LAS MICORRIZAS Y SU RELACION CON LAS PLANTAS Y BACTERIAS
Hace mas de 450 millones de años las plantas se asociaron a los hongos filamentosos y esta relación se ha mantenido hasta nuestros días. Las micorrizas se definen como la interacción entre un hongo y una planta en la que ambos organismos se ven beneficiados: el hongo incrementa la toma de nutrientes mientras que la planta cede los carbohidratos necesarios para el ciclo vital del hongo.
https://es.wikipedia.org/wiki/Micorriza_arbuscular#/media/Archivo:Arbuscular_mycorrhiza_microscope.jpg
Las micorrizas están ampliamente distribuidas de forma que están presentes en mas de un 80% de las plantas. Adicionalmente se han clasificado más de 6000 especies de hongos capaces de micorrizar.
Se conocen varios tipos de micorrizas (ectomicorrizas, endomicorrizas y ectoendomicorrizas), siendo las endomicorrizas arbusculares las mas extendidas y las estudiadas. En este tipo de micorrizas, las hifas del hongo penetran en las células de la raíz estableciendo una simbiosis intracelular y formando una estructura característica denominada arbusculos.
Como se ha comentado en anteriores artículos (https://infallible-galois.82-223-12-66.plesk.page/simbiosis-con-hongos-micorrizicos/) los beneficios para las plantas se derivan en su mayoría (aunque no exclusivamente) del incremento en la extensión de la superficie de absorción gracias a las hifas del hongo y son:
- Incremento del crecimiento y nutrición mediante el incremento en la toma de nitrógeno, fósforo y otros nutrientes
- Incremento de la toma y retención de agua, especialmente en épocas de sequía
- Incremento en la tolerancia de otros estreses abióticos como la salinidad o la contaminación con metales pesados
- Incremento en la tolerancia a estrés biótico y bioprotección frente a patógenos
- Mejora de la calidad del suelo
- Incremento del vigor y el rendimiento de las plantas
Kuila & Gosh, 2022
Sin embargo, no hay que perder de vista el medio en el que se desarrollan estas interacciones: la rizosfera. En condiciones naturales, existen bacterias asociadas al hongo micorrizico que colonizan su superficie y que en incluso en algunos taxones son capaces de vivir en su citoplasma como endobacterias. Existe una amplísima variedad de bacterias identificadas asociadas a micorrizas pero parece existir una predominancia por especies de los géneros Pseudomonas, Burkholderia y Bacillus si bien estas comunidades dependen tanto del hongo (principalmente) como de la planta.
Bonfante & Anca, 2009
Las interacciones entre el hongo micorrizico y las bacterias implican que (como en el caso de las plantas) ambas deben obtener un beneficio. Algunas de estas especies son responsables de multiples efectos beneficiosos y tienen influencia tanto en las plantas como en el hongo micorrizico. Se han observado casos en los que el hongo micorrizico es capaz de sobrevivir sin la planta, en presencia de la bacteria.
Por último cabe destacar que en el interior de algunos hongos micorrícicos se han detectado mediante microscopía, estructuras con cierto parecido a bacterias y que no pueden ser cultivadas fuera del hongo. Estos objetos similares a bacterias (o BLOs) podrían tener gran importancia evolutiva, pero su función no está muy clara todavía.
Desde Arvensis Agro os animamos a que potenciéis vuestros cultivos mediante el uso de las micorrizas presentes en RHIZAS, y las PGPRs contenidas en FERTTYBYO.
C.Cívicos
BIBLIOGRAFIA Y LECTURA RECOMENDADA
“Plants, mycorrhizal fungi and bacteria: A network of interactions” (Bonfante & Anca, 2009) “Towards an integrated mycorrhizal technology: Harnessing mycorrhiza for sustainable intensification in agriculture” (Rillig et al., 2016) "Arbuscular mycorrhizal fungi as natural biofertilizers: Let´s benefit from past successes” (Berruti et al., 2016) “Mycorrhizzas in agroecosystems” (Pagano et al., 2016)
Más artículos de Arvensis:
Pasado y presente: Tradiciones agrícolas que nos unen
Desde hace muchos años las creencias y tradiciones de las comunidades y distintas regiones repartidas alrededor de todo el mundo han influido en mayor o menor grado sobre las prácticas y labores agrícolas. Tanto es así que incluso en la actualidad todavía se siguen teniendo en cuenta y llevando a cabo algunas de ellas a pesar de los avances tecnológicos en el sector.
Siembra en luna nueva y cosecha en luna llena
Varias de estas creencias están relacionadas con las fases lunares, ya que como se comentó en el artículo “La luna en la agricultura”, intervienen en el desarrollo de los cultivos. Los agricultores programan las labores como la siembra, poda, riego y cosecha según el ciclo lunar para obtener mejores rendimientos.
Ceba de Cap d'Any fa bon averany (Cebolla de Fin de Año hace buen agüero)
Por otra parte, teniendo en cuenta que uno de los factores más importantes en la agricultura es el agua de riego, muchas de estas prácticas tradicionales tendían a la elaboración de calendarios de lluvias a partir de su predicción. Para ello, se han desarrollado a lo largo de la historia diferentes “rituales” que varían según la cultura y territorio. Los Mayas y los Incas ya planeaban programas de cultivo en los que anticipaban las lluvias y otros fenómenos meteorológicos. Otras civilizaciones observaban su entorno y relacionaban el comportamiento de animales y cultivos con elementos de la historia local, la religión u otras prácticas; y recogían todo este conocimiento popular sobre el clima y estaciones en refranes. Además de la observación de lo que nos rodea, también se han empleado metodologías como la de las “Cabañuelas”. A parte de este método, existen otros como “el calendario de la cebolla”. Se trata de una tradición de origen europeo y que todavía se practica en algunas zonas del Pirineo Aragonés y Catalán en la noche del 31 de diciembre. Este método de predicción consiste en pelar una cebolla por capas, separar 12 de ellas y colocarlas en un plato o bandeja en una ventana de la casa. Cada una de las capas representa un mes lunar, es decir, el tiempo que transcurre de una luna nueva a otra. En cada capa se añade una cucharada de sal y se deja reposar durante toda la noche. La mañana del día 1 de enero se comprueba el estado en el que se encuentran. Aquellas en las que haya aparecido humedad representarán los meses lluviosos, en cambio las que se mantengan secas indicarán que ese mes será seco.
Las tradiciones son puentes entre generaciones
Aunque no es un método científico algunos agricultores y personas que lo practican aseguran que el nivel de precisión de este “ritual” es bastante alto, por lo que estas tradiciones populares siguen siendo de gran utilidad para la agricultura en algunas zonas del mundo.
Resulta muy interesante y curioso, como estas creencias populares se siguen transmitiendo de generación en generación y como pueden ayudar a la agricultura más moderna y actual. Y vosotros, ¿conocéis algún otro método tradicional para mejorar el rendimiento de nuestros cultivos? ¿Qué prácticas son típicas en vuestra región?
PROBIOTICOS AGRICOLAS: ESTRATEGIA PARA LA REGENERACION DE LOS SUELOS.
Seguro que cuando tienen una infección fuerte y acuden a un hospital, le administran un antibiótico. El médico le advierte cuidar su alimentación para evitar dañar el estómago. Esto ocurre porque el antibiótico “puede dañar la microbiota intestinal “fundamental para nuestra salud. Nos aconseja que para reestablecer la biota intestinal es importante una alimentación sana y consumir probióticos.
¿Qué son los probioticos agrícolas?
Son formulaciones biológicas de microorganismos vivos que reestablecen sus funciones esenciales para garantizar la protección, estimulación y nutrición de los cultivos.
Para ser considerados probióticos deberán estar formulados exclusivamente a partir de microorganismos y no de componentes activos añadidos tales como fertilizantes,ácidos orgánicos o aminoácidos que puedan alterar la función del microbio.De la misma manera ,los probióticos biofertilizantes,no tienen por qué contener fertilizantes.
Es decir un probiótico biofertilizante formulado a base de microorganismos fijadores de nitrógeno no tiene porque contener nitrógeno.Lo que contienen son microorganismos que van a realizar las funciones de fijación de nitrógeno y así se lo van a suministrar al cultivo para corregir sus deficiencias.Tampoco deben de enriquecerse con moléculas o ingredientes activos,que ni siquieran cumpla su función como es debido.
Por lo tanto los probióticos agrícolas deben contener microorganismos vivos, fisiológicamente estabilizados para cumplir funciones muy específicas que favorezcan el restablecimiento de las funciones más esenciales del suelo.
Los probioticos agrícolas como estrategia para la recuperación de los suelos
Cada vez más compañías llevan como bandera el termino de ”Regeneración del suelo” en su portafolios de productos queriendo parecer mas sostenibles, verdes y amigables con el Medio Ambiente. Personalmente creo que es una estrategia puramente comercial y que nos aboca a la degradación total del suelo.
En nuestro día a día, nos encontramos ante suelos completamente dañados y nuestro principal objetivo como asesores técnicos es reestablecer su salud fortaleciendo su sistema inmunológico.
Tenemos que averiguar como esta de dañado el suelo y determinar su grado de degradación para diseñar la estrategia correcta para su tratamiento. Para ello tenemos que recabar la máxima información posible tal como: Tipo de cultivo, Tipo de suelo, Sistema de riego, Etapa fenológica del cultivo, Plan de fertilización, Historial de fumigaciones, Manejo de plagas y enfermedades….etc.
Una vez que tenemos toda la información se procede a diseñar un plan de manejo agro biológico que incluye el suministro de probióticos. El paso final es hacerle un buen seguimiento de los resultados observados con el objetivo de realizar ajustes en el plan que se ha determinado ,este seguimiento es la consecuencia del éxito o el fracaso del objetivo primordial del programa, la REGENERACION DEL SUELO.
Control biológico de patógenos
El reto actual de la agricultura consiste en conseguir la cantidad de alimento necesaria para alimentar a la creciente población mundial a la vez que mantiene se la sostenibilidad.
Uno de los aspectos para conseguir este incremento es la lucha frente a los distintos patógenos que pueden afectar a los cultivos. Durante el siglo XX esto se ha llevado a cabo mediante el uso de productos químicos, pero dada su elevada toxicidad, estos productos están cada vez más en desuso.
Una alternativa a estos productos químicos es el uso de microorganismos de como Agentes de Control Biológico (o BCA).
Ya se han conseguido tratamientos de éxito utilizando microorganismos bien conocidos como es el caso de Pseudomonas, Bacillus, Burkholderia o Trichoderma que actuab frente a patógenos fúngicos y/o bacterianos como Agrobacterium, Erwinia, Fusarium, Rhizoctonia, Phytophtora y Pythium.
Existen además evidencias de otras muchas especies de microorganismos que también presentan actividad como BCAs, con la ventaja añadida de que algunos de éstos, presentan además efectos positivos sobre el crecimiento del cultivo (actúan como PGPR).
A pesar de que inicialmente existía una cierta reticencia a utilizar BCAs por parte de los aplicadores; los buenos resultados que se van obteniendo en los cultivos (gracias a un incremento en la cantidad y en la calidad de las investigaciones en este campo) están cambiando la tendencia, siendo este tipo de productos un mercado en claro auge.
El suelo: reservorio de biopesticidas
La rizosfera es la zona del suelo donde la concentración es más elevada. Este consorcio de microorganismos que habitan en la zona de la raíz de las plantas son los que tienen una mayor importancia en la interacción con los patógenos y es por tanto el principal nicho de búsqueda de nuevos microorganismos con efecto frente a las distintas enfermedades de las plantas (ver https://infallible-galois.82-223-12-66.plesk.page/blog-suelos-inmunes-a-enfermedades/ ).
Durante los últimos años se han descubierto distintas bacterias, hongos, protozoos y nematodos con actividad antagonista que pueden ser empleados para formular productos de biocontrol.
Bacterias
Muchas de las bacterias asociadas a la raíz de las plantas se clasifican como PGPR (de las que ya hablamos en una entrada anterior de este blog https://infallible-galois.82-223-12-66.plesk.page/blog-la-vida-del-suelo-el-mejor-fertilizante-ferttybyo/ ) Muchas de estas PGPR tambien pueden actuar como agentes de biocontrol. Algunos ejemplos conocidos son: Alcaligenes, Azospirillum, Arthrobacter, Acinetobacter, Bradyrhizobium, Bacillus, Burkholderia, Enterobacter, Erwinia, Flavobacteirum, Pseudomonas, Rhizobium, Azorhizobium, Allorhizobium, Sinorhizobium, Frankia, Azoarcus, Methylobacterium, Paenibacillus, Pantoea, … Algunas especies de los anteriores géneros son capaces de sintetizar compuestos como antibioticos, endotoxinas, bacteriocinas, sideróforos, enzimas hidrolíticas, acido cianhídrico, PCA, DAPG y otros metabolitos secundarios.
Hongos y levaduras
Varias especies de hongos y levaduras también tienen un potencial de biocontrol, principalmente, aunque no exclusivamente, como entomopatógenos.
Uno de los hongos más conocidos es Trichoderma. Ha sido ampliamente estudiado y se utiliza en agricultura como agente de biocontrol y como biofertilizante. Se ha demostrado su capacidad de eliminar insectos mediante parasitismo y generación de metabolitos secundarios, así como actuar indirectamente en los sistemas de defensa de la planta o atrayendo a enemigos naturales de la plaga. Hongos de este género además poseen actividad frente a otros hongos como Botrytis, Sclerotinia, Mycosphaerella, Alternaria, Penicillium o Verticillium.
Modos de acción de los BCAs
Directo
- Antibiosis
Se secretan sustancias que interfieren con el metabolismo del fitopatógeno y que inhiben su desarrollo. En este grupo encontramos sustancias como enzimas que degradan la pared celular, compuestos orgánicos volátiles (VOCs) o antibioticos, entre otros muchos.
- Parasitismo
En el parasitismo necrotrófico el BCA mata al patógeno en el momento de la invasión o justo después; y se alimenta de los nutrientes que libera. En el parasitismo biotrófico el BCA se beneficia mas parasitando un organismo vivo.
- Reducción de la virulencia
El BCA secreta enzimas que interfieren con los factores de patogenicidad (como pectinasas o quitinasas) y reducen su virulencia
- Presión competitiva
Los BCAs reducen la presión del patógeno mediante competición por los nutrientes y el espacio.
Indirecto
- Resistencia inducida y priming
Se sabe que ciertos microorganismos son capaces de activar la defensa de las plantas frente a organismos patógenos, de forma que estas plantas adquieren resistencia (ver entrada en el blog https://infallible-galois.82-223-12-66.plesk.page/blog-priming-vacunas-vegetales/). El contacto con estos microorganismos hace que la planta sea capaz de responder más rápido y más intensamente frente al ataque de patógenos.
- Síntesis de fitohormonas
Los BCAs son capaces de activar la respuesta inmune de las plantas frente a ataques de parásitos y patógenos usando complejos procesos moleculares en los que están implicadas hormonas como el ácido salicílico, el jasmónico y el etileno.
Problemas en la implantación de productos biológicos
Aunque esto está cambiando, un aspecto que limita la cantidad de productos basados BCA disponibles en el mercado es el escepticismo respecto de su eficacia. Muchos agricultores, especialmente en los países subdesarrollados, dudan en adoptar el uso de estos productos debido a dificultades técnicas, preocupaciones ambientales o un atractivo económico. Para atraer a los agricultores a utilizar el control biológico, la tecnología debe ser simple, al tiempo que proporciona ventajas económicas sobre otras alternativas en términos de costo, demanda y eficiencia de la oferta.
La capacitación y las demostraciones de campo son cruciales para el intercambio de información entre desarrolladores y usuarios finales. Además, debido a la falta de información sobre cómo utilizar el producto, los agricultores no lo han utilizado eficazmente. En consecuencia, es necesario fortalecer la noción de extensión del control biológico para popularizar el concepto.
Necesidad de nuevos productos
Durante las últimas décadas ha habido un gran incremento en la productividad de la agricultura debido a una elevada demanda de alimento propiciada por la expansión de población mundial. Hasta la fecha, el consumo de fertilizantes y pesticidas químicos a llevado a un desequilibrio ecológico y a una contaminación de los recursos naturales. La agricultura sostenible es la solución a los problemas derivados de décadas de uso incontrolado de agroquímicos para incrementar la productividad de los cultivos. Por tanto, se necesita un sustituto para fertilizantes y plaguicidas químicos que sea respetuoso con el medio ambiente. Dadas las capacidades de los BCAs, parecen ser una opción realista para este papel.
En Arvensis Agro, S.A. llevamos años apostando por la investigación y el uso de este tipo de productos ecológicos (https://infallible-galois.82-223-12-66.plesk.page/productos/) para aumentar la productividad de los cultivos sin que ello repercuta en un deterioro del medio ambiente.
Bibliografía y lectura recomendada
- Induction of Systemic Resistance against Insect Herbivores in Plants by Beneficial Soil Microbes (Rashid and Chung, 2017)
https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01816
- Advances and Perspectives in the Use of Biocontrol Agents against Fungal Plant Diseases (Palmieri et al., 2022)
https://doi.org/10.3390/horticulturae8070577
- Biological Control of Plant Pathogens: A Global Perspective (Lahlali et al., 2022)
https://doi.org/10.3390/microorganisms10030596
- Bacterial biopesticides: Biodiversity, role in pest management and beneficial impact on agricultural and environmental sustainability (Tomar et al., 2024)
Es tan importante enriquecerse de estos conocimientos que ayuda a manejar y cuidar la biodiversidad de una forma humana.
Estoy promoviemdo la agricultura orgánica y realizando encalados a y aplicando bokashi y el hidroxido de calcio o cal apagada o hidratada es selectiva es decir si protege a la vida microbiana del suelo pero mata a los patógenos
¡Muchas gracias por tu comentario! Es cierto, profundizar en el conocimiento sobre micorrizas y su interacción con bacterias y plantas es clave para manejar los ecosistemas de manera más sostenible y respetuosa, sobre todo hoy en día donde la agricultura ecológica cada día tiene un papel más importante.