Esfuerzos conjuntos

En la actualidad, la agricultura moderna enfrenta grandes desafíos, como asegurar la provisión suficiente de alimentos para la creciente población mundial (seguridad alimentaria),siguiendo mega tendencias alimentarias como son productos saludables, libres de agroquímicos o agentes patogénicos (inocuidad alimentaria) y, sobre todo, que sean sustentables, es decir que prioricen el cuidado del medioambiente. Aunado a esto, debe enfrentar desafíos adicionales, derivados en su gran mayoría del cambio climático, como la escasez de agua, el incremento de la temperatura, la salinidad de los suelos, la radiación solar excesiva, entre otros, que tienden a reducir la frontera agrícola y el rendimiento y la calidad de los cultivos. Como parte de un círculo vicioso, muchos de estos problemas son exacerbados también por ciertas prácticas comúnmente utilizadas en la agricultura, tal el caso de un uso excesivo de fertilizantes, sistemas ineficientes de riego, la sobreexplotación de los mantos acuíferos, la falta de rotación de cultivos, la labranza, etc.

El desarrollo sustentable es definido como“la satisfacción de las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades” (CMMAD, 1987). Sin embargo, las prácticas agrícolas actuales se consideran contaminantes al promover la producción de gases con efecto invernadero, causantes del cambio climático. Por ejemplo, ocasionan la producción de dióxido de carbono (CO2) proveniente de la quema de residuos agrícolas o por los desmontes, y de la quema de combustibles fósiles para el funcionamiento de la maquinaria agrícola y el transporte de suministros; de metano (CH4), con un potencial de efecto invernadero, en 100 años, 27-30 veces mayor al del CO2 y que se forma por la actividad de ciertos microorganismos que descomponen fertilizantes, en la crianza de ganado bovino y también y en gran abundancia durante el cultivo de arroz, debido a las condiciones de baja aireación en ambientes inundados (anaerobiosis).

No menos importante resulta también la producción de óxidos de nitrógeno, particularmente de óxido nitroso (N2O), con un potencial de efecto invernadero, en 100 años, 273 veces mayor al del CO2, proveniente de la degradación microbiana del excedente de los fertilizantes nitrogenados no absorbidos por las plantas. De acuerdo con la Organización para la agricultura y alimentos de las Naciones Unidas (FAO), el sistema mundial de alimentos, en el que se incluye la agricultura, produce el 21% del total de CO2 de origen antropogénico, el 53% de todo el CH4 y el 78% de todo el N2O, contribuyendo enormemente al calentamiento global.

ENFRENTANDO LOS GRANDES DESAFÍOS

Si bien muchas de las prácticas agrícolas actuales contribuyen al calentamiento global, no se debe de olvidar que las plantas son también los grandes sumideros de CO2, gracias al proceso de fotosíntesis, durante el cual esta molécula luego de ser atrapada por las hojas de las plantas y gracias a la energía lumínica, es transformada en otras moléculas mucho más complejas que, en una buena parte, pasarán a conformar la estructura vegetal o la maquinaria metabólica de las plantas. Otra parte de estas moléculas o fotosintatos es excretada por las raíces al suelo, en un proceso conocido como exudación, que se da como respuesta a diferentes estímulos físicos, químicos y biológicos presentes en el suelo, y que procura generar condiciones o ambientes adecuados para el desarrollo de las plantas. Estos procesos naturales generan un almacenamiento a largo plazo de carbono en plantas y suelos, el cual se conoce como “secuestro de carbono”.

Para transitar hacia la sustentabilidad de la agricultura se requieren realizar cambios en múltiples actividades, aunque algunas de las más importantes están referidas a lograr una reducción en la emisión de los gases con efecto invernadero como el CO2, CH4 y N2O a un nivel tal que su producción sea al menos igual a la capacidad de los cultivos de secuestrar carbono, logrando un equilibrio pleno, que es la base de lo que hoy se conoce como “agricultura con balance neutro de carbono” (carbon neutral farming).

LOS MICROORGANISMOS COMO ALIADOS

Se considera que, dentro del proceso evolutivo, las plantas lograron la conquista de los distintos ambientes terrestres gracias al apoyo de aliados diminutos, como son los microorganismos del suelo, particularmente de algunas bacterias. A partir de este punto y a través de millones de años, se fueron desarrollando una serie de relaciones mutualistas entre las plantas, las bacterias y hongos del suelo, mediante las cuales todos los participantes de estas asociaciones logran algún tipo de beneficio.

Por ejemplo, cierto tipo de bacterias son capaces de fijar el nitrógeno, fenómeno que consiste en la oxidación o reducción del nitrógeno para dar amonio, nitratos o nitritos que son formas metabolizables y que puedan ser incorporadas por las plantas. Es gracias al uso de este tipo de microorganismos que, cultivos extensivos como los de la soya y el maíz, han o están logrando reducir drásticamente los niveles de fertilización nitrogenada. Aunado a estos beneficios, varias especies pertenecientes a estos géneros de bacterias son también capaces de producir fito hormonas que favorecen el desarrollo de las raíces, promoviendo, por un lado, una mayor capacidad de absorción de nutrientes, y por otro, evitando que el exceso de estos se lixivie y volatilice en forma de amoniaco y óxidos de nitrógeno, como el N2O, este último con un efecto invernadero muy potente.

Asimismo, un sistema radicular robusto favorece la capacidad de las plantas para la absorción de agua, un elemento clave para los cultivos y que resulta cada vez más escaso. A su vez, otro tipo de hongos y bacterias tienen la capacidad de volver biodisponibles ciertos nutrientes, como el fósforo o el potasio, solubilizándolos a partir de sus formas minerales o de movilizar micronutrientes, tal el caso del hierro, mediante la producción de moléculas conocidas como sideróforos. Todas estas actividades finalmente contribuyen al uso eficiente de nutrientes y de agua (NUE y WUE, respectivamente, por sus siglas en inglés).

Otros microorganismos también contribuyen a mitigar el estrés abiótico que, conjuntamente con un sistema radicular robusto, con capacidades de absorción de nutrientes móviles y de agua mejoradas, promueven un mayor desarrollo de la biomasa aérea, incrementando también la capacidad fotosintética y por ende de secuestro de carbono. De esta manera se puede ir transformando un círculo vicioso que contamina, en un círculo virtuoso que transita hacia una agricultura sustentable, hasta alcanzar un balance de carbono neutro, gracias a que por un lado se reducen las fuentes de gases con efecto invernadero, así como su huella de carbono (entendida como los equivalentes de CO2 de toda la energía requerida para la producción de fertilizantes, transporte y distribución a los centros de consumo) y, por otro, se incrementa la capacidad de secuestro de carbono, todo esto, sin afectar los rendimientos de los cultivos.

Finalmente, y no menor, es el papel que juegan los microorganismos benéficos en la mitigación del estrés biótico (provocado por plagas y agentes causantes de enfermedades), logrando reducir de esta manera la extrema dependencia de los pesticidas de síntesis química que han venido reduciendo enormemente la fertilidad biológica de los suelos.

LOS MICROORGANISMOS DEL SUELO Y SU DINÁMICA CON LAS PLANTAS

Las plantas, de acuerdo con sus necesidades, emiten una serie de señales a través de los exudados, que buscan “reclutar” selectivamente a los microorganismos que les pueden ayudar en sus requerimientos. Los microorganismos que “escuchan el llamado de auxilio” de las plantas, acuden hacia ellas siguiendo un fenómeno conocido como “quimiotaxis” en el cual organismo dirigen sus movimientos de acuerdo con la concentración de ciertas sustancias químicas en su medio ambiente. “nadando” hacia el lugar donde perciben la mayor concentración de moléculas. Los exudados de las raíces, además de las señales de auxilio, contienen una gran cantidad de sustancias, como azúcares y aminoácidos que sirven de alimento para los microorganismos benéficos que arriban a su entorno, favoreciendo el crecimiento exponencial de sus poblaciones y con ello, también el incremento en el nivel de los servicios que hongos y bacterias proporcionan a cambio de alimentos a las plantas. Todas estas interacciones mutualistas, mediadas por señales químicas, dan lugar a la formación de todo un ecosistema particular conocido como rizósfera, que es la zona anular de suelo que rodea a las raíces, muy rica en microorganismos. Como todo ecosistema, la rizósfera es altamente dinámica, respondiendo a múltiples variables que van desde la naturaleza de la propia planta, las características físicas, químicas y biológicas del suelo y el medioambiente en general, hasta las actividades antropogénicas.

LAS VARIABLES PRINCIPALES QUE MODULAN LA DINÁMICA DE LA RIZÓSFERA

Partiendo por las plantas mismas, su tipo es una de las primeras variables, ya que cada una desarrolló relaciones particulares con algunos microorganismos, tal el caso de diferentes variedades de leguminosas, capaces de formar relaciones simbióticas, en algunos casos específicas, con algunas bacterias del género Rhizobium. Estas bacterias se caracterizan por crecer dentro del tejido de las raíces formando nódulos, donde realizan la función de fijar el nitrógeno atmosférico y llevarlo a formas asimilables para las plantas. Desde el punto de vista agrícola, el hecho de que las leguminosas tratadas con este tipo de bacterias puedan crecer y producir sin abonos www.mundoagro.ioI93nitrogenados (pues la bacteria los remplazaría) hace que sea posible el ahorrarse millones en abonos. Sin embargo, el mayor impacto se da sobre el tema ambiental, ya que, por un lado, se disminuye toda la huella de carbono asociada a los fertilizantes nitrogenados (producción, transporte y distribución) y por otro, se evita que los fertilizantes no absorbidos (usualmente entre el 30 al 50% del total de fertilizantes aplicados), sean drenados o lixiviados y alcancen las masas de aguas, donde ocasionan problemas de eutrofización, se volatilicen, contribuyendo al calentamiento global y a las lluvias ácidas y se mineralicen, generando la erosión de los suelos, incrementos en la salinidad, etc. Otra variable importante y que depende de las plantas, es su etapa fenológica ya que ella también establece el nivel de actividad que pueden tener sus raíces. Por ejemplo, en plantas durante su periodo de dormancia, sus raíces también se encuentran inactivas y, por ende, la actividad microbiana en la zona rizosférica es muy baja; sin embargo, durante los periodos de brotación y postcosecha, usualmente, la emisión de raíces y la exudación son elevadas, observándose también un incremento sustancial, tanto en la abundancia, como en la biodiversidad de las poblaciones microbianas que habitan la zona rizosférica.

En cuanto a factores https://mundoagro.io/wp-content/uploads/2025/04/premium-1.pngs, el pH, el contenido de materia orgánica y la disponibilidad de oxígeno (relacionada estrechamente con la estructura del suelo), son algunos de los factores más relevantes que influyen directamente en la dinámica de la rizósfera, puesto que de alguna manera favorecen o, en su defecto limitan, el desarrollo de ciertas especies de organismos. Por ejemplo, si se analiza el tema del oxígeno, se debe mencionar que, en su gran mayoría, los microorganismos del suelo son de naturaleza aerobia; es decir, requieren de este elemento para poder vivir. En suelos altamente compactos, el oxígeno difícilmente llega en cantidad suficiente a los diferentes estratos del suelo, dificultando el desarrollo microbiano, pero además, este tipo de suelos tampoco permite un crecimiento adecuado de las raíces, las cuales son la base para la exudación que también favorece la atracción y multiplicación exponencial de los microorganismos en la zona rizosférica.

Finalmente, se deben resaltar que todas las diferentes variables que pueden modular la dinámica de la rizósfera, las relacionadas con las prácticas agrícolas son las más importantes y determinantes. El uso de pesticidas y fertilizantes, la labranza, la solarización o esterilización de los suelos, la rotación de cultivos, etc., tendrán un gran impacto, condicionando, en términos de abundancia y composición a las poblaciones microbianas que podrán desarrollarse en el entorno rizosférico.

CONSIDERACIONES FINALES

Existen múltiples estudios que detallan que poblaciones microbianas abundantes y biodiversas, son capaces de sostener cultivos productivos, resilientes ante el estrés abiótico y biótico, mejorando también la eficiencia en el uso de nutrientes y de agua (NUE y WUE, respectivamente), aspectos de gran relevancia para el tránsito de la agricultura hacia la sustentabilidad.

Si bien existe literatura abundante sobre los múltiples beneficios que pueden prestar los microorganismos benéficos en favor de la agricultura, es importante considerar que su uso requiere un manejo adecuado para ser efectivo, considerando los diferentes factores e interacciones que condicionan su desarrollo en el ambiente rizosférico. No menos importantes son los bioestimulantes microbianos que pueden ser empleados, considerando su composición, calidad y modos de acción. En ese sentido, cobran notoriedad los bioestimulantes de segunda generación, los cuales además de contener microorganismos benéficos (primera generación), contienen sustancias o bioestimulantes que actúan también sobre la fisiología de las plantas, particularmente sobre la producción de exudados por las raíces, que son la base para una rizósfera altamente dinámica y eficiente.

Las consecuencias del cambio climático están afectando a todo el mundo lo que hace imperativo al menos detener las causas que lo originan, como es la emisión de gases con efecto invernadero o en el caso de la agricultura llegar a un balance neutro de carbono. Esta tarea no se trata solo de esfuerzos individuales, sino de esfuerzos conjuntos para que cada agricultor, en los diferentes lugares del planeta, aporte con su granito de arena a esta tarea. La adopción de prácticas sustentables debiera ser una tarea de todos; asumiendo como propias las reflexiones de Rabindranath Tagore que decía: “convertid un árbol en leña y arderá para vosotros, pero no producirá flores ni frutos para vuestros hijos”.