El suelo; organismo complejo en constante evolución.

Los macroorganismos.

Los microorganismos.

Los suelos: macroorganismos y microorganismos.

El suelo; organismo complejo en constante evolución.

Todo suelo, cultivado o no, se puede entender como un organismo dinámico en el que la actuación de las fuerzas de la naturaleza y la acción de organismos vivos lo mantienen en constante evolución. El suelo provee a la planta de los nutrientes necesarios, entre otras muchas funciones, y estos nutrientes son devueltos en mayor o menor medida, por la acción de los organismos que actúan sobre los restos vegetales y animales.

Los macroorganismos.

Lo constituyen principalmente roedores como ratones, ratas, topos, topillos y conejos que con su devenir diario airean el suelo con sus excavaciones y a su muerte suponen un aporte de materia orgánica a los suelos.

Los insectos, ácaros, caracoles, babosas, nematodos etc. tienen como papel principal el inicio de la descomposición de la materia orgánica, proceso que luego seguirán los microorganismos.

Mención aparte merece la acción de las lombrices; suelen habitar suelos húmedos y con alto contenido en materia orgánica la cual filtran excretando una materia orgánica aún más enriquecida ya que la fracción mineral se ve sometida a la acción de sus enzimas digestivos. El resultado son suelos más ricos en nitratos, calcio y magnesio que también redunda en la capacidad de cambio de los suelos. A través de sus cuerpos pasan grandes cantidades de suelo al año, pero su población depende de la aportación de estiércol a los suelos. Ni que decir tiene que una vez acaba su vida, tanto de insectos, ácaros, caracoles, babosas, nemátodos y lombrices, suponen una importante aportación de materia orgánica a los suelos.

La aportación de las propias plantas se puede entender, al igual que con las lombrices, como doblemente beneficioso: las raíces ejercen una acción mecánica que fragmenta los suelos ayudando a construir una estructura estable. Un gran número de microorganismos se concentran en la rizosfera atraídos por la variedad de exudados radiculares ricos en carbono que les sirven como fuente de alimento y energía:

• Mucigel, una mezcla de polisacáridos, lípidos, proteínas, vitaminas y fitohormonas exudado principalmente por los ápices radiculares y con consistencia viscosa.
• Aminoácidos y azúcares simples (glucosa y fructosa) excretadas por los pelos radicales.
• Materia orgánica procedente del contenido de las células de la epidermis conforme mueren.

Los microorganismos.

Los microorganismos que habitan el suelo y, por tanto, que se concentran en la rizosfera, son en su mayoría beneficiosos, aunque también los hay patógenos y parásitos. Se alimentan de nutrientes y energía que extraen en la raíz, pero a cambio solubilizan elementos que son absorbidos por las plantas. La composición de la microbiología de la rizosfera depende de las condiciones del suelo y de la especie vegetal que la habita.

Bacterias. Son organismos unicelulares que en los suelos cultivados llegan a suponer el 50% de la microbiología total. Son muy activas metabólicamente desprendiendo importantes cantidades de CO₂. Su número decrece conforme descendemos en el perfil del suelo y suelen concentrarse en torno a los pelos absorbentes de la raíz. Las bacterias de la rizosfera se pueden dividir en dos grupos en función de cómo se nutren:

1. Bacterias autótrofas. Utilizan los nitratos y los compuestos de amonio como fuente de nitrógeno y el CO₂ como fuente de carbono.
   1. Autótrofas fotosintéticas (fotoautotróficas). Extraen la energía del sol.
   2. Autótrofas quimiosintéticas (quimiolitotróficas). Obtienen la energía mediante la descomposición (oxidación) de compuestos minerales.
2. Bacterias heterótrofas. Son la gran mayoría y extraen del suelo tanto el nitrógeno como el carbono.

Pero la forma de clasificación de las bacterias agronómicamente sería la siguiente:

• Bacterias celulolíticas. Son las más abundantes ya que degradan la celulosa, compuesto más abundante en los residuos vegetales.
• Bacterias pectinolíticas. Degradan la pectina.
• Bacterias fijadoras de nitrógeno. Fijan el N₂ de la atmósfera y lo transforman en formas asimilables por las plantas.
• Bacterias amonificadoras. Degradan el nitrógeno procedente de formas orgánicas (aminoácidos y aminas) y las transforman en nitrógeno amoniacal.
• Bacterias nitrificadoras. Transforman el nitrógeno amoniacal en nitrógeno nítrico.

La población de bacterias de un suelo está influenciada por las condiciones edafoclimáticas de nuestro suelo y en cuanto a las principales tenemos:

• La humedad del suelo. Si recordamos cuando hablamos de la energía del agua en el suelo, la vida bacteriana empieza a verse reducida a tensiones de -300 kPa, o lo que es lo mismo, a -3 atmósferas, -3 bares o -300 centibares de presión de succión. A -1.500 kPa las estructuras vegetativas de las bacterias desaparecen. Si tenemos en cuenta que un cultivo normal se mantiene a presiones de -20 a -50 centibares vemos que las bacterias son bastante resistentes a la sequía, es más, cuando las poblaciones desaparecen sus estructuras de resistencia permanecen intactas y cuando regresa la humedad las poblaciones se restituyen paulatinamente. El problema es que, si sometemos a nuestro huerto a un periodo de sequía, cuando volvamos a cultivar las bacterias necesitarán un tiempo para alcanzar una población capaz de interactuar con nuestras plantas; de ahí que muchos no dejemos nuestros huertos sin regar demasiado tiempo, aunque no tengamos plantas.
• Contenido en oxígeno. Como hemos visto antes, las bacterias prefieren los suelos húmedos, pero no soportan los encharcamientos debido a la disminución en el suelo del contenido en oxígeno. El contenido normal en oxígeno de un suelo está entre un 10-20% pero tras lluvias torrenciales o riegos copiosos el contenido en oxígeno puede disminuir por debajo del 5% y si estas condiciones se mantienen durante más de una semana las poblaciones bacterianas se ven afectada por la anoxia que a su vez fomenta la aparición de microorganismos anaerobios en la rizosfera.
• Contenido en CO₂. El oxígeno es fundamental pero una aireación excesiva de los suelos reduce el contenido en CO₂ de estos y ciertos procesos como la nitrificación necesitan de un cierto contenido en dióxido de carbono en el suelo.
• Las temperaturas. Las bacterias suelen crecer en un intervalo entre 10 y 35 º C siendo el intervalo óptimo 15-25ºC y este intervalo se da principalmente en las zonas tropicales y subtropicales.
• pH. Aunque existen especies extremas, la mayoría se desarrolla bien en un intervalo de pH comprendido entre 4 y 9, estando el óptimo entre 5,5 y 7,5.

Hongos. Son los segundos organismos en cuanto a presencia en los suelos y no por su número sino por su tamaño. Son capaces de mineralizar todo tipo de materia orgánica, sobre todo en ambientes ácidos y con sus estructuras ayudan a mantener cohesionados los suelos. Son organismos heterótrofos y obtienen el carbono de la degradación de sustancias orgánicas que no son capaces de degradar las bacterias, como son la lignina, la celulosa, la hemicelulosa y las pectinas; el nitrógeno lo pueden obtener tanto de fuentes inorgánicas (nitrato y amonio) como de sustancias orgánicas (proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos y aminas). Son organismos que necesitan oxígeno por lo que su presencia disminuye con la profundidad. Resisten un amplio rango de pH y su temperatura óptima es más alta que la de las bacterias. Su actividad es la primera en la secuencia de degradación de la materia orgánica y está influenciada por la humedad y por unos ciertos niveles de nitrógeno; si la relación Carbono/Nitrógeno del suelo disminuye por debajo de ciertos niveles la acción de los hongos se verá limitada, así como la del resto de microbiota y plantas debido al acopio del nitrógeno por parte de la población de hongos. Una relación C/N ideal para el complejo microbiológico del suelo es de 24-25/1; si es mayor la velocidad de descomposición de la materia orgánica es más lenta y si es menor es más rápida.

Actinomicetos. Son una especie de bacteria filamentosa que tiene en común con los hongos su morfología y su forma de reproducción. Es el tercer grupo en importancia, sobre todo en suelos alcalinos y ocupan tanto horizontes superficiales como profundos. Son aerobios estrictos y requieren de suelos con materia orgánica. Les perjudican los abonos amoniacales y por el contrario son favorecidos por enmiendas cálcicas. Su temperatura óptima es similar a la de las bacterias y utilizan como fuente de nitrógeno el amoniaco procedente de la desaminación de las proteínas, aminoácidos y nitratos, de ahí que no trabajen si usamos abonos amoniacales en la fertilización. Su acción es muy activa en la descomposición de restos animales y vegetales y en el proceso de mineralización del humus; por contrapartida excretan sustancias con acción antibiótica que antagonizan con el resto de componentes de la microbiología del suelo.

Microalgas. Organismos autótrofos, obtienen el carbono del CO₂, la energía del sol y el agua y los minerales del suelo. Su contribución a las reacciones de la rizosfera es muy pequeña y solamente nos interesa el pequeño incremento de materia orgánica que producen al realizar la fotosíntesis. Se pueden encontrar en perfiles superficiales del suelo y también en capas profundas, siendo en este caso heterótrofas, utilizando fuentes de carbono orgánicas.

Protozoos. Son organismos pluricelulares eucariotas saprófitos alimentándose tanto de materia orgánica como mineral soluble, así como de otros microorganismos, regulando las poblaciones de algas, bacterias y otros protozoos; no consumen actinomicetos. Son bastante resistentes a las condiciones climáticas adversas y se suelen concentrar en los 15-20 primeros cm del suelo. Necesitan humedad y prefieren el frío al calor. Como producto de su actuación tenemos al amonio.

*artículo sobre los nemátodos.

Nemátodos. Son pequeños gusanos de cuerpo fusiforme y fragmentado de una longitud entre 0,5-1,5 mm. Ocupan la capa superficial del suelo y no soportan la desecación. Son aerobios estrictos y ocupan los microporos del suelo, entrando en diapausa en periodos de encharcamiento y volviendo a la actividad cuando el suelo retoma sus condiciones aeróbicas. Son propios de suelos de textura gruesa y se alimentan de las raíces de las plantas y algunas especies también de bacterias, protozoos y otros nemátodos. Su expansión puede ser controladas mediante algunas especies de hongos cuyas hifas hacen de barrera. Aparte de alimentarse de sustancias elaboradas por la planta, son fuente de infecciones víricas y bacterianas; en cuanto a sus aportaciones positivas están la de la aireación del suelo mediante las galerías.

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Empezamos una serie de artículos dedicados a los microorganismos beneficiosos para nuestros huertos y jardines; en este artículo vamos a tratar a los hongos que entran en simbiosis con las raíces de las plantas.

Microorganismos beneficiosos 1: las micorrizas

El descubrimiento de las micorrizas.

Cada tipo de microorganismo que habita el suelo tiene una función específica; algunos se encargan de fijar el nitrógeno atmosférico, otros solubilizan el fósforo, otros entran en competencia con microorganismo dañinos compitiendo por el nicho y evitando su proliferación y la mayoría utilizan la materia orgánica o la mineral como fuente de nutrientes y energía; muchos están especializados en romper la materia orgánica de plantas y animales, dando substancias simples, inorgánicas, que pueden ser devueltas a la atmósfera o arrastradas con las aguas de drenaje o ser incorporadas al stock de reserva mineral o al complejo arcillo-húmico. Y otros entran en simbiosis con las plantas en una relación de beneficio mutuo; tal es el caso de las micorrizas.

Etimológicamente, la palabra se ha formado del término griego “mykos” (hongo) y del vocablo latino “rhiza” (raíz). El término micorriza, cuyo significado literal es hongo – raíz, se aplicó por primera vez a las asociaciones que se establecen entre plantas terrestres y determinados hongos de suelo, siendo descrito por el patólogo alemán Albert Bernard Frank en 1885. La micorriza es una asociación simbiótica entre hongos de suelo y las raíces de las plantas y esta asociación constituye una relación mutualista, el hongo coloniza la corteza de la raíz sin causar daño a la planta llegando a ser, fisiológica y morfológicamente, parte integrante de dicho órgano. A su vez, la planta hospedadora proporciona al hongo simbionte (heterótrofo, no puede sintetizar por sí mismo compuestos carbonados), compuestos carbonados procedentes de la fotosíntesis y un hábitat ecológico protegido.

La importancia de esta asociación para el desarrollo de la planta se entiende si tenemos en cuenta que la raíz es el órgano puente entre la parte aérea de los vegetales y el suelo y que, a su vez, el micelio del hongo micorrícico hace de bomba impulsora entre la solución del suelo y la raíz. En consecuencia, la micorriza, como órgano de absorción y bombeo de agua y nutrientes, es una de las más sobresalientes adaptaciones de la raíz para aprovechar al máximo las propiedades del suelo.

Tipos de micorrizas.

Los hongos micorrícicos se clasifican por su tamaño en micromicetos o macromicetos (setas); los hongos micorrícicos pertenecen al grupo de los micromicetos y a las familias:

1. Ascomycota (i.e. Peziza, Tuber).
2. Basidiomycota (i.e. Amanita, Cantharellus).
3. Glomeromycota (i.e. Glomus, Gigaspora, Acaulospora).

La asociación puede presentarse en las plantas angiospermas, gimnospermas, briofitas (musgos), equisetofitas (Cola de Caballo) y en los helechos (tanto en el gametofito como en el esporofito).

En función de cómo colonizan las raíces las podemos clasificar en:

1. Micorrizas formadoras de manto fúngico o ectomicorrizas; el micelio del hongo cubre las raíces y se puede observar a simple vista; a partir de él surgen unas hifas intercelulares (red de Hartig) que no penetran en las células del hospedante. Estas micorrizas se dan en árboles y arbustos pertenecientes a las familias de las betuláceas, fagáceas, pináceas, salicáceas y tiliáceas, así como en algunas especies de ericáceas, juglandáceas, leguminosas, mirtáceas y rosáceas. Los hongos responsables pertenecen a las familias de los Ascomicetos y basidiomicetos.
2. Micorrizas sin manto fúngico o endomicorrizas. Los hongos que las producen se caracterizan por no generar manto externo visible a simple vista y colonizar intracelularmente el córtex de la raíz. Las hifas se introducen inicialmente entre las células de la raíz, pero luego penetran en el interior de éstas, formando vesículas alimenticias y unas estructuras especializadas denominadas arbúsculos. Son las más extendidas y se encuentra en condiciones naturales en la mayoría de los cultivos tropicales y subtropicales de interés agronómico; está presente en la mayoría de las angiospermas y en familias importantes como Poaceae, Fabaceae, Solanaceae y Rosaceae, siendo las excepciones de mayor importancia las familias Chenopodiaceae (remolacha, acelga, espinaca y quinoa) y Cruciferae (coles, bróculi, rúcula, rábano). Las hifas penetran la raíz y forman unas estructuras especializadas denominadas arbúsculos dentro del córtex; las hifas no llegan a romper la membrana plasmática de las células del córtex, la cual se invagina en torno a ellas. Por medio de los arbúsculos se realiza la transferencia de nutrientes entre planta y hongo. Estos hongos pertenecen al pequeño orden Glomales (Glomus mosseae, actualmente Funneliformis mosseae y Glomus intraradices, actualmente Rhizophagus intraradicesdentro) de la clase Zygomycetes y su origen se data hace más de trescientos millones de años. Las plantas asociadas a estos hongos se benefician por el incremento en la toma de nutrientes (nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, cobre, molibdeno, zinc, hierro y manganeso), pues el hongo funciona como una extensión del sistema radical de la planta, facilitando a través de su red de hifas una mayor absorción de éstos en el suelo. En esta asociación el hongo se nutre de los carbohidratos almacenados en las células mesodérmicas en forma de fructosa, glucosa y sacarosa y también de los exudados radicales de las plantas.

Para que sirven.

Las micorrizas tienen muchos efectos beneficiosos tanto para nuestro huerto como para nuestras macetas:

• Mejora la estructura de nuestro suelo; la segregación de glomalina (una glicoproteína producida por las hifas y esporas de hongos micorrícicos arbusculares) por parte del hongo favorece la agregación de las partículas del suelo y beneficia a la estructura.
• Las hifas son capaces de prospectar volúmenes de suelo mucho mayores que las raíces no micorrizadas.
• Aumenta la adherencia de la planta al suelo.
• Favorece la absorción de agua en suelos salinos o en condiciones de estrés hídrico.
• Aumenta de la captación de iones de movilidad lenta (P, Zn, Cu, Ca)
• Reduce la lixiviación de nutrientes a capas profundas del suelo.
• Hace más eficiente y más rápido el uso de los fertilizantes y del agua.
• Amortigua los efectos del estrés biótico y abiótico.
• Reduce el gasto energético de la planta ya que disminuye la necesidad de la planta de emitir sustancias que solubilicen los nutrientes.
• Acorta el tiempo en entrada en producción de la planta y aumenta su periodo productivo.
• Incrementa la producción y calidad de frutas y hortalizas.

Factores que afectan al establecimiento, actividad y supervivencia de las micorrizas.

• Altos valores de nutrientes, sobre todo nitrógeno y fósforo inhiben el establecimiento inicial de las micorrizas.
• Una vez establecidas deberemos hacer el mínimo laboreo del suelo ya que podemos romper las estructuras del hongo.
• Si usamos micorrizas no podremos usar fungicidas vía suelo ya que estos no distinguen entre hongos beneficiosos y hongos patógenos.
• El uso de pesticidas también afecta a la micorriza.

Cómo aplicar las micorrizas. La inoculación de las micorrizas debe hacerse en los primeros estados de desarrollo de la planta, bien en semillero o todo lo más a la hora del trasplante. Existen diferentes formatos de micorrizas, pero yo uso principalmente las que van en forma de pastilla. Una vez tengamos la planta lista para trasplantar cogeremos una pastilla, la romperemos en cuatro trozos y los introduciremos en el suelo o en el sustrato a cada lado de la plántula, separada dos o tres dedos y enterrada pero siempre a nivel de las primeras raíces para que con el riego se disuelvan y al penetrar el sustrato impregnen la raíz. No es conveniente abonar hasta pasados unos días (7-10 días) para forzar a la micorriza a buscar la raíz. Ni que decir tiene que mantendremos las condiciones óptimas de temperatura, humedad, pH y salinidad en el suelo o sustrato.

Podemos hacer una segunda inoculación a mitad de ciclo de cultivo. Una vez la planta micorrizada podemos proceder de dos formas: reducir el abonado, con lo que obtendremos la misma producción que si no usáramos la micorriza, o actuar como siempre con lo que incrementaremos nuestra producción.

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