El suelo como un lugar de encuentro entre la planta y los microorganismos

Descripción de la tecnología:

El suelo como un lugar de encuentro entre la planta  y los microorganismos
Aunque la actividad de los distintos microorganismos del suelo puede ser múltiple y variada y la capacidad de estos para inducir el crecimiento celular puede ser muy impor­tante, existen dos tipos de asociaciones simbióticas esenciales e imprescindibles para el desarrollo de unos cultivos sanos y equilibrados, la de la raíces con la bacterias del genero Rhizobium y la de las raíces con los hongos micorricicos.

El encuentro entre la raíz y las bacterias para captar Nitrógeno
La colaboración biológica para captar Nitrógeno es llevada a cabo por la raíz con tres tipos de organismos: las bacterias, los actinomicetos y las cianobacterias. Estos tres grupos de organismos pueden realizar esta fijación en estado libre en el suelo, aunque en este estado la tasa de fijación es baja y puede suponer entre 10 y 20 kilos de nitrógeno fijado por hectárea y año. Esta cuantía es suficiente para un bosque pero insuficiente para el desarrollo de los cultivos, por eso, estos microorganismos han desarrollado métodos muy eficaces para fijar el nitrógeno mediante las simbiosis con otros organismos. En efecto, para captar nitrógeno los microorganismos requieren mucha energía, por lo que su estrategia es asociarse con plantas verdes que se la proporcionen. Estas, les mandaran a través de sus raíces, energía en forma de azucares, y las bacterias bien nutridas po­drán fijar más moléculas de nitrógeno. En el caso de simbiosis de las bacterias llamadas Rhizobium, se fijan entre 80 y 400 kilos de nitrógeno por hectárea y año y la asociación se produce con plantas leguminosas.
En el caso de los actinomicetos, la simbiosis se realiza con los árboles, por ejemplo el olmo o el madroño y la “producción” en nitrógeno de estas asociaciones se cifra en 60-80 kg/ha y año.
Las cianobacterias se asociarán con las algas, y en los cultivos de arroz pueden fijar unos 200 Kg/ha y año de nitrógeno. Esta estrategia permite altas producciones de arroz a los países asiáticos que llegan a cosechar más de 120 quintales de arroz por hectárea y año.
Hemos visto que la asociación simbiótica entre dos organismos está basada en un intercambio equilibrado de metabolitos, pero este intercambio puede ser desajustado por innumerables circunstancias bióticas y abióticas. Entre estas últimas podemos encontrar el aire contaminado, la presencia en el suelo de metales pesados o fungicidas, la ausencia de materia orgánica, etc. Una alteración en el transporte de metabolitos de la parte aérea a las raíces afectara en consecuencia tanto a los Rhizobium inductores de nódulos en las leguminosas, como a los hongos asociados en la rizosfera, incluyendo las micorrizas.
La reducción de la asimilación de N puede tener evidentemente consecuencias negati­vas para ambos, pero también para el agro-sistema, en el sentido, de que los cultivos que se desarrollen con posterioridad van a encontrar un suelo mermado en sus contenidos de compuestos nitrogenados, básicos para su desarrollo, por lo que habrá que suplementar las aportaciones de N.

El Nitrógeno en el origen de muchos desequilibrios
Cuando se aportan más de 100 kilos de nitrógeno por hectárea, se está abriendo una vía que la natu­raleza no había previsto y que es la vía de la lixiviación, es decir que vamos a hacer que se viertan los nitratos en las capas freáticas, contaminándolas.

En general en los suelos la regla habitual en los ciclos bioquímicos de los distintos elementos es que cuando un elemento es escaso entrará a formar parte en los procesos por vías biológicas, es decir que la naturaleza no dejará escaparse este elemento pero si un elemento es muy abundante, entrará en la vía de las reacciones físicas, y la naturaleza lo dejará escaparse por lavado. Por ejemplo, si tomamos el calcio, en los suelos calizos hay mucho calcio, el agua de las capas freáticas de los terrenos calizos está repleta de calcio, al contrario si estamos en suelos graníticos, veremos que no hay ni un gramo de calcio en la capa freática, sin embargo en esos suelos graníticos crece el roble, que es el árbol más rico en contenido de calcio de nuestra flora. Aquí la biología actúa: el roble no dejará escapar ni un átomo de calcio en el suelo, absorberá todo el que encuentre, lo trasladará a sus hojas, por esto, en un terreno granítico tenemos mayores contenidos de calcio en superficie (formada por las hojas ricas en calcio) que en profundidad. El roble realiza pues un reciclado biológico del calcio.

Cuando se aporta N en forma de nitratos estos suelen ser lavados y alcanzan las capas freáticas donde provocan importantes problemas para el consumo de esa agua. La Organización Mundial de la Salud limita el uso de las aguas con contenidos superiores a 50 mg/litro por el riesgo de que reacciones en el organismo humano formen nitrosaminas, que son sustancias altamente cancerígenas. Al aportar dosis excesivas de nitrógeno al suelo también alteramos la vida de las bacterias que al tener demasiado nitrógeno a su disposición se vuelven “perezosas”, favoreciendo que en forma de gas se escape a la atmosfera importantes cantidades de N que se combinará con el ozono y con el agua para formar ácido nítrico que con las lluvias vuelve al suelo. Por eso, cuando utilizamos los nitratos en exceso, generamos dos vías que la naturaleza no tenía previstas: la lixiviación con posterior contaminación de las capas freáticas y también la aparición de lluvias ácidas.

Otro problema ligado a la utilización de nitrógeno químico fácilmente asimilable por las plantas, es la ca­pacidad que tienen los nitratos para predisponer a la planta a desarrollar enfermedades fúngicas, debido a la capacidad que tienen para provocar en las plantas brotaciones y tejidos más tiernos, al acumular mayor cantidad de agua. Estos tejidos con mayor cantidad de agua se convierte en tejidos más factibles para la colonización y desarrollo de hongos, bacterias y virus. También se ha demostrado que muchos in­sectos alimentados de plantas con altas dosis de Nitrógeno aumentan su capacidad de reproducción y en consecuencia aumenta su potencial de provocar daños a los cultivos. Por lo tanto para no utilizar abonos químicos nitrogenados en agricultura, es imprescindible que desarrollemos la fijación biológica mediante el cultivo de leguminosas y alcanzando un buen nivel de materia orgánica en el suelo.

La utilización de leguminosas como abonos verdes, la presencia de micorrizas en el suelo y mantener un alto potencia biótico en el mismo mediante las aportaciones de materia orgánicas regularmente se convierten así en algo esencia e imprescindible. Esta materia orgánica que utilicemos debe de estar bien madura, para garantizar que las liberación del Nitrógeno sea lenta y contribuya de forma estable al equilibrio y la salud de la planta.

Un encuentro de la planta y los hongos. Las micorrizas
Uno de los factores que se consideran fundamentales para mantener la “calidad del suelo” es la presencia de poblaciones de microorganismos promotores de la salud. Entre estos, las micorrizas ocupan una posición de privilegio, ya que su nicho ecológico es la raíz de la planta, y desde allí coordinan las reacciones de las demás comunidades de microor­ganismos rizosféricos.
La importancia de los hongos formadores de micorrizas sobre la calidad del suelo pue­de ser entendida mediante tres enfoques diferentes: la influencia de las micorrizas sobre la fisiología de la planta, las interacciones ecológicas de estas con otros microorganismos en el suelo y la acción de las micorrizas de ingeniería del suelo.
▪ Las micorrizas y la fisiología de la planta
Este aspecto es quizás el que más estudiadoya que pone de manifiesto los efectos de las micorrizas sobre la nutrición de las plantas, y su papel optimizando la absorción de ma­cro y micronutrientes. (Barea 1982). Efectivamente, las micorrizas mejoran la captación de nutrientes tanto en elementos de baja movilidad como el P, Zn y Cu como en otros de gran movilidad como el Ca, K, Mg, Cl, B y N. La estimulación de la captación de nutrientes y la subsiguiente traslocación de estos a la parte aérea, ocasiona que se transfieran a la raíz relativamente menos productos de la fotosíntesis por lo que una mayor proporción de estos puede serretenida en la parte aérea, para su utilización en la producción de materia verde. Además las micorrizas incrementan las relaciones agua-planta a través de algunos mecanismos que contribuyen a mejorar la resistencia a la sequía.
▪ Las micorrizas como protectoras frente a patógenos del suelo
Sobre este aspecto, hay muchas evidencias de la protección que proporcionan a la planta la presencia de micorrizas frente a patógenos de raíz tales como hongos o nema­todos (Jaizme-Vega, 2006). Por otro lado, las micorrizas pueden interactuar con microor­ganismos benéficos, tales como bacterias solubilizadoras de fósforo (PSBs) o promotoras del crecimiento (PGPBs) con los correspondientes efectos benéficos sobre el ciclado de nutrientes y la nutrición de las plantas
▪ La ingeniería de las micorrizas como estructuradoras del suelo
Otro acción importante de las micorrizas, si las miramos a nivel de ecosistema, es su acción favorecedora sobre la agregación de los suelos en los cuales la materia orgánica es el principal agente aglutinante.
Los agregados tienen además una importante función para el almacenamiento de car­bono ya que proporcionan una protección física de este dentro de los agregados. La mate­ria orgánica del suelo es de primordial importancia para determinar numerosos aspectos de la calidad del suelo, incluyendo la capacidad de almacenar nutriente y la capacidad de retención de agua.
Las prácticas agrícolas de los sistemas agrícolas intensivos modernos han provocado la reducción de las micorrizas en los suelos. Entre los retos a superar para la instalación y el funcionamiento de las micorrizas en sistemas de producción convencionales se incluye el laboreo profundo, la aplicación de biocidas, la fertilización especialmente con cantidades excesivas de Fósforo y la selección genotípica del hospedador (en general en la medida que una variedad ha sido sometida a procesos de selección y mejora más intensos, los hongos micorricicos tienen más dificultades para reconocer a la raíz y el proceso de mico­rrización se hace más difícil y menos intenso). Las micorrizas tienen un papel indiscutible que no puede ser sustituido, que es la provisión de agregados estables de suelo