La rizosfera, el mundo oculto para una produccion sustentable

Considerar los procesos que ocurren en esta porción del suelo resulta clave para mejorar el manejo y la sostenibilidad de los agrosistemas.

La rizosfera es la porción de sustrato que está en íntimo y cercano contacto con las raíces de las plantas, donde se establece una interacción muy interesante entre la matriz del suelo, las raíces y las comunidades microbianas que lo habitan. La actividad biogeoquímica que ocurre en este ambiente es muy interesante, dado que se vincula con la nutrición vegetal, la composición de materia orgánica del suelo y los procesos involucrados en los ciclos biogeoquímicos de los elementos nutritivos de las plantas, como el nitrógeno y el fósforo. Todos los elementos de la interacción hacen su contribución clave para la vida de la rizosfera: las plantas rizosecretan compuestos orgánicos, los microorganismos transforman estos y otros rizosecretados en compuestos que se almacenan o secuestran, se absorben y/o se lixivian. A continuación, se mencionan dos artículos recientemente publicados en los que se describen aspectos de esta interacción y sus consecuencias en la sustentabilidad y los rendimientos de los cultivos en los sistemas agrícolas. Un artículo de Bowsher y col. (2018) revisa los efectos de la disponibilidad de nitrógeno del suelo sobre la rizodeposición en las plantas. Los autores plantean que las plantas son las mayores proveedoras de carbono en el suelo a través de los residuos, las raíces, la rizodeposición y la senescencia. La rizodeposición se puede definir de manera amplia para incluir compuestos de bajo peso molecular de liberación pasiva (como los exudados de la raíz) y las secreciones activas, como metabolitos secundarios, las proteínas o mucílagos, los compuestos gaseosos como el CO 2 (producto de la respiración de la raíz), los tejidos senescentes y las células de recambio de la raíz. Una vez en el suelo, los compuestos orgánicos rizodepositados sirven como sustratos del crecimiento microbiano en contacto con la raíz, y afectan el secuestro de carbono y el recambio de la materia orgánica. La rizodeposición es un componente importante del circuito de retroalimentación en el que las plantas usan nutrientes para asimilar el carbono atmosférico, y los microorganismos usan el carbono asimilado para impulsar las transformaciones de nutrientes en el suelo. Por su parte, la disponibilidad de nitrógeno puede influir en la rizodeposición de la planta tanto cualitativa como cuantitativamente, alterando los sustratos disponibles para los microorganismos y modificando aún más las transformaciones de nutrientes en el suelo. Una transición continua en las prácticas agrícolas hacia la fertilización de precisión y la agricultura orgánica, intenta intervenir en el ciclo de nitrógeno mediante la fijación biológica de nitrógeno. Se suman también las interacciones con otras rizobacterias promotoras del crecimiento, que tienen efectos en la dinámica del carbono de la planta y del suelo. En base a estos antecedentes, los autores centran su estudio en los flujos de carbono del suelo, que pueden atribuirse a las entradas de carbono derivadas de la raíz, para comprender mejor los mecanismos que subyacen su dinámica. Primero, analizan los grupos de carbono atribuidos a la rizodeposición y los métodos por los que se miden esos conjuntos. Luego, enfocan su análisis de la respuesta de la rizodeposición de carbono a la disponibilidad de nitrógeno en el suelo con datos de una amplia variedad de especies y metodologías experimentales, y discuten los factores que pueden subyacer a la variación en los efectos del nitrógeno entre los estudios. Estos autores no encontraron uniformidad de criterios en las evaluaciones publicadas, pero aún así pueden concluir que los efectos del N en la rizodeposición dependen en gran medida de los grupos de carbono específicos considerados y de las unidades para informarlos. Las adiciones o entradas de nitrógeno en el suelo aumentaron casi todas las agrupaciones de rizodepósitos de carbono cuando se expresaron por planta; y disminuyeron la rizodeposición por unidad de carbono fija para varias agrupaciones de carbono. Mientras que las agrupaciones de rizodeposición carbono se alteraron significativamente cuando se expresaron por unidad de masa de raíz. Sin embargo, los efectos del nitrógeno se mezclaron debido a una combinación de variación en los métodos experimentales y las respuestas específicas de la especie. En general, esta revisión indica varios desafíos claves para comprender mejor los vínculos mecánicos entre la disponibilidad de nitrógeno, la fisiología de la planta y la función microbiana. Identificar dichos enlaces mejoraría la capacidad para predecir las dinámicas carbono y nitrógeno en los ecosistemas cambiantes. En un segundo artículo, Di Salvo y col. (2018) afirman que la inoculación de rizobacterias que promueven el crecimiento de las plantas y la fertilización nitrogenada aumentan el rendimiento (de grano) de maíz y modifican las comunidades microbianas de la rizosfera. Estos autores también destacan la necesidad de comprender mejor la ecología microbiana de la rizosfera y los procesos que ocurren en ella. Plantean que la inclusión del maíz en las secuencias de cultivos garantiza la adición de gran cantidad de residuos de cultivos, aspecto esencial para mantener la calidad del suelo. En este marco, se fijaron como objetivo evaluar los efectos de inoculantes de rizobacterias promotoras del crecimiento de plantas (concretamente, Pseudomonas fluorescens y Azospirillum brasilense) y la fertilización con nitrógeno en la producción de maíz, y sobre algunas comunidades microbianas asociadas, en condiciones de campo. Los estudios se realizaron en la región de Pehuajó, provincia de Buenos Aires. Los resultados muestran que la fertilización con nitrógeno y la inoculación con estas cepas bacterianas aumentaron el rendimiento del maíz. También observaron que la inoculación solo modificó el número de microorganismos microaerofílicos fijadores de nitrógeno en la etapa reproductiva del cultivo. Mientras que la fertilización modificó la cantidad de microorganismos celulolíticos, nitrificantes y fijadores de nitrógeno microaerofílicos sólo en la etapa vegetativa del maíz. Un aspecto destacado del estudio indica que tanto la inoculación como la fertilización modificaron la fisiología de las comunidades microbianas de la rizosfera en la etapa reproductiva del cultivo. Los cambios fisiológicos observados en las diferentes etapas ontogenéticas del cultivo tuvieron mayor impacto que ambas prácticas agrícolas (la inoculación y la fertilización). Todos los resultados demuestran que los cambios en las relaciones entre la planta y los microorganismos se deben a decisiones de manejo diferentes. Los autores concluyen que dicho trabajo proporciona una mejor comprensión de la ecología microbiana de la rizosfera del cultivo de maíz. Estos resultados se pueden utilizar para mejorar la respuesta de inoculación de rizobacterias promotoras del crecimiento para obtener una producción agrícola más sostenible. De esta manera, se demuestra la importancia de considerar los procesos que ocurren en la rizosfera de las plantas en el manejo de los agrosistemas. La vida de la rizosfera puede contribuir con la producción y con la sostenibilidad de los mismos.

Referencias: Bowsher, A.W.; Evans, S.; Tiemann, L.K.; Friesen, M.L. (2018). Effects of soil nitrogen availability on rhizodeposition in plants: a review. Plant Soil, 423: 59–85. Di Salvo, L.P.; Cellucci, G.C.; Carlino, M.E.; García de Salamone, I.E. (2018). Plant growth-promoting rhizobacteria inoculation and nitrogen fertilization increase maize (Zea mays L.) grain yield and modified rhizosphere microbial communities. Applied Soil Ecology, 126: 113–120.

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