Los microsimbiontes de raíz, una alternativa para la producción sostenible de leguminosas de la canasta básica
Aguirre Flores Alejandro Alfredo1; Gallardo Espín Andrea Patricia1; Jácome Carvajal Luis Felipe1; Gonza Brucil Armando Alexander1 & Mejía Gaona Anahí Maylin1.
[1] Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Agrícolas, Carrera de Agronomía. Cátedra de Agroforestería.
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Los microorganismos del suelo se consideran como uno de los factores más importantes en la sostenibilidad agrícola ya que influyen en la biodisponibilidad de nutrientes. La alternativa para remplazar el uso de fertilizantes químicos es la aplicación de biofertilizantes como sucede con las bacterias nodulíferas fijadoras de nitrógeno (BNFN) en el cultivo de leguminosas. La interacción benéfica de algunos microorganismos, a través de la fijación biológica de nitrógeno (FBN), la solubilización de compuestos fosfatados y promotores de crecimiento, permite la mejora de los indicadores morfológicos de las plantas y en consecuencia un impacto positivo en el rendimiento de los cultivos leguminosos de la canasta básica. La interacción entre microorganismos del suelo y especies vegetales es una actividad bastante común en la naturaleza y que ayuda a las plantas leguminosas y no leguminosas a ser resilientes.
La deficiencia de N en los suelos es un factor limitante en los agroecosistemas que normalmente se suple mediante la adición de fertilizantes nitrogenados sintéticos. Las BNFN cumplen un rol fundamental en el ciclo de este elemento fijándolo de su forma gaseosa atmosférica en formas orgánicas biodisponibles en los suelos. El efecto de las BNFN en la promoción del desarrollo vegetal y el aumento en la producción han sido ampliamente descritos (Cáceres et al., 2021; Giller & Cadisch, 1995; Herridge, 2008), por ejemplo, la FBN contribuye al aumento significativo del número de vainas en las plantas de soya (Glycine max L. Merrill) inoculadas con Bradyrhizobium japonicum (Mahmud et al., 2020), de manera análoga, los beneficios en el cultivo de frijol fueron verificados por González et al. (2012) quienes reportan un incremento en el rendimiento con 1,34 t.ha-1 más que las plantas sin inoculación con Rhizobium spp., datos que coinciden con los reportados por Cáceres et al. (2021) en el cultivo de vainita, una variedad mejorada de frijol rica en fibra y proteína. Los beneficios de esta asociación simbiótica entre bacterias y leguminosas no solo presentan un efecto local, sino que puede extenderse a otras especies vegetales gracias al proceso de rizodeposición de N que permite que otras especies vegetales puedan fácilmente absorber este macronutriente.
En el Ecuador, un 30 % de los suelos son andisoles, suelos de origen volcánico, relativamente jóvenes y cuya principal característica es que son suelos deficientes en fósforo (P) biodisponible, debido a su capacidad de inmovilizarlo. Una de las alternativas al uso de fertilizantes fosfatados sintéticos, es liberar biológicamente P fijado en el suelo mediante el uso de microorganismos solubilizadores. Existen diversos hongos, bacterias y actinomicetos capaces de liberar el P inmóvil del suelo y hacerlo biodisponible (Paucar et al., 2015), por ejemplo, los géneros bacterianos Bradyrhizobium, Mesorhizobium y Sinorhizobium además de ser microsimbiontes que nodulan leguminosas para fijar N, también contribuyen con la solubilización de P (Beltrán, 2014; Fernández et al., 2005); en el norte de Bengala en la India, Chakraborty et al. (2010) evaluaron la capacidad de promover el crecimiento vegetal en plántulas de soya por parte de algunos hongos solubilizadores de fosfato aislados de suelos agrícolas, bosques y cuencas de ríos, y determinaron que todos los aislamientos promovieron el crecimiento, siendo el más efectivo Aspergillus niger, en este estudio el contenido de P en el suelo disminuyó por la actividad de esos microorganismos mientras que la concentración de P en las raíces mostró un incremento significativo. El uso de microorganismos solubilizadores de P es una alternativa a la fertilización convencional, su aplicación como inoculantes a las semillas o al suelo, tiene un efecto positivo sobre la biodisponibilidad de P para los cultivos leguminosos y no leguminosos como cereales y hortalizas.
El uso indiscriminado de agroquímicos para aumentar la productividad de los cultivos, es una práctica no amigable con el ambiente y poco sustentable a largo plazo. Como estrategia para desplazar el uso de químicos agrícolas, se aplica la bioinoculación de microorganismos promotores de crecimiento vegetal. Por ejemplo, González & Fuentes (2017) evaluaron el efecto promotor del crecimiento vegetal de cinco cepas de microorganismos sobre seis especies de plantas donde se seleccionó el hongo (Trichoderma harzianum) y un grupo de bacterias (Enterobacter aerogenes, Azotobacter sp., Bacillus mycoides y Microbacterium sp.) y se evaluó sus efectos sobre la germinación, crecimiento y asimilación de plantas de yuca (Manihot esculenta), arroz (Oryza sativa), girasol (Helianthus annuus), arveja (Pisum sativum), lechuga (Lactuca sativa) y papaya (Carica papaya), en el caso de la arveja, una leguminosa de canasta básica, se determinó que Microbacterium sp., B. mycoides y E. aerogenes favorecieron su crecimiento, desarrollo y rendimiento. La alternativa más amigable con el medioambiente en cuanto al uso de agroquímicos promotores del crecimiento vegetal es el uso microoganismos capaces de cumplir la misma función además de potenciar el crecimiento de raíces, fortalecer mecanismos naturales de reacción a enfermedades e insectos y aumentar la producción.
En la agricultura, los microorganismos benéficos del suelo son bacterias y hongos capaces de mejorar los rendimientos de los cultivos y los indicadores de la salud del suelo de manera simultánea mediante mecanismos de fijación de N y P en formas biodisponibles, además de la promoción del crecimiento y desarrollo vegetal sin crear afectaciones en el agroecosistema. La microsimbiosis rizobios-leguminosa no solo presenta un efecto localizado de fijación de N en la rizósfera, si no que además permite beneficiar a otras especies mediante prácticas como la rotación y asociación de cultivos, de forma complementaria, los solubilizadores de fosfatos son una alternativa a la fertilización química, su aplicación en el suelo o por inoculación de semillas tiene un efecto positivo en la biodisponibilidad de este elemento además, el uso de microorganimos promotores del crecimiento es una alternativa sustentable para la producción de altos rendimientos de cultivos de leguminosas de canasta básica en Ecuador y el mundo. Es recomendable, se realicen más estudios que permitan definir el beneficio de los microsimbiontes de raíz en otros parámetros como calidad nutrimental de los productos leguminosos mediante análisis proximales, mineralógicos y de vitaminas que permitan establecer si existen diferencias entre sistemas de producción alternativos y convencionales, así como también estudios que permitan determinar el costo beneficio del uso de estos microorganimos en los sistemas agroproductivos con el objetivo de contribuir con la seguridad alimentaria de los pueblos.
Referencias
Beltrán, M. (2014). La solubilización de fosfatos como estrategia microbiana para promover el crecimiento vegetal. Corpoica Cienc. Tecnol. Agropecu, 15(1), 101–113. http://www.scielo.org.co/pdf/ccta/v15n1/v15n1a09.pdf
Cáceres, E., Castro, R., Colinas, M., Juárez, M., Almaraz, J., Ramírez, L., Aguirre, A., Montoya, C., & Montes, O. (2021). Edaphic source and tillage systems on yield and nutritional quality of green bean in Ecuadorian volcanic soils. Bioscience Research, 18(4), 3132–3142. https://www.isisn.org/BR18(4)2021/3132-3142-18(4)2021BR21-442.pdf
Chakraborty, B. N., Chakraborty, U., Saha, A., Sunar, K., & Dey, P. L. (2010). Evaluation of Phosphate Solubilizers from Soils of North Bengal and Their Diversity Analysis. World Journal of Agricultural Sciences, 6(2), 195–200. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.415.227&rep=rep1&type=pdf
Fernández, L., Zalba, P., & Gómez, M. (2005). Bacterias solubilizadoras de fosfato inorgánico aisladas de suelos de la región Sojera. CI. Suelo (Argentina), 23(1), 31–37. http://www.scielo.org.ar/pdf/cds/v23n1/v23n1a04.pdf
Giller, K. E., & Cadisch, G. (1995). Future benefits from biological nitrogen fixation: An ecological approach to agriculture. Plant and Soil, 174, 255–277.
González, H., & Fuentes, N. (2017). Mecanismo de acción de cinco microorganismos promotores de crecimiento vegetal . Revista de Ciencias Agrícolas, 34(1), 17–31. https://doi.org/10.22267/rcia.173401.60
González, R., Núñez, D., & Díaz, R. (2012). Efecto de la aplicación de Rhizobium y Mycorriza en el crecimiento del frijol (Phaseolus vulgaris L) variedad CC-25-9 negro. Centro Agrícola, 39(4), 17–20. https://biblat.unam.mx/hevila/Centroagricola/2012/vol39/no4/3.pdf
Herridge, D. F. (2008). Chapter 4: Inoculation Technology for Legumes. In M.J. Dilworth et al. (Ed.), Nitrogen-fixing Leguminous Symbioses (pp. 77–115). Springer Science+Business Media B.V,.
Mahmud, K., Makaju, S., Ibrahim, R., & Missaoui, A. (2020). Current Progress in Nitrogen Fixing Plants and Microbiome Research. Plants, 9(1), 1–17. https://doi.org/10.3390/plants9010097
Paucar, B., Carpio, M., Alvarado, S., Valverde, F., & Parra, R. (2015, May 20). Análisis de solubilizadores de fósforo en los suelos andisoles de Sierra Norte y Centro de Ecuador. Simposio “El Suelo y La Nutrición de Cultivos En El Ecuador.” https://repositorio.iniap.gob.ec/bitstream/41000/2501/1/iniapsc345an.pdf
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