¿Pueden los bioestimulantes vegetales mejorar la actividad microbiana del suelo?
El problema de los fertilizantes - Parte 5
Existen varias estrategias en las que los bioestimulantes pueden ayudar a resolver el problema de los fertilizantes.
En nuestros artículos anteriores explicábamos el problema de los fertilizantes al que nos enfrentamos en todo el mundo y explicábamos el ciclo del nitrógeno. Presentamos la necesidad de los bioestimulantes para que las plantas aprovechen mejor los nutrientes de que disponen, lo que permite a los productores utilizar menos fertilizantes, el efecto de los bioestimulantes en las raíces de las plantas y cómo pueden reducir las necesidades de nitrógeno.
¿Qué otras estrategias demuestran que los bioestimulantes pueden marcar la diferencia?
El siguiente artículo analiza el efecto de los bioestimulantes en la actividad microbiana del suelo.
Mejora de la actividad microbiana del suelo, lo que se traduce en una mayor disponibilidad de nutrientes.
Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) o los hongos promotores del crecimiento vegetal como los hongos micorrícicos arbusculares (AMF) y Trichoderma spp. pueden inducir el crecimiento de las plantas mejorando la disponibilidad de nutrientes como el N, el P y el Fe. En la actualidad se utilizan en todo el mundo diversos simbiontes, como Azorhizobium, Allorhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Rhizobium y Sinorhizobium, y bacterias no simbióticas fijadoras de nitrógeno, como Azospirillum, Azotobacter, Bacillus y Klebsiella sp., para mejorar la disponibilidad de distintos nutrientes, como el N, el P y los micronutrientes, aumentando así la productividad de las plantas tanto en sistemas de cultivo convencionales como ecológicos.
Al igual que con el nitrógeno, varias PGPR pueden mejorar la solubilidad de los fosfatos, lo que resulta en una mayor disponibilidad de fosfato en el suelo que puede ser asimilado por la planta (Canbolat et al., 2006; Liao et al., 2008). Diferentes cepas bacterianas/hongos pertenecientes a los géneros Aspergillus, Bacillus, Flavobacterium, Micrococcus y Pseudomonas han sido reportadas como activas en la solubilización de compuestos de fosfato inorgánico (i.e., fosfato dicálcico y tricálcico y fosfato de roca).
Además del P, algunas cepas de PGPR, como Bacillus. mucilaginosus y B. megaterium, fueron capaces de mejorar la disponibilidad de K y también de liberar K de sus formas inmóviles en el suelo (Han y Lee, 2005). Además, a través de la producción de sideróforos, PGPR, así como Trichoderma atroviride, pueden mejorar la solubilidad del hierro y por lo tanto la absorción y translocación por la planta (Lugtenberg y Kamilova, 2009; Colla et al., 2015).
Simbiosis micorrícicas y simbiontes bacterianos:
La mayoría de las especies de plantas terrestres forman micorrizas arbusculares (MA) que desempeñan un papel importante en la nutrición de las plantas al proporcionar acceso a nutrientes derivados del suelo de fuentes no necesariamente accesibles a las raíces (Smith y Read 1997).
Las asociaciones de hongos MA son importantes en la nutrición de fósforo de una amplia gama de plantas (Smith & Read, 1997). Una gran proporción de las necesidades de nitrógeno de las plantas en ambientes con bajo contenido de nitrógeno también puede ser absorbido como NH4 + a través de la micorriza (George et al. 1995). También hay pruebas que sugieren que las asociaciones de micorrizas arbusculares en trigo y zanahoria pueden aumentar la absorción de nitrógeno orgánico (glicina y glutamato) (Hawkins et al., 2000). Sin embargo, para ambos escenarios, la contribución neta global al presupuesto de N de la planta es probablemente menor en un suelo agrícola rico en N.
Aunque normalmente se consideran importantes para la absorción de P, los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) también pueden aumentar la absorción de otros nutrientes como Zn, NH4 , NO3 , Cu, K y otros. Tales mejoras en la nutrición de las plantas son de particular importancia en suelos con bajo nivel de nutrientes (Hetrick 1991; Menge 1983), y donde la distribución de los nutrientes del suelo es heterogénea (Cavagnaro et al. 2005; Hetrick 1991). Los MA son especialmente importantes con respecto a la absorción de nutrientes relativamente inmóviles (por ejemplo, P, Zn, NH4 , etc.) que forman zonas de agotamiento alrededor de las raíces (Tinker y Nye 2000). Las mejoras en la nutrición de las plantas colonizadas por hongos AM (AMF) pueden atribuirse a la absorción de nutrientes a través de la vía micorrícica, y/o a efectos indirectos provocados por cambios morfológicos y fisiológicos en las raíces debido a la colonización por AMF. Los HMA también pueden influir en la disponibilidad de nutrientes a través de sus efectos sobre las propiedades fisicoquímicas del suelo (por ejemplo, pH; Li y Christie 2001) y las comunidades microbianas. El beneficio más ampliamente estudiado de la formación de HMA para las plantas es la mejora en la adquisición de nutrientes minerales, particularmente P (Smith y Read 1997). Mientras que grandes cantidades (hasta el 100%) del P de las plantas puede ser suministrado a través de la vía micorrícica (Smith et al. 2004), los HMA también juegan un papel importante en la absorción de otros nutrientes. Se ha demostrado que hasta el 60% del Cu de una planta, el 25% del N, el 25% del Zn y el 10% del K pueden ser aportados por las hifas externas de los HMA (Marschner y Dell 1994). Sin embargo, nuestro conocimiento de los mecanismos subyacentes a la absorción de estos nutrientes, y su suministro a las plantas por los HMA, va por detrás del del P. Esto representa un vacío de conocimiento significativo y cada vez más reconocido.
La acción bioestimulante de dos cepas de Trichoderma(T. virens GV41 o T. harzianum T22), bajo niveles subóptimos, óptimos y supraóptimos de N en dos hortalizas de hoja: lechuga y rúcula fue investigada por Fiorentino et al. quienes reportaron que T. virens GV41 mejoró la Eficiencia de Uso de Nitrógeno (NUE) de la lechuga y favoreció la absorción del N presente en el suelo de ambas hortalizas de hoja. El efecto beneficioso de los bioestimulantes de base microbiana dependió de la especie, registrándose efectos más pronunciados en la lechuga. Los resultados también demostraron que la inoculación de Trichoderma moduló fuertemente la composición de las poblaciones eucariotas en la rizosfera, ejerciendo efectos diferentes con un tratamiento de N subóptimo en comparación con los tratamientos fertilizados con N. Además de los hongos beneficiosos, los inoculantes bacterianos también podrían mejorar la disponibilidad de nutrientes y su utilización por las plantas. El uso de inoculantes microbianos múltiples (bacterias + hongos) que contienen Agrobacterium, Azotobacter, Azospirillum, Bacillus, Pseudomonas, Streptomyces, Trichoderma y R. irregularis resultó eficaz para la producción de trigo en comparación con el uso de fertilizantes minerales y químicos comerciales aplicados al nivel recomendado para su uso en la explotación en el suroeste de Australia en suelos moderadamente deficientes en N y P.
La solubilización del zinc por PGPR es un enfoque relativamente nuevo. Un grupo de investigación de Pakistán examinó rizobacterias solubilizadoras de zinc aisladas de trigo y caña de azúcar y analizó sus efectos en el trigo (Kamran et al.). Los autores informaron del potencial de Pantoea, Enterobacter cloacae y, especialmente, Pseudomonas fragi para ser utilizadas como bioestimulantes de base microbiana para superar la deficiencia de zinc en un escenario de bajos insumos.
Absorción de micronutrientes: Los aminoácidos pueden quelar metales como Fe, Zn, Mn, Cu, haciéndolos más fácilmente absorbibles a través de las raíces y las hojas mediante transportadores específicos, como el transportador de lisina histidina 1 (LHT1), la aminoácido permeasa 1 (AAP1) y AAP5 (Ghasemi et al., 2012; Jie et al., 2008). En la naturaleza, las plantas a menudo secretan aminoácidos específicos no proteicos conocidos como fitosideróforos desde sus raíces al suelo para mejorar la disponibilidad de micronutrientes (Dakora y Phillips, 2002; Kinnersley, 1993). Por esta razón, muchas pulverizaciones foliares de micronutrientes (por ejemplo, Koksal et al., 1999; Rodríguez-Lucena et al., 2010) y soluciones hidropónicas (por ejemplo, Ghasemi et al., 2012) contienen mezclas de aminoácidos.
