La producción agrícola sustentable requiere de estrategias que aseguren un crecimiento sano de las plantas y un rendimiento rentable. El usó de bacterias promotoras de crecimiento vegetal (BPCV) permite mejorar o reducir las diversas formas de fertilización química al suelo, e incluso en pesticidas químicos, para que, el suelo, la planta, y el agricultor se beneficien.
El propósito de esta mini revisión es mostrar las ventajas del empleo de BPCV en la agricultura sustentable.
Palabras clave: manejo sustentable, suelo, bacteria, hormona vegetal, eficiencia fertilización.
La producción agrícola actual con problemas en el consumo de agua, fertilizantes y pesticidas, requiere de estrategias en donde éstos insumos se reduzcan, para asegurar el rendimiento vegetal a un costo relativamente bajo, sin deterioro de la fertilidad del suelo.
Existe una alternativa que considera al usó de rizomicroorganismos, aquellos que asociados a las raíces de las plantas: mejoran, estimulan y facilitan, el sano desarrollo de la planta a dosis inferiores de fertilizante nitrogenado, fosforado u otros necesarios para un rendimiento rentable (1,3,5).
Es posible que mediante la inoculación de la semilla a la siembre, se logre mejorar una adecuada absorción del fertilizante, también proteger a las raíces del ataque de fitopatógenos.
En general se reconocen diferentes mecanismos de beneficio de las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (BPCV) para estimular un desarrollo vegetal sano y obviamente una producción agrícola sustentable que no solo asegure una ganancia para el agricultor, sino también se mantenga la capacidad productiva del suelo (2,4), además generar un producto de calidad para el consumidor.
- Las ampliamente conocidas BPCV son aquellas que inoculadas a la siembra de la semilla, inducen su germinación para luego colonizar la raíz, en donde al transformar sus exudados radicales en sustancias promotoras del crecimiento vegetal (6,9), causan un efecto similar a las fitohormonas aplicadas comercialmente a las semillas y plantas: como una mayor proliferación de pelos radicales, que incrementa una mejor y eficiente absorción mineral como nitrógeno, fósforo, hierro, 4,5).
A pesar de que se reduce las dosis del fertilizante nitrogenado y/o fosforado sin que ello ponga en riesgo la salud y que no afectan negativamente el rendimiento del cultivo vegetal. Algunos ejemplos de estas bacterias son (11): Azotobacter beijerinckii, Azospirillum brasielense o A. lipoferum Bacillus cereus, Pseudomonas putida, Burkolderia spp, (10). Esta demostrado que estas bacterias al colonizar las raíces de las plantas que colonizan, empelan las sustancias de desecho que se liberan durante el crecimiento del sistema radical, para transformarlos en sustancias promotoras del crecimiento vegetal o fitohormnonas etc.
- Bacterias fijadoras de N2.
Son aquellas que se inoculan en la semilla, y cuando ésta germina los exudados radicales en la rizósfera o el rizoplano (zonas de estrecho contacto entre la raíces, suelo y los microorganismos) ó en el interior de raíces para formar nódulos. Asi como en otros sitios de la planta como hojas y tallos, en un suelo pobre o restringido de nitrógeno combinado, en esa condición sucede la actividad de fijar N2 del aire, (7).
Ejemplos de este tipo son: Azospirillium spp, Azotobacter spp en gramíneas como el maíz y el trigo, Burkholderia vietnamiensis , aunque la cianobacterias mas populares para la inoculación de arroz en Asía y en algunas regiones de México son: Anabena, Nostuc una clase de bacteria común en mantos de agua del mundo y que desde hace mucho tiempo se reporta como un asociado que proporciona beneficio en el ahorro de fertilizante nitrogenado en la producción de arroz.
Pero sin duda el grupo bacteriano mejor conocido y famoso del mundo es el que fijan nitrógeno molécular en asociación con leguminosas es Rhizobium y sus asociados considerado uno de los mas importantes pues desde su descubrimiento en Europa, se emplea de manera comercial para la producción agrícola en prácticamente cualquier suelo del planta, el cuadro 1 muestra los tipos de inoculantes para leguminosas a base de este grupo que existen en el mercado internacional y que en centros de investigación como el IIQB-UMSNH se pueden conseguir ejemplos: Rhizobium etli para frijol, Bradyrhizobium japonicum para soya al igual que otras leguminosas, en donde se señalan las diversas posibilidades de aplicación de del género Rhizobium.
Para darse un idea del potencial que tiene este grupo en agricultura observar en el cuadro 2 la cantidad en kilogramos de nitrógeno por hectárea que pueden fijar de la atmósfera, de tal forma que ello explica la necesidad de la rotación de cultivos vegetales: gramínea-legumniosa como una manera de restituir el nitrógeno extraído por la gramínea.
En general como todo lo biológico se requiere conocer lo básico en el manejo para obtener el máximo provecho en términos de ahorro en la aplicación del fertilizante nitrogenado, rendimiento rentable y conservación del capacidad productiva del suelo, en especial en un agricultura orgánica y sustentable.
Mientras Frankia spp un actinomiceto (tipo de bacteria que por su forma de crecimiento se recomienda inocular en especies forestales para programas de reforestación e incluso para fitobiorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos y otros agentes. en especies forestales
- Bacterias que solubilizan de fosfatos.
Las cuales se emplean cuando las semillas se siembran en suelos ácidos u alcalinos de pH 5 a pH 8, lo que provoca, la precipitación de los fosfatos, así como su unión, en consecuencia las raíces vegetales sufren de stress nutrimental por falta de fosfatos (10).
Si el suelo carece de suficiente fosfato disponible o móvil entonces se recomienda su inoculación a la siembra de la semilla de esta forma se resuelve la disponibilidad de fosfatos soluble del cultivo vegetal y se evita un bajo o pobre rendimiento (8,9), un ejemplo de esta clase de bacterias es el género Bacillus spp, Arthrobacter spp, Azotobacter spp y otros, lo que obviamente incluye al grupo mas conocido para resolver el problema de movilidad de fosfatos en el suelo las micorrizas de tipo ecto como endotrofico , que serán tratadas en otro articulo.
Cuadro 1. Grupos de inoculación de Rhizobium –leguminosas de importancia agrícola. |
Semilla de: Especies de Género u compatible Rhizobium recomendado hospedero con otras como. alfalfa – R. meliloti Medicago Alfalfa Melilotus Trébol dulce Trigonella Alholva trébol R. leguminosarum Trifolium Trébol biovar trifolii chícharo R. leguminosarum Pisum Chícharo biovar vicia Vicia Haba Canthyrus Almorta Lens Lenteja frijol R. etli Phaseolus Frijol soya Bradyrhizobium Glycine Soya japonicun caupi Bradyrhizobium Lupinus Altramuz B. spp Arachis Cacahuate Vigna Caupí |
Ref. (12) |
Cuadro2. Valores promedio del nitrógeno fijado biológicamente Rhizobium y asociados en simbiosis con leguminosas. |
Leguminosa Kg N2 fijado/Ha |
Arachys hipogea 109 Cajamus cajan 224 Cicer arietinum 104 Cyamposis tetragonoloba 139 Glycine max 88 Lens culinaris 83 Lupinus angustifolius 160 Phaseolus vulgaris 49 Pisum sativum 75 Vicia faba 114 Vigna unguiculata 198 |
Ref. (12).
Actualmente en el mercado de los productos biológicos a base de microorganismos para cultivos agrícolas que apoyan una agricultura libre de químicos y pesticidas o bien un sistema de producción sostenible en donde la conservación de la fertilidad del suelo y evitar la contaminación de acuíferos. Se aplican algunos géneros de bacterias como: Burkholderia, Bacillus, Enterobacter por señalar ejemplos, para evitar que a la siembra o después el daño de los hongos de pudrición de raíces: Fusarium, Phytium, Agrobacterium, o que causen problemas en otras partes de la planta: tallos, hojas de los conocidos: Erwinia, Corynebacterium ,Pseudomonas, Streptomyces Las bacterias que se usan para controlar estos problemas de sanidad vegetal, tienen diversas estrategias para conseguirlo, como: colonizar la raíz antes que los fitopatógenos, mientras que otros liberan antibióticos en la zona de la raíz para matar a los que dañan la planta, o sintetizan lo llamados sideróforos para revenir que los microorganismos enemigos de las plantas se desarrollen en las raíces de la planta que se pretende proteger (1,6,10). |
La BPCV son una valiosa herramienta en la generación de gramíneas, hortalizas, leguminosas y otros de interés agrícola. Sin embargo es necesario que tanto proveedores como usuarios tengan un conocimiento básico suficiente a favor de productos del campo sanos para el consumidor, de precios convenientes para el agricultor y que los recursos naturales se conserven para un manejo sustentable del sistema de producción en el campo.
Agradecimientos.
A la Coordinación de la Investigación Científica de la UMSNH, Proyecto 2.7 (2005-2006) por las facilidades para sus publicación.
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3. Dashti, N., Zang, F., Hynes R., and increase nitrogen fixation activity by field grown soybean (Glycine max L) Merr. Under short season conditions. Plant and Soil. 200:205-213.
4. Fulchieri, M., and Frioni. L. 1994. Azospirillum inoculation on maize effect of yield in field experiment in central Argentina. Soil Biol. Biochem. 26: 921-923.
5. García, G. M. M., Moreno,.P., Peña-Cabriales, J.J y Sánchez-Yáñez, J.M. 1995. Respuesta del maíz (Zea mays L) a la inoculación con bacterias fijadoras de N2. TERRA 13: 71-79.
6. Gutiérrez-Manero, F.J., Ramos-Solano, B., Probanza, A., Mehouachi, J., Tadeo, F.R, and Talon, M. 2001. The plant-growth-promoting rhizobacteria Bacillus pumilus and Bacillus licheniformis produce high amounts of physiologically active gibberellins. Physiol. Plant. 111: 206-211.
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10. Reis, V.M., J.I. Baldani, V.L.D. Baldani, and Dobereiner, J. 2000. Biological dinitrogen fixation in gramineae and palm trees. Crit. Rev. Plant. Soil. 19: 227-247.
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12.- Sánchez-Yáñez, J.M. 2005. Producción de leguminosas a base de inoculantes de Rhizobium. http://www. monografías.com
J. M. Sánchez -Yáñez
Microbiología Ambiental.
Instituto de Investigaciones Químico Biológicas.
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo,
Morelia, Mich., México