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¿Cómo contribuyen las asociaciones de plantas a la sostenibilidad?

Las plantas pueden trabajar con otras especies en simbiosis: un fenómeno que mejora la sostenibilidad económica y ambiental de la agricultura.
EEUU - 25/07/2019
Sostenibilidad
El color rojo indica la presencia de rizobios. / Foto: Jennifer Dean.


Todos estamos familiarizados con asociaciones humanas de muchos tipos, tanto mundanas como ficticias. En la categoría mundana es tu coche compartido típico. En la categoría ficticia, los superhéroes trabajan juntos para salvar el mundo (¡en cómics y películas, por supuesto!)

Incluso hay ejemplos de humanos trabajando con otras especies. Utilizamos gatos para el control de plagas en granjas. Muchas razas de perros se utilizan para pastorear ovejas y otros animales de granja.

Las plantas también pueden trabajar con otras especies. Hay patrones biológicos hermosos e intrincados detrás de estas asociaciones. Mantienen la promesa de continuar mejorando la sostenibilidad económica y ambiental de la agricultura. Veamos algunos ejemplos claros de cómo la comprensión de las asociaciones de bacterias y hongos ha mejorado la seguridad alimentaria y la sostenibilidad.

La asociación microbiana más importante conocida en la agricultura se encuentra en las leguminosas. Esto incluye cultivos forrajeros como la alfalfa y el trébol, vegetales como los guisantes y los frijoles, y cultivos agronómicos como la soja. Las prácticas agronómicas de plantar una cosecha de leguminosas con otras se remontan antes de que los nativos americanos plantaran a las "tres hermanas".

Los cultivos de leguminosas se asocian con tipos de bacterias (Rhizobium, Bradyrhizobium, etc.) para formar estructuras de raíces especiales llamadas nódulos. Las bacterias viven en los nódulos proporcionados por las legumbres, un hogar seguro. A cambio, Rhizobia puede convertir el nitrógeno gaseoso de la atmósfera en amonio. Este proceso se conoce como fijación de nitrógeno y proporciona un nutriente que la planta necesita. Las bacterias también reciben alimentos de la planta, en forma de azúcares. Este es un excelente ejemplo de una cooperación entre especies: tanto la planta como las bacterias se benefician de esta relación.

Si desea plantar legumbres, pero su suelo no se ha cultivado en ellas anteriormente, es posible que el suelo no contenga estos microbios fijadores de nitrógeno. Las legumbres pueden no prosperar. Puede comprar “inoculantes de semillas” para agregarlos en la siembra para proporcionar estos microbios asociados. Están disponibles en sus tiendas de jardín. La práctica agrícola actual y en desarrollo incluye tratamientos de semillas con cepas bacterianas diseñadas para la productividad de los cultivos.

La importancia de la fijación de nitrógeno en la ecología y la agricultura se refleja en la búsqueda en curso de nuevas formas de asociación microbiana. Recientemente se descubrió un nuevo y sorprendente ejemplo. Se encontró que el maíz cultivado en México secretaba una mezcla azucarada a través de sus raíces aéreas. Esta mezcla fomentó el crecimiento de bacterias, que luego devolvieron el nitrógeno al maíz. Por supuesto, es un poco más complejo que esto, pero es otro ejemplo de una cooperación planta-bacteriana, fuera de la familia de las leguminosas. El maíz está en la familia de los cereales.

Cuando miramos más allá de las asociaciones planta-microbios que fijan el nitrógeno, existen otras asociaciones importantes. Las asociaciones planta-hongos están entre las más notables. Los ejemplos clásicos de estas asociaciones se encuentran en los sistemas de raíces de plantas. Los filamentos de hongos adquieren nutrientes del suelo y los transportan a las raíces. El término técnico para este tipo de hongos es micorriza.

Las plantas varían en su dependencia de sus hongos para los nutrientes. Las orquídeas (como las plantas de vainilla) presentan un caso extremo. Las pequeñas plantas de semillero dependen totalmente de los hongos micorrízicos para los recursos necesarios para sus etapas iniciales de crecimiento. El tipo más común de asociación son las micorrizas vesiculo-arbusculares (VA), que se encuentra en la mayoría de los cultivos y aumentan la captura de fósforo. Esto es importante porque el fósforo se une a muchas partículas del suelo y es difícil para las plantas acceder. ¡Las micorrizas VA están “echando una mano” para ayudar a las plantas a adquirir fósforo!

Las asociaciones planta-microbianas pueden suprimir enfermedades que pueden destruir el cultivo de un agricultor. La enfermedad "take-all" del trigo y otros cultivos de cereales es causada por un hongo que infecta y ennegrece las raíces. Bloquea el acceso al agua y causa plantas amarillas e improductivas. Las plantas se asocian y enriquecen con determinadas cepas de la bacteria Pseudomonas que combaten y matan al hongo que lo lleva todo. Con el paso de los años, los suelos se convierten de forma natural en supresores de la enfermedad "take-all". Aprendemos de estas asociaciones para proteger mejor las plantas de cultivo de enfermedades y plagas.

El desarrollo de inoculantes de semillas basados ​​en los equipos de superhéroes de microbios de plantas existentes es una gran promesa para la agricultura. Mejorar las asociaciones planta-microbianas es clave para mejorar la eficiencia y la salud del uso de nutrientes de las plantas, de manera sostenible.

Fuente: ASA/CSSA 


La sustancia gelatinosa tiene bacterias fijadoras de nitrógeno./ Foto: J.M. Ane




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