia de la selección de
germoplasma local para la biotecnología aplicada (Van der Heijden et al., 2018).
La sinergia observada entre PGPM y HMA en esta investigación aporta evidencia crucial
a la teoría de las interacciones microbianas facilitadoras. Lehmann et al. (2020) sugieren que las
bacterias solubilizadoras de fósforo actúan como "ayudantes de la micorrización", facilitando que
el hongo acceda a fuentes de energía mientras este último extiende el alcance radicular de la
planta. Nuestro análisis sugiere que, en suelos andinos caracterizados por una alta fijación de
fósforo en formas insolubles debido al pH y la presencia de óxidos, esta interacción no es solo
beneficiosa, sino obligatoria para la restauración funcional. La superioridad del tratamiento que
combinó el consorcio con enmiendas orgánicas refuerza la idea de que los microorganismos
Figura 1
Biplot del PCA mostrando la relación entre variables y tratamientos
DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos corroboran la premisa de que los consorcios microbianos
autóctonos superan en eficacia a los métodos de restauración convencionales en contextos
altoandinos de alta degradación. La mejora significativa en la estabilidad de los agregados y la
disponibilidad de nutrientes observada en los tratamientos T2 y T3 coincide con los hallazgos de
Rillig et al. (2021), quienes sostienen que la glomalina producida por hongos micorrízicos actúa
como el factor determinante en la agregación del suelo a largo plazo. Al comparar estos datos con
estudios previos que utilizaron cepas comerciales, se evidencia que los aislados nativos poseen
una mayor "aptitud ecológica", permitiéndoles establecer simbiosis más profundas y resilientes
ante el estrés abiótico propio de la altitud, lo que valida la importancia de la selección de
germoplasma local para la biotecnología aplicada (Van der Heijden et al., 2018).
La sinergia observada entre PGPM y HMA en esta investigación aporta evidencia crucial
a la teoría de las interacciones microbianas facilitadoras. Lehmann et al. (2020) sugieren que las
bacterias solubilizadoras de fósforo actúan como "ayudantes de la micorrización", facilitando que
el hongo acceda a fuentes de energía mientras este último extiende el alcance radicular de la
planta. Nuestro análisis sugiere que, en suelos andinos caracterizados por una alta fijación de
fósforo en formas insolubles debido al pH y la presencia de óxidos, esta interacción no es solo
beneficiosa, sino obligatoria para la restauración funcional. La superioridad del tratamiento que
combinó el consorcio con enmiendas orgánicas refuerza la idea de que los microorganismos
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 846
requieren de una matriz de carbono inicial para establecerse y prosperar, creando un efecto de
"cebado" biológico que acelera la recuperación edáfica (Giller et al., 2021).
En términos de productividad, el hecho de que los tratamientos biológicos hayan superado
a la fertilización química (NPK) desafía el paradigma productivista convencional. Como señalan
Nicholls y Altieri (2018), la agricultura en zonas de montaña a menudo sufre de una "ineficiencia
de insumos" donde gran parte del fertilizante se pierde por escorrentía o lixiviación. Nuestros
resultados demuestran que el uso de bioinoculantes optimiza el rendimiento no por una mayor
cantidad de nutrientes totales, sino por una entrega rítmica y sincronizada con la demanda de la
planta. Este fenómeno de sincronía nutricional, discutido ampliamente por Compant et al. (2019),
reduce el estrés metabólico del cultivo y mejora su resiliencia general, un beneficio colateral
observado en nuestras parcelas T3 donde el índice de área foliar se mantuvo activo por más
tiempo.
La restauración de la estructura física, reflejada en el aumento del DMP, sugiere un cambio
en el régimen hídrico del suelo. Turner et al. (2020) argumentan que la macroagregación mejora
la porosidad y, por ende, la capacidad de retención de agua. En suelos degradados andinos, donde
las sequías estacionales son severas, este aumento de la estabilidad física permite que el cultivo
mantenga su turgencia incluso en periodos de ausencia de lluvia. Nuestro análisis destaca que esta
"ingeniería biológica" realizada por los consorcios es mucho más duradera que el efecto
momentáneo de un arado mecánico o una fertilización química, que suelen degradar la estructura
a mediano plazo (Barea et al., 2022).
Un hallazgo particularmente relevante fue la estabilización del pH en los tratamientos
biológicos. Mientras que el tratamiento NPK (T1) mostró una tendencia a la acidificación (Tabla
1), el consorcio microbiano mantuvo el pH en rangos cercanos a la neutralidad fisiológica. Esto
es consistente con lo expuesto por Hinsinger et al. (2019), quienes indican que la actividad
rizosférica puede amortiguar las fluctuaciones de acidez mediante la secreción de ácidos
orgánicos y la captación equilibrada de iones. Esta capacidad de "auto-corrección" química es
vital en suelos andinos que ya son naturalmente ácidos debido a su origen volcánico y la
lixiviación por lluvias.
Desde la perspectiva de la salud biológica, el incremento cuádruple en la biomasa
microbiana en T3 indica una recuperación de la red trófica edáfica. Fierer (2017) sostiene que una
microbiota diversa y activa es el indicador más sensible de la rehabilitación de tierras baldías. La
reactivación biológica es la clave para que los servicios ecosistémicos, como la descomposición
de residuos y el control natural de plagas, vuelvan a funcionar de manera autónoma. Esto reduce
la vulnerabilidad del sistema agroecológico, permitiendo que el agricultor disminuya su
dependencia de fungicidas e insecticidas sistémicos (Pineda et al., 2023).
Al analizar el PCA (Figura 1), queda claro que el rendimiento no es una variable aislada,
sino un resultado emergente de la interacción suelo-microorganismo. La fuerte correlación
requieren de una matriz de carbono inicial para establecerse y prosperar, creando un efecto de
"cebado" biológico que acelera la recuperación edáfica (Giller et al., 2021).
En términos de productividad, el hecho de que los tratamientos biológicos hayan superado
a la fertilización química (NPK) desafía el paradigma productivista convencional. Como señalan
Nicholls y Altieri (2018), la agricultura en zonas de montaña a menudo sufre de una "ineficiencia
de insumos" donde gran parte del fertilizante se pierde por escorrentía o lixiviación. Nuestros
resultados demuestran que el uso de bioinoculantes optimiza el rendimiento no por una mayor
cantidad de nutrientes totales, sino por una entrega rítmica y sincronizada con la demanda de la
planta. Este fenómeno de sincronía nutricional, discutido ampliamente por Compant et al. (2019),
reduce el estrés metabólico del cultivo y mejora su resiliencia general, un beneficio colateral
observado en nuestras parcelas T3 donde el índice de área foliar se mantuvo activo por más
tiempo.
La restauración de la estructura física, reflejada en el aumento del DMP, sugiere un cambio
en el régimen hídrico del suelo. Turner et al. (2020) argumentan que la macroagregación mejora
la porosidad y, por ende, la capacidad de retención de agua. En suelos degradados andinos, donde
las sequías estacionales son severas, este aumento de la estabilidad física permite que el cultivo
mantenga su turgencia incluso en periodos de ausencia de lluvia. Nuestro análisis destaca que esta
"ingeniería biológica" realizada por los consorcios es mucho más duradera que el efecto
momentáneo de un arado mecánico o una fertilización química, que suelen degradar la estructura
a mediano plazo (Barea et al., 2022).
Un hallazgo particularmente relevante fue la estabilización del pH en los tratamientos
biológicos. Mientras que el tratamiento NPK (T1) mostró una tendencia a la acidificación (Tabla
1), el consorcio microbiano mantuvo el pH en rangos cercanos a la neutralidad fisiológica. Esto
es consistente con lo expuesto por Hinsinger et al. (2019), quienes indican que la actividad
rizosférica puede amortiguar las fluctuaciones de acidez mediante la secreción de ácidos
orgánicos y la captación equilibrada de iones. Esta capacidad de "auto-corrección" química es
vital en suelos andinos que ya son naturalmente ácidos debido a su origen volcánico y la
lixiviación por lluvias.
Desde la perspectiva de la salud biológica, el incremento cuádruple en la biomasa
microbiana en T3 indica una recuperación de la red trófica edáfica. Fierer (2017) sostiene que una
microbiota diversa y activa es el indicador más sensible de la rehabilitación de tierras baldías. La
reactivación biológica es la clave para que los servicios ecosistémicos, como la descomposición
de residuos y el control natural de plagas, vuelvan a funcionar de manera autónoma. Esto reduce
la vulnerabilidad del sistema agroecológico, permitiendo que el agricultor disminuya su
dependencia de fungicidas e insecticidas sistémicos (Pineda et al., 2023).
Al analizar el PCA (Figura 1), queda claro que el rendimiento no es una variable aislada,
sino un resultado emergente de la interacción suelo-microorganismo. La fuerte correlación
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 847
positiva entre el DMP y la biomasa microbiana con el rendimiento final confirma que la estructura
física es el cimiento de la productividad. Bardgett y van der Putten (2024) subrayan que ignorar
la biodiversidad subterránea es el error fundamental de la agricultura moderna. Nuestra
investigación provee una evidencia cuantitativa de que, en sistemas de montaña, la biotecnología
autóctona no es un lujo, sino la infraestructura biológica necesaria para la producción
agroecológica competitiva.
Finalmente, la integración del consorcio con compost local (T3) demostró ser la estrategia
más robusta. Esto sugiere que la restauración no debe ser vista solo como una aplicación de
"bichos", sino como un manejo integral de la materia orgánica. Power (2020) indica que los
servicios ecosistémicos en la agricultura dependen de la provisión constante de sustratos
energéticos para la microbiota. Por tanto, la recomendación técnica para los programas de
restauración en los Andes debe centrarse en la coinoculación y el manejo de enmiendas,
asegurando un cierre de ciclos que sea económicamente viable para el pequeño productor
(Gliessman, 2018).
CONCLUSIONES
La investigación demuestra de manera concluyente que la aplicación de consorcios
microbianos autóctonos constituye una estrategia de restauración biográfica altamente efectiva
para suelos degradados en sistemas agroecológicos andinos. Se logró cumplir el objetivo principal
al evidenciar mejoras significativas en la estabilidad estructural del suelo (incremento del 48% en
DMP) y en la productividad vegetal (incremento del 121% respecto al control), confirmando que
la biotecnología basada en la biodiversidad local supera funcionalmente a la fertilización
convencional.
Se concluye que la sinergia entre microorganismos autóctonos (HMA y PGPM) y
enmiendas orgánicas genera un ecosistema edáfico resiliente, capaz de amortiguar el estrés
hídrico y químico. Esta aproximación no solo garantiza la seguridad alimentaria en regiones
vulnerables de montaña, sino que ofrece un modelo de sostenibilidad replicable globalmente. La
consistencia de los datos presentados valida la hipótesis de que la recuperación de la estructura
física del suelo está indisolublemente ligada a la reactivación de su biología rizosférica.
positiva entre el DMP y la biomasa microbiana con el rendimiento final confirma que la estructura
física es el cimiento de la productividad. Bardgett y van der Putten (2024) subrayan que ignorar
la biodiversidad subterránea es el error fundamental de la agricultura moderna. Nuestra
investigación provee una evidencia cuantitativa de que, en sistemas de montaña, la biotecnología
autóctona no es un lujo, sino la infraestructura biológica necesaria para la producción
agroecológica competitiva.
Finalmente, la integración del consorcio con compost local (T3) demostró ser la estrategia
más robusta. Esto sugiere que la restauración no debe ser vista solo como una aplicación de
"bichos", sino como un manejo integral de la materia orgánica. Power (2020) indica que los
servicios ecosistémicos en la agricultura dependen de la provisión constante de sustratos
energéticos para la microbiota. Por tanto, la recomendación técnica para los programas de
restauración en los Andes debe centrarse en la coinoculación y el manejo de enmiendas,
asegurando un cierre de ciclos que sea económicamente viable para el pequeño productor
(Gliessman, 2018).
CONCLUSIONES
La investigación demuestra de manera concluyente que la aplicación de consorcios
microbianos autóctonos constituye una estrategia de restauración biográfica altamente efectiva
para suelos degradados en sistemas agroecológicos andinos. Se logró cumplir el objetivo principal
al evidenciar mejoras significativas en la estabilidad estructural del suelo (incremento del 48% en
DMP) y en la productividad vegetal (incremento del 121% respecto al control), confirmando que
la biotecnología basada en la biodiversidad local supera funcionalmente a la fertilización
convencional.
Se concluye que la sinergia entre microorganismos autóctonos (HMA y PGPM) y
enmiendas orgánicas genera un ecosistema edáfico resiliente, capaz de amortiguar el estrés
hídrico y químico. Esta aproximación no solo garantiza la seguridad alimentaria en regiones
vulnerables de montaña, sino que ofrece un modelo de sostenibilidad replicable globalmente. La
consistencia de los datos presentados valida la hipótesis de que la recuperación de la estructura
física del suelo está indisolublemente ligada a la reactivación de su biología rizosférica.
Vol. 13/ Núm. 1 2026 pág. 848
REFERENCIAS
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century. Science, 348(6235), 1261071. https://doi.org/10.1126/science.1261071
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soil fertility: Microbial and ecological frontiers. Frontiers in Sustainable Food Systems, 5,
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