La agricultura moderna enfrenta desafíos que se multiplican y renuevan permanentemente en la perspectiva de lograr mayores rendimientos de los cultivos, y que éstos tengan el menor impacto posible sobre el medio ambiente.

En esta tarea se está recurriendo a nuevos enfoques e integrando conceptos ecológicos y moleculares para lograr estos mayores rendimientos y de paso reducir al mínimo los impactos sobre el ambiente, rebajando significativamente las dosis de fertilizantes sintéticos, los que provocan contaminación, daños a la salud humana y pérdida de fertilidad de los suelos.

Rizobacterias

En esta labor, la búsqueda se ha orientado hacia el desarrollo de nuevas biotecnologías, con un interés creciente en los microorganismos benéficos del suelo que promueven el crecimiento de las plantas y evitan infecciones del tejido vegetal por patógenos.

En concreto, un método promisorio para reducir el uso de fertilizantes sintéticos es la aplicación de rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (RPCV), como inoculantes microbianos, porque el empleo de las RPCV como biofertilizantes es una opción viable y sustentable que facilita la disponibilidad de elementos nutritivos, favorece el crecimiento y aumenta los rendimientos productivos de las plantas.

Qué son las RPCV

Las Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR, por su sigla en inglés), o RPCV, corresponden a un conjunto de bacterias que habitan en la rizosfera (entorno de la raíz) de las plantas y que produce en ellas todo tipo de beneficios, como potenciar su crecimiento, mejorar la absorción de minerales y otro tipo de compuestos, protegerlas de posibles agentes patógenos, combatir la contaminación de los suelos y ayudarlas en la producción de hormonas necesarias para su desarrollo.

Estas características hacen que las PGPR sean muy investigadas actualmente, no solo por su colaboración en el crecimiento de los cultivos, o como agentes de biocontrol, sino también por sus múltiples posibilidades de descontaminación de suelos y recuperación de ecosistemas. En la actualidad, incluso se están investigando cepas bacterianas modificadas genéticamente, que mejoran y potencian esta interacción en condiciones que antes eran desfavorables.

Acción e interacción

La acción de inocular los cultivos con RPCV, además de reducir el uso de fertilizantes sintéticos y sus consiguientes impactos negativos, aumenta el rendimiento de los cultivos, contribuyendo a la rentabilidad económica para los productores y de paso, a la salud de la población.

Estas interacciones de las RPCV con las plantas y microrganismos (medio biótico) son muy complejas y utilizan variados mecanismos de acción para incidir en el crecimiento de las plantas, como la biofertilización, la fitoestimulación o el biocontrol.

Desde la raíz

Un factor esencial para que las RPCV accionen de forma eficiente este control biológico y favorezcan el crecimiento de las plantas, es la colonización de su sistema radicular. En este aspecto, los elementos indispensables para que esta colonización sea eficiente incluyen la capacidad de los microorganismos para sobrevivir después de la inoculación y crecer en la espermosfera (región que rodea la semilla), además debe fijarse en la superficie de las primeras raíces y colonizar todo el sistema.

Esta colonización radicular por microorganismos endófitos (dentro de la planta) incluye varias etapas, como atracción, reconocimiento, adhesión e invasión, las que se ven afectadas por los componentes físicos y químicos vivos y no vivos del ecosistema (factores bióticos y abióticos). La colonización de las semillas es el primer paso en este proceso, porque los microorganismos que se establecen sobre las semillas pueden crecer y colonizar las raíces en toda su extensión.

De una adecuada colonización de bacterias en la rizosfera dependen los buenos resultados en los cultivos. Aplicando la técnica correcta de inoculación, ésta se verá reflejada en un mayor porcentaje de germinación y productividad del cultivo, además de incrementar su resistencia al estrés.

PGP y RPCV

Las RPCV se sitúan en el marco de los mecanismos de promoción del crecimiento vegetal, o Plant Growth Promotion (PGP), que son aquellas acciones o actividades biológicas que dan como resultado una influencia positiva sobre el desarrollo de la planta, y se pueden clasificar en mecanismos directos o indirectos, o la combinación de ambos.

Directos e indirectos

Los mecanismos directos ocurren cuando las bacterias sintetizan metabolitos, o cuando las plantas incrementan la disponibilidad de elementos nutritivos necesarios para su metabolismo, mejorando su nutrición, la fijación de nitrógeno (N), la síntesis de fitohormonas, vitaminas y enzimas, la solubilización de fósforo (P) inorgánico y la mineralización de fosfato orgánico, o la reducción de toxicidad por metales pesados, la reducción de niveles de etileno en los suelos, o el incremento de la permeabilidad de las raíces, entre otras.

En el caso de los mecanismos indirectos, estos se basan en aspectos del metabolismo o la biología del microorganismo, por lo que no necesariamente deben ejercen un efecto positivo sobre el desarrollo de la planta, sin embargo colaboran, porque las RPCV provocan la disminución o eliminación de microorganismos fitopatógenos, ya sea a través de la producción de sustancias antimicrobianas o de antibióticos, de enzimas líticas o una combinación de éstas. Así como por estimulación de las defensas naturales de la planta, mediante mecanismos de biocontrol e inducción de resistencia sistémica (IRS) a un gran espectro de organismos patógenos y producción de sideróforos, entre otros, como también la producción de antibióticos y cianuros de hidrógeno que impactan sobre los fitopatógenos.

Mas eficiencia, mejor calidad

Estos mecanismos permiten optimizar recursos, mejorando la eficiencia del cultivo en la utilización de recursos edáficos (del suelo), además de contribuir a la salud de la planta y su capacidad de respuesta a condiciones adversas. Esto es especialmente relevante en el actual escenario de cambio climático y específicamente en el arándano, que sabemos es un cultivo muy dependiente de condiciones ambientales.

Además, estos microorganismos tienen la capacidad de aumentar las cualidades especiales del arándano, concentrando aún más los compuestos bioactivos que lo caracterizan y por lo que los consumidores lo demandan en los mercados.