Entradas de] arvensisagro

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://www.arvensis.com/es/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://www.arvensis.com/es/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.

Algunas bacterias comercializadas. Adaptado de Lahlali et al., 2022

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.

Algunos hongos comercializados. Adaptado de Lahlali et al., 2022

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.

Extraído de Palmieri et al., 2022

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://www.arvensis.com/es/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.

Extraído de Rashid and Chung, 2017

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://www.arvensis.com/es/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)

https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e31550

Nuevas tecnologías para optimizar el uso de agua

Optimizar el uso del agua en la agricultura es esencial para asegurar la sostenibilidad, especialmente en áreas con recursos hídricos limitados. El cambio climático ha reducido la disponibilidad de agua para riego en muchas regiones del mundo y realizar una adaptación es esencial. Por ello, se proponen una serie de prácticas más eficientes con el uso del agua:  

Implementar Sistemas de Riego Eficientes

Implementar sistemas de riego eficientes puede ser tan sencillo como hacer algunos cambios que realmente marcan la diferencia en cómo tus plantas reciben el agua que necesitan. Elige tu sistema de riego que más se ajuste a las necesidades de tus cultivos:

Riego por Goteo: Este sistema suministra agua directamente a la zona de las raíces de las plantas, minimizando la evaporación y el desperdicio de agua. Es ideal para cultivos que requieren riego constante y preciso.

· Microaspersión: Es similar al riego por goteo, pero ideal para áreas específicas que necesitan un poquito más de alcance. Es como darles a tus plantas una refrescante bruma en los días más calurosos.

· Riego Subterráneo: ¿Y si pudiéramos regar las plantas desde abajo? Con tuberías perforadas enterradas justo bajo tus cultivos, el agua llega directamente a las raíces. Así se reduce la evaporación y el escurrimiento, garantizando que cada gota de agua llegue justo donde más se necesita.

Uso de Sensores de Humedad del Suelo

Implementar sensores de humedad en el suelo permite regar solo cuando es necesario, realizando un monitoreo del suelo y evitando el riego excesivo.

Adoptar Prácticas de Conservación del Suelo

Plantar Coberturas Vegetales entre los cultivos principales ayuda a retener la humedad del suelo, reducir la evaporación y controlar la erosión. Otra práctica que permite mantener la humedad es reducir o eliminar la labranza contribuye a la reducción del escurrimiento de agua y a una mayor infiltración en el suelo.

Recolectar y Almacenar Agua de Lluvia

La práctica del aprovechamiento del agua de lluvia se realiza desde la antigüedad y puede resultar muy eficaz de asegurar un suministro de agua adicional para épocas de sequía o para reducir la dependencia de fuentes externas con el uso de cisternas y estanques.

En áreas con pendiente, la construcción de terrazas y bancales puede ayudar a retener el agua de lluvia, facilitando su infiltración en el suelo y reduciendo la escorrentía.

Selección de Cultivos Apropiados

Optar por variedades de cultivos que sean más resistentes a la sequía o que tengan un menor requerimiento de agua puede ser crucial en áreas con escasez de agua.

Implementar una rotación de cultivos adecuada puede mejorar la estructura del suelo, aumentar la retención de agua y reducir la necesidad de riego intensivo.

Mulching

El Mulching o “acolchado” proviene de la práctica de cubrir el suelo con materiales orgánicos como hojas secas, corteza de árboles para proporcionar un colchón orgánico que aportará humedad y nutrientes a la planta y reducirá la evaporación del agua ya que suprime las malas hierbas, disminuyendo así la competencia por el agua.

Educación, política y regulación

Concienciar a la población de este tipo de técnicas de riego más eficientes es clave para la conservación de agua y la gestión sostenible en el suelo. Un uso más eficiente y controlado del agua permitirá tener un equilibrio con este recurso tan vital para la vida. Por ello, es necesario, además, políticas que fomenten la innovación de los cultivos para hacer frente a la escasez de agua a la que nos estamos enfrentando.

Más allá de la fertilización: La interacción entre la planta y la rizosfera

La nutrición de los seres vivos es esencial para el crecimiento y desarrollo de sus funciones vitales. En el caso de los animales, la nutrición, como ya muchos sabemos, es heterótrofa, lo que conlleva ingerir otros seres vivos para poder obtener energía y asegurar su supervivencia y reproducción. En cambio, las plantas son capaces de elaborar su propio alimento mediante la relación que establecen con el medio que las rodea. Sin embargo, en los ecosistemas agrícolas somos responsables de mantener en condiciones óptimas el suelo y el entorno para que los cultivos puedan optimizar la absorción de nutrientes, resistir a situaciones de estrés y mejorar la rendimiento y calidad del cultivo.  

La red subterránea: Tipos y funciones de las raíces de las plantas

Las raíces de una planta forman una red en el suelo que sirve como soporte y a través de la cual, absorbe el agua y nutrientes presentes él que pasan al xilema, se transportan por el interior de la misma y participan en su metabolismo; además, acumulan reservas. El sistema radicular se compone por distintos tipos de raíces con funciones diferentes. Por su profundidad se clasifican de la siguiente manera: raíz pivotante, que es la raíz principal, es una continuación del tallo y a partir de ella crecen las raíces superficiales, que crecen en todas las direcciones y a penas alcanzan profundidad en el suelo. La raíz pivotante se divide en dos partes: la cofia, que se encuentra en el extremo de la raíz y la protege de cualquier “impacto” contra el suelo cuando la zona de crecimiento está en desarrollo. Por otro lado, las raíces superficiales están formadas por los pelos absorbentes, que representan el principal punto de interacción entre la planta y rizosfera, ya que participan activamente en la absorción de agua y nutrientes. Cuando los pelos radiculares pierden su función, la zona se ramifica y suberiza.  

Un suelo sano: factores clave para el desarrollo radicular

El desarrollo radicular depende de distintos factores como la presencia la cantidad de micro y macronutrientes presentes en el suelo. Así pues, las raíces tienden a desarrollarse en mayor volumen en aquellas zonas ricas en recursos, y lo hacen creando un sistema de raíces delgadas y pelos absorbentes, que aportan una mayor superficie de contacto con el medio y por tanto una mayor eficiencia en la toma de nutrientes. No solo influye en su crecimiento el contenido de alimento en el sino también otras características físico-químicas y biológicas.  

La textura y estructura del suelo juega un importante papel en el desarrollo de las raíces. Los suelos ligeros se caracterizan por tener pérdidas por infiltración y por tanto una retención baja de agua y nutrientes, dando lugar a un desarrollo reducido de las raíces en la mayoría de los casos y por tanto bajo crecimiento de la planta. Por otra parte, los suelos arcillosos carecen de aireación y drenaje, dificultando la penetración de las raíces y pudiendo provocar asfixia radicular en situaciones de exceso de riego o lluvia. Un suelo con una buena porosidad y aireación permite aumentar la capacidad de infiltración y retención de recursos, que se distribuyen de manera uniforme por el bulbo radicular y evitar su lavado en el caso de que sean arenosos. Un suelo en condiciones óptimas permite a las raíces llegar hasta los poros y espacios más pequeños dónde muchas veces se encuentran inmóviles los nutrientes.  

Igualmente, la nutrición de una planta no se da únicamente por el contacto entre un elemento y la raíz, para que se dé el proceso de absorción también es necesario que el pH sea el adecuado. Generalmente, los macro y micronutrientes son más asimilables por la planta cuando se encuentran en medios de pH entre 5 y 6,5, por lo que los cultivos en suelos ácidos y/o alcalinos pueden tener dificultades de absorción. En ocasiones, las raíces son capaces de exudar al medio, a través de ellas ácidos orgánicos capaces de solubilizar lo nutrientes presentes él.  

Por último, la biología del suelo juega un papel muy importante en el desarrollo de raíces y en la absorción de nutrientes. La microbiota presente en el suelo participa en la transformación de recursos y los hace más disponibles y permite a la planta absorber una mayor cantidad de nutrientes. Además, por los procesos que se llevan a cabo por los organismos en el suelo se consigue modificar las características físicas y químicas que se ya se han comentado. De esta manera, se consigue un suelo sano y por tanto una planta sana capaz de desempeñar todas sus funciones vitales.  

¿Cómo fortalecer la relación planta-suelo?

Como productores hay que tener en cuenta todos estos factores e intentar potenciar una buena relación entre la rizosfera y la planta. Una buena manera de mantener estas interacciones es mediante el uso de bioestimulantes. La aplicación de bacterias en el suelo además de fijar nitrógeno atmosférico, movilizar el potasio o solubilizar el fósforo, suponen una protección de la planta contra ciertos patógenos. Por otra parte, restructuran el suelo y pueden llegar modificar el pH. Esto se traduce en un mejor desarrollo radicular, que permite una mayor absorción de agua y nutrientes, por tanto, el aumento del crecimiento vegetativo de la planta. Realizar tratamientos para estimular el desarrollo de las raíces y promover el aumento de la masa radicular e incrementar el área de la superficie para optimizar la absorción de elementos también favorece conexión planta-suelo.  

Por tanto, la bioestimulación debe formar parte de un plan nutricional adecuado, en el que se aporte un equilibrio energético al ecosistema agrícola para mejorar la producción de nuestros cultivos. De ahí que la agricultura ya no consista en fertilizar las plantas, más bien en nutrirlas a la vez que se conserva el suelo y los organismos que habitan en él.  

¿Cómo se preparan las plantas para una ola de calor?

Cada día es mas usual tener que combatir periodos de altas temperaturas, debido al cambio climático.

De todos es conocido los consejos y recomendaciones que tenemos que seguir las personas para combatir una ola de calor, tales como:

1. Mantener la casa fresca.

2. Hidratarse constantemente.

3. Vestirse adecuadamente.

4. Evitar actividades físicas intensas

Entonces, ¿cómo se preparan las plantas?

Las plantas han desarrollado mecanismos naturales para protegerse y sobrevivir a condiciones adversas tales como:

Cierre de estomas

Para reducir la perdida de agua por transpiración y conservar la humedad interna.

Desarrollo de raíces más profundas

La arquitectura del sistema radicular que incluye la disposición de las raíces primarias laterales ,nacidas por brotes y secundarias experimentas cambios significativos en respuesta a las temperaturas elevadas del suelo, tales como:

2.1 Inhibición del crecimiento primario de la raíz.

2.2Reduccion del crecimiento y numero de raíces laterales y su ángulo de emergencia.

2.3Aumento del número de raíces de segundo y tercer orden.

2.4Aumento del diámetro de la Raiz

2.5Aumento del numero y cantidad de pelos absoventes.

2.6Aumento del número y elongación de las raíces.

2.7Reduccion de la relación raíz-brote.

Estos cambios facilitan la búsqueda de agua en las capas mas inferiores del suelo.

Enrollamiento de las hojas

Disminuye la perdida de agua y reduce la cantidad de radiación absoluta.

Producción de compuestos protectores

Como antioxidantes y proteínas de choque térmico.

Con la llegada de los avances en fertilización y nutrición vegetal a la agricultura ,existen numerosas sustancias que pueden ayudar a las plantas para combatir este stress por altas temperaturas, tales como:

Prolina

Este aminoácido actúa como osmolito ayudando alas plantas a retener agua y reestablecer las membranas celulares bajo condiciones de sequia y calor.

Glicina-Betaína

Ayuda a las plantas a mantener la integridad de las proteínas y las membranas celulares ,reduciendo el daño producido por la calor.

Antioxidantes

Acido Ascórbico (VIT.C) y Tocoferol (VIT.E).Las plantas pueden beneficiarse de aplicaciones foliares con productos que contengan estas sustancias.

Sustancias humectantes

Ácidos húmicos y fúlvicos. Extractos de algas marinas.

Reguladores del crecimiento vegetal

Giberelinas, ABA…

Silicio

Aplicaciones con calcio

Osmolitos compatibles

Compuestos fenólicos

Como se puede comprobar existen gran cantidad de sustancias que ayudan a las plantas a amortiguar el calor. También debemos destacar un uso eficiente del riego y una buenas medidas culturales del suelo.