El microbioma vegetal ha emergido como un factor clave en la salud y resiliencia de los cultivos, desempeñando un papel fundamental en la mitigación de los estreses bióticos y abióticos. Este artículo se sumerge en estrategias innovadoras que capitalizan el microbioma para fortalecer la capacidad de las plantas, permitiéndoles resistir y recuperarse de manera más eficaz. Al explorar las complejas interacciones entre las plantas y sus microorganismos asociados, se identifican enfoques prometedores para potenciar la resistencia de los cultivos. Estrategias como la optimización selectiva del microbioma buscan mejorar la tolerancia de las plantas a condiciones ambientales adversas.
Durante más de 30 años, TRICHODEX destaca por su inversión en I+D+i y calidad. Buscamos soluciones para una agricultura avanzada y sostenible mediante productos biotecnológicos respetuosos con el medio ambiente. La combinación de la biotecnología de TRICHODEX junto con el desarrollo de productos innovadores de Grupo Fertiberia proporciona a los agricultores herramientas sostenibles de vanguardia para mejorar sus cultivos.
Nuestra perseverancia nos impulsa a encontrar continuamente nuevas soluciones agrícolas, respaldadas por un riguroso proceso desde el laboratorio hasta el campo.
Enfocamos nuestros esfuerzos en el desarrollo de soluciones basadas en el microbioma para la protección y bioestimulación vegetal. Nuestros procesos, de carácter innovador, se fundamentan en la biotecnología como eje productivo. En consecuencia, este alto grado de tecnificación industrial reporta cualidades únicas a nuestros productos, donde la fermentación y las tecnologías FPB® y MAMPS® aportan un valor diferencial añadido. Nuestro objetivo es establecer el balance fisiológico de los cultivos para maximizar el potencial genético de las plantas y aumentar los rendimientos.
El cambio climático es la problemática ambiental más relevante del siglo XXI. En los próximos años, su impacto se extenderá a todas las áreas agrícolas, generando grandes pérdidas económicas. Se estima que las pérdidas serán superiores a 56.000 millones de euros en toda la Unión Europea (Eurostat, 2021).
Por otro lado, la carencia global de recursos hídricos, junto con la salinización del suelo, son elementos abióticos que están restringiendo el rendimiento de los cultivos y causando la degradación de tierras agrícolas. Al menos 100 millones de hectáreas de tierras sanas y productivas se degradan cada año a nivel global(United Nations, 2019), lo que equivale al doble del tamaño de Groenlandia afectará directamente la vida de 1.300 millones de personas (Figura 2).
1. IMPORTANCIA DEL MICROBIOMA EN LA SALUD DE LAS PLANTAS.
El microbioma vegetal está compuesto por una variedad de microorganismos que se comunican de manera compleja con la planta, interaccionando con sus diversas estructuras; raíces, región epífita, interior de los tejidos e incluso intracelular (Morales-García et al.,2023, Gopal y Gupta., 2016). La planta proporciona nutrientes en forma de exudados como aminoácidos y azúcares; fuente rica de energía y nutrientes que permite la adhesión de los microorganismos a la superficie radicular (Correa, 2008). Estos exudados representan un 21% del carbono fijado fotosintéticamente por la planta (Carrasquilla, 2021). Estas interacciones influyen en el desarrollo y supervivencia de la planta, creando una dependencia con su microbioma para poder así formar asociaciones simbióticas beneficiosas con las plantas, proporcionándoles ventajas esenciales para su crecimiento, resistencia y resiliencia.
Entre estos beneficios se incluyen la mejora de la absorción de nutrientes, la protección contra patógenos, la mejora del estado fisiológico, la regulación del sistema inmunológico de la planta y la contribución a la resistencia al estrés ambiental (Vocciante et al 2022, Bind et al 2023).
Adicionalmente el microbioma de las plantas desempeña un papel crucial en la promoción de la biodiversidad del suelo y en la salud general del ecosistema. Las interacciones entre las plantas y sus microorganismos asociados no solo benefician a las plantas individuales, sino que también influyen en la dinámica de comunidades vegetales enteras.
La comprensión de estas interacciones microbianas ha inspirado estrategias que respetan y nutren este complejo entramado. Al desentrañar los secretos del microbioma vegetal, buscamos no solo mejorar el rendimiento de las plantas, sino también cultivar un terreno donde la naturaleza y la agricultura convergen en una sinfonía beneficiosa para todos.
2. ESTRATEGIAS INNOVADORAS EN ACCIÓN
Los fertilizantes basados en consorcios microbianos han transformado la práctica agrícola, tanto en España como a nivel global. En la actualidad, la investigación continua, la innovación y el desarrollo, desempeñan un papel estratégico fundamental en la optimización de la nutrición y protección de diversos cultivos, además de contribuir a la mitigación del estrés. Surgen soluciones y productos innovadores que impulsan el desarrollo de una nueva era en la agricultura:la Agricultura Biotecnológica.
El modo de acción de cada microorganismo seleccionado hace de VIBACTER® un producto único en el mercado. Los géneros Azospirillum y Azotobacter fijan y asimilan el nitrógeno en la planta. Mejora la solubilidad del fósforo insoluble del suelo por la acción de Bacillus megaterium, el cual produce ácidos orgánicos y enzimas fosfatasa transformando los fosfatos de forma insoluble a forma soluble. Por otro lado, la incorporación de una cepa de Rhizobium permite la fijación simbiótica del nitrógeno, abarcando diferentes cultivos. Todos estos microorganismos han sido seleccionados por su alta producción de fitohormonas naturales como auxinas (AIA y AIB), giberelinas y citoquininas, que incrementan la biomasa radicular, la formación de raíces secundarias, así como el número y la longitud de los pelos absorbentes, maximizando así la toma de agua y nutrientes por parte de la planta.
BACNIFOS® producto a base de bacterias PSB (Phosphate solubilizing bacteria) Pseudomonas putida y Pseudomonas fluorescens altamente eficaces en la formación de ACC desaminasa. Enzima capaz de romper el compuesto ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC), precursor de la formación de etileno, regulador clave en la respuesta de las plantas al estrés biótico o abiótico.
Finalmente, VELLTRIX® producto a base de Trichoderma sp., PGPR y micorriza que fortalece el enraizamiento y restaura el microbioma del suelo. Mejora la asimilación de hierro con la formación de sideróforos y produce sustancias volátiles, que incrementan la formación de raíces secundarias maximizando la toma de agua y nutrientes. VELLTRIX® es capaz de establecerse en la rizósfera de forma eficaz, y restablecer el equilibrio del microbioma, esencial para mitigar el estrés biótico.
El manejo de estas soluciones en las diferentes etapas de los cultivos, mediante el diseño de estrategias personalizadas, permiten aumentar la resiliencia de los cultivos a las difíciles condiciones agrícolas a las que nos enfrentamos evitando las mermas productivas y optimizando la calidad de las cosechas. Desde TRICHODEX se han realizando diferentes estudios en colaboración con clientes y empresas externas, poniendo en valor el uso de los microorganismos para aumentar la resiliencia de los cultivos .
La finca, situada en el municipio de Carmona, se encontraba en el 1er año de producción de almendros de la variedad “Lauranne”. El inicio de la campaña estuvo marcado por la casi inexistencia de precipitaciones hasta el mes de mayo, lo que causó la reducción de las dotaciones hídricas de las parcelas de regadío. Por otro lado, las sucesivas olas de calor de los meses de verano han provocado un fuerte estrés hídrico en el cultivo (RAIF,2023).
La incorporación de los microorganismos al suelo en el cultivo con árboles pequeños, mucho más sensibles a las condiciones extremas, ha incrementado la producción un 23% respecto al control sin microorganismos, obteniendo un incremento de 55,98 kg/ha (27,8%) de grano (Figura 4).
En esta parcela debido a las diferentes condiciones meteorológicas y los episodios de sequía, la comunidad de regantes dispuso de unos recursos hídricos por año de 3.400 m3 /ha de agua para dichas parcelas. Lo que supone un 40% menos de aporte de agua comparado con la campaña 2021-2022 donde había una disponibilidad de 5.700 m3/ha año. Dicha falta de agua causó una bajada de rendimiento, obteniéndose 18.307 kg/ha (campaña 2022-2023) equivalente a un 58,4 % menos en comparación con la campaña anterior en estas parcelas.
La aplicación de VIBACTER+BIOSOL en 4 momentos del cultivo mitiga el estrés hídrico, consiguiendo un incremento de rendimiento respecto a las parcelas control del 54,53%, lo que supone 9.983,3 Kg más por hectárea de naranjas (Figura 5).
El suelo de la parcela presenta niveles altamente salinos con una conductividad media del 2,320 mS/cm. Los niveles de fósforo, potasio, calcio y magnesio estaban en exceso con lo cual se detectó un posible bloqueo de nutrientes debido al pH y salinidad del suelo. Según los datos proporcionados por la FAO, las especies de Rubus sp, presentan pérdidas de cosechas de entre el 10-25% con conductividad en el extracto saturado entre 2,1-2,9 mS/cm.
En esta parcela se emplea el producto BACNIFOS®, cuyas cepas ya han demostrado en condiciones controladas su alta mitigación de los daños producidos por estrés salino en pimientos. Por otra parte, la aplicación de BACNIFOS® en el cultivo de la frambuesa sometido a salinidad, produce un incremento de cosecha del 21,5% (Figura 6) respecto a las parcelas control y en similares condiciones de estrés.
La parcela presenta un manejo intensificado, donde el uso excesivo de materias activas causó un cambio en la comunidad de microorganismos del suelo, reduciendo la presencia de organismos beneficiosos en la rizosfera. Se establece un programa de cultivo donde se realizan aplicaciones durante todo el ciclo, con el objetivo de restablecer el microbioma .
Con la aplicación de la estrategia TRICHODEX conseguimos una reducción de marras por muerte del 18,5%. Mejorando así la salud del suelo y el vigor del cultivo (Foto 2 y 3)
3. DESAFÍOS Y FUTURO
El futuro de la agricultura dependerá en gran medida de la capacidad del sector agrícola para adaptarse y adoptar innovaciones que aumenten la eficiencia, reduzcan el impacto ambiental y mejoren la resiliencia de los sistemas agrícolas. La innovación es esencial para desarrollar prácticas agrícolas adaptativas que puedan hacer frente a un entorno agrícola que está experimentando cambios climáticos significativos.
Por otra parte, con el crecimiento constante de la población mundial, y el incremento de la demanda de alimentos, la innovación en la agricultura es necesaria para aumentar la productividad y la eficiencia, garantizando que haya suficientes recursos alimentarios para satisfacer las necesidades de una población en expansión y donde los recursos naturales son limitados.
La globalización del mercado agrícola plantea un desafío crucial de producir alimentos que cumplan con estándares internacionales y se adapten a las cambiantes demandas de los consumidores. La creciente presión para adoptar prácticas agrícolas sostenibles y respetuosas con el medio ambiente, impulsa la necesidad de desarrollar técnicas específicas, como una gestión eficiente de residuos y la promoción de la biodiversidad, aspectos que no pueden subestimarse en este contexto desafiante.
La innovación continua es esencial para superar el reto de la Tecnología Emergente y su rápida evolución, como la agricultura de precisión, la inteligencia artificial y la biotecnología, ofreciendo nuevas oportunidades para mejorar la eficiencia y la productividad en la agricultura.
4. CONCLUSIÓN
El microbioma vegetal emerge como una herramienta fundamental en la agricultura sostenible. Este conjunto diverso de microorganismos desempeña un papel clave en la salud de las plantas al fortalecer su resistencia a condiciones adversas.
Las estrategias innovadoras centradas en el microbioma permiten optimizar la absorción de nutrientes por parte de las plantas, mejorando su rendimiento y contribuyendo a la eficiencia y eficacia en el uso de recursos, esencial para la sostenibilidad a largo plazo de la agricultura, especialmente en un contexto donde la gestión responsable de insumos se ha vuelto imperativa.
En este escenario, la investigación y aplicación de enfoques que fomenten la interacción entre las plantas y su microbioma son esenciales para superar los desafíos dinámicos a los cuales se enfrenta la agricultura.
BIBLIOGRAFÍA
