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Aplicación de
microorganismos promotores de la descomposición de los residuos de cosecha y
promotores del crecimiento vegetal en caña de azúcar
Por: Ing. Juan Pablo Erazo Arias
eMAIL: jperazoa@gmail.com
FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL USO DE MICROORGANISMOS EN LA AGRICULTURA.
1.0 LOS MICROORGANISMOS.
1.1 Hongos.
1.1.1 Trichoderma
Trichoderma contribuye al crecimiento en cuanto a profundidad de
las raíces de las plantas, haciendo que estos cultivos sean
más resistentes a la sequía. Las raíces de colonizadas por Trichoderma requieren un 40% menos de fertilizantes nitrogenados
con relación a las raíces que no se encuentran colonizadas
(Montero et al.,----) .
El Hongo Trichoderma ejerce un efecto favorable en la primera
fase de desarrollo de la caña de azúcar, ya que es capaz de
inhibir la acción de otros hongos, además, Se pudo comprobar
que la aplicación de Trichoderma fue eficiente debido a que en
todas las combinaciones donde se aplicó este producto, se
logró un mayor número de posturas germinadas que en la
variante donde no se aplicó el mismo.
Dentro de los organismos utilizados en bioremediación se ha
estudiado el genero Trichoderma, el cual puede degradar organoclorados, clorofenoles, y otros insecticidas coma DDT,
endosulfán, pentacloronitrobenceno, aldrin y dieldrin,
herbicidas como trifluralin y glifosato. (Esposito y Da Silva,
1998). Este hongo posee enzimas tales como celulasas,
hemicelulasas y xylanasas que ayudan a la degradación inicial
del material vegetal y por último enzimas de mayor
especialización que contribuyen a la simplificación de
moléculas complejas como son las de biopesticidas (Kaytama y
Marsumara, 1993) .
Trichoderma spp toma nutrientes de los hongos (a los cuales
degrada) y de materiales orgánicos ayudando a su
descomposición, por lo cual las incorporaciones de materia
orgánica y compostaje lo favorecen. La velocidad de crecimiento
de este organismo es bastante alta, por esto es capaz
establecerse en el suelo y controlar enfermedades (Esposita y
Da-Silva, 1998; Papavisas, 1985) .
La aplicación de Trichoderma para el control de enfermedades
tiene varias ventajas:
1. Trichoderma ofrece un control eficaz de enfermedades de
plantas.
2. Posee un amplio rango de acción.
3. Este hongo está propagándose en el suelo, aumentando sus
poblaciones y ejerciendo control duradero en el tiempo sobre
hongos fitopatógenos.
4. Este hongo ayuda a descomponer materia orgánica, haciendo
que los nutrientes se conviertan en formas disponibles para la
planta, por lo tanto tiene un efecto indirecto en la nutrición
del cultivo.
5. Trichoderma estimula el crecimiento de los cultivos porque
posee metabolitos que promueven los procesos de desarrollo en
las plantas.
6. Puede ser aplicado en compostaje o materia orgánica en
descomposición para acelerar el proceso de maduración de estos
materiales, los cuales a su vez contendrán el hongo cumpliendo
también función de biofungicida.
7. Favorece la proliferación de organismos benéficos en el
suelo, como otros hongos antagónicos.
8. No necesita plazo de seguridad para recolección de la
cosecha.
9. Preservación del medio ambiente al disminuir el uso de
fungicidas.
10. Economía en los costos de producción de cultivos (Chet and
Inbar, 1994).
11. Ataca patógenos de la raíz (Pythium, Fusarium,
Rhizoctonia) y del follaje (Botriys y Mildew) antes que puedan
ser los detectados y evita el ataque de (Phytophtora).*
12. Previene enfermedades dando protección a la raíz y al
follaje.*
13. Promueve el crecimiento de pelos absorbentes y raíces
alimenticias. *
14. Mejorando la nutrición y la absorción de agua.*
15. Disminuye o elimina la dependencia de fumigantes químicos.
*
16. No se ha registrado ningún efecto fitotóxico.*
1.1.2 Paecilomyces
Solubilizador de fósforo y regulador de nematodos.
En el ciclo del fósforo hay unos microorganismos,
principalmente hongos y bacterias, que son capaces de
solubilizar compuestos insolubles en P con Fe (estrenuita), con
Al (variscita) o con Ca (fosfato
tricálcico o fosfato
ortocálcico), según Brady y Weil, citados por cabrera (2000) ,
estos microorganismos capaces de solubilizar este fósforo, lo
hacen mediante la acidificación del medio liberando a él
protones y/o ácidos orgánicos como cítrico, oxálico o
succinico. Cabrera (2000) encontró especies de hongos
Penicillium, Aspergillus, Scytalidium y Paecilomyces presentando
una alta actividad solubilizadora de fósforos.
La facultad que posee para parasitar huevos de nematodos,
también se ve algunas veces o se expresa sobre nematodos en
estados libres o móviles, o sobre hembras sedentarias, pero es
mas agresivo sobre los huevos. (Cabanillas et al., 1989) .
Las toxinas producidas por parte del Paecilomyces afectan el
sistema nervioso y causan deformación en el estilete de los
nematodos que sobreviven, lo que permite reducir el daño y sus
poblaciones.
Al controlar las poblaciones de nematodos, se reducen las
posibilidades de enfermedades a nivel de la raíz, pues los
sitios de penetración o entrada de estas son los mismos por
donde el nematodo se ha fijado o adherido a succionar nutrientes
y a desarrollar su ciclo de vida, sumado a esto, se reducen el
numero de raíces no funcionales que se traduce en una mejor
nutrición y en un mayor anclaje, que para el caso de la caña
significa una reducción en los índices de volcamiento y demás
efectos que esto acarrea.
1.1.3 Saccharomyces (C.U.M, 1997)
Las levaduras sintetizan sustancias antimicrobiales y otras
substancias útiles para el crecimiento de las plantas, a partir
de aminoácidos y azúcares secretados por las bacterias
fotosintéticas, la materia orgánica y las raíces de las
plantas.
Las sustancias bioactivas producidas por las levaduras como
hormonas y enzimas, promueven la división activa de células y
raíces. Estas secreciones también son sustratos útiles para
los Microorganismos como las bacterias ácido lácticas y los
actinomicetos.
Las diferentes especies de Microorganismos (bacterias
fotosintéticas y ácido lácticas y levaduras) tienen sus
funciones respectivas. Sin embargo, las bacterias
fotosintéticas son consideradas el eje central de la actividad
de estos microorganismos.
Las bacterias fotosintéticas dan sostén a las actividades de
los demás microorganismos, sin embargo, las bacterias
fotosintéticas también utilizan substancias producidas por
otros microorganismos. Este fenómeno se conoce como “Coexistencia
y Coprosperidad”. El incremento de las poblaciones de
Microorganismos en el suelo a través de su aplicación,
promueve el desarrollo de microorganismos benéficos ya
existentes en el suelo. Debido a esto, la microflora del suelo
se vuelve abundante, y así el suelo desarrolla un sistema
microbiano balanceado. En este proceso, algunos microbios
específicos del suelo (especialmente los nocivos) son
suprimidos, reduciendo así la incidencia de enfermedades
causadas por patógenos del suelo. En estos suelos
desarrollados, los Microorganismos Eficaces mantienen un proceso
simbiótico con las raíces de las plantas en la rizosfera.
Las raíces de las plantas también secretan sustancias como
carbohidratos, aminoácidos, ácidos orgánicos, y enzimas
activas. Los Microorganismos Eficaces utilizan estas sustancias
para su crecimiento. Durante este proceso, también secretan y
proveen aminoácidos, ácidos nucleicos y una variedad de
vitaminas y hormonas a las plantas. Los Microorganismos “Eficaces”
coexisten en la rizosfera con las plantas. Por esta razón, las
plantas crecen excepcionalmente bien en suelos dominados por
estos agentes.
1.2 Bacterias.
1.2.1.1 Azotobacter y Azospirillum.
Hapase et al, 1984 , encontró que al inocular con azotobacter
las yemas de caña de azúcar al momento del transplante y la
inmersión de las raíces al momento de la siembra, originaba un
incremento en la velocidad de germinación, en el
establecimiento del material trasplantado, en el desarrollo de
las raíces, el macollamiento, la altura y numero de tallos
movibles, lo cual incremento la producción por unidad de área.
En el congreso internacional de la caña de azúcar realizado en
Australia en 1997, se demostró que con la aplicación de
Azotobacter y Azospirillum se pueden reducir la perdidas de
Nitrógeno (NO3) por lavado, permitiendo la aplicación hasta de
400kg de N sin que se presenten riesgos ambientales, pues los
niveles de perdidas están entre los valores permitidos y se
estima que es posible hacer una reducción de al menos el 20% de
fertilizante nitrogenado sin afectar la producción (Hussigi et
al, 2001) .
En Rio de Janeiro Brasil, Dobereiner J. 1992 , mostró que con
la inoculación de bacterias diazotroficas (diazo= N2, trofic =
Nutrición) en caña de azúcar se pueden fijar hasta 150kg de
nitrógeno por hectárea año.
En experimentos de campo para evaluar la respuesta de la caña
de azúcar a la aplicación de un biofertilizante elaborado con
la cepa INICA-8 de Azospirillum sp, debido a su alta
potencialidad dinitrofijadora; Realizados en la Red Geográfica
Experimental del INICA, en diferentes condiciones
edafo-climáticas y de manejo fito-técnico. Los resultados
indican que los retoños responden con diferentes magnitudes y
altos niveles de sustitución de fertilizantes minerales desde y
por encima de 50% del nitrógeno total necesario para el ciclo
de la plantación, cuando se realizan inoculaciones de
Azospirillum en la rizosfera en concentraciones de 109 cel/ml de
bioproductos puros, frescos y bien conservados. Los incrementos
medios por producciones adicionales están en orden aproximado a
20% cuando se inocularon dosis en el rango 80 a 100 L/ha del
biopreparado, observándose un alto índice de frecuencia
positiva de las respuestas obtenidas (76%) de los experimentos
cosechados. (INICA, 2000)
La Asociación Surafricana de Tecnología de la Caña de
Azúcar, menciona que el cultivo de la caña de Azúcar deriva
unos 25kg por hectárea año, resultados encontrados en su
estación experimental (Purchase, 1980) .
1.2.1.2 Lactobacillus (C.U.M, 1997)
Las bacterias ácido lácticas producen ácido láctico a partir
de azúcares y otros carbohidratos desarrollados por bacterias
fotosintéticas y levaduras. Desde tiempos antiguos, muchos
alimentos y bebidas como el yogurt y los pepinillos son
producidos usando bacterias ácido láctico. Sin embargo, el
ácido láctico es un compuesto altamente esterilizante que
suprime microorganismos nocivos y mejora la descomposición de
la materia orgánica. Además las bacterias ácido lácticas
promueven la fermentación y descomposición de materiales como
lignina y celulosa, eliminando así los efectos indeseables de
la materia orgánica no descompuesta.
Las bacterias ácido lácticas tienen la habilidad de suprimir
microorganismos causantes de enfermedades como Fusarium, los
cuales aparecen en sistemas de producción continua. Bajo
circunstancias normales, las especies como Fusarium debilitan
las plantas cultivadas, exponiéndolas a enfermedades y a
poblaciones crecientes de plagas como los nemátodos. El uso de
bacterias ácido lácticas reduce las poblaciones de nemátodos
y controla la propagación y diseminación de Fusarium,
mejorando así el medio ambiente para el crecimiento de
cultivos.
1.2.1.3 Burlkholderia.
De entre las PGPR s usadas en biocontrol, las bacterias del
genero Pseodomonas (gram negativa) son de las mas conocidas,
produciendo una amplia gama de metabolitos con capacidad
antimicrobiana. Su mecanismo de acción es conocido y puede ser
bien por competencia nutricional a través de la producción de
sideroforos que secuestran hierro y que no pueden ser usados por
organismos patógenos, bien por la inducción de resistencia
sistémica inducida, restringiendo la penetración del patógeno
en la planta, optimizando su defensa, o bien por la producción
de antibióticos, fenazinas, pioluteorina, ácido cianhidrico,
etc. efectivos contra enfermedades fúngicas, como la
podredumbre negra de la raíz (Antón, 2000) .
Las rizobacterias Bacillus y Pseudomonas han demostrado en
condiciones de invernadero su capacidad para desencadenar una
aceleración en el reciclado de nutrientes al mismo tiempo que
estimulan el desarrollo de un sistema radical más eficaz para
la absorción de nutrientes. Además del efecto favorable sobre
la fisiología de la planta, estas bacterias han demostrado su
capacidad para evitar la entrada de patógenos, probablemente
por un proceso de ocupación de nicho, también se ha comprobado
su capacidad para producir sideroforos, así como la capacidad
de inhibición de hongos fúngicos "in-vitro" (Antón,
2000)
La producción de sustancias estimuladoras del crecimiento es
otra de las propiedades detectadas por las bacterias del género
Pseudomonas y sus principales ventajas son inducir la
iniciación radicular e incrementar la formación de raíces y
pelos radiculares como así también el desarrollo vegetal
general del cultivo de trigo. Las principales sustancias
estimuladoras producidas son de tipo hormonal como auxinas,
giberelinas y citoquininas pero también producen sustancias de
otro tipo como aminoácidos y promotores específicos del
crecimiento. (Rizobacter, 2001)
Burkholderia cepacia se describe como una bacteria muy atractiva
y de considerable atención por su versatilidad genética,
apareciendo como patógeno de plantas, saprofítico,
biorremediador y agente de biocontrol en cultivos de interés
agrícola. Entre sus mecanismos de acción se destacan el
aumento de la toma de agua y nutrientes por la planta, la
producción de fitohormonas y el biocontrol de patógenos
(Sanchez et al., ----).
Por lo que trabajar con productos a partir de los metabolitos
activos de B. cepacia, en ausencia o no de la célula como tal,
brinda magnificas posibilidades para su utilización como agente
del biocontrol, además constituyen una alternativa eficaz a
quimiotóxicos, altamente contaminantes y peligrosos para la
salud (Sanchez et al., ----).
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