RIZOSFERA: MICORRIZAS.

ALUMNO: Catril Schiavi Mirko Israel.

ASIGNATURA: Microbiología Agrícola.

DOCENTE: Sergio Abate.

INTRODUCCIÓN:

La rizosfera comprende la región del suelo ocupada por las raíces de las plantas, vinculada con una actividad microbiológica dinámica que interacciona con procesos relacionados con el agua, nutrición mineral, intercambio de cationes y propiedades físicas del suelo. Estas interacciones confieren una serie de cualidades para el desarrollo benéfico de los microorganismos, que es dos o tres veces mayor que en el resto del suelo. El cambio en la actividad microbiológica repercute directamente en el crecimiento de las plantas en donde la influencia de las micorrizas interviene como uno de los principales factores que se deben tener en cuenta a la hora de comenzar con una producción vegetal, ya sea intensiva o extensiva. Las micorrizas se definen como asociaciones simbióticas mutualistas entre las raíces de las plantas superiores y diferentes grupos de hongos presentes en el suelo. El conocimiento general de la presencia de este tipo de microorganismos en el suelo aporta un grado de criterio superior a la hora de realizar las consideraciones necesarias para la aplicación de agroquímicos, evaluando el balance entre beneficio y pérdida de los recursos ecosistémicos.

DESARROLLO:

Como anteriormente se ha definido, las micorrizas son sistemas vasculares modificados resultantes de la asociación simbiótica de las raíces de las plantas con ciertos hongos microscópicos del suelo. La asociación constituye un sistema especializado y eficaz para captar nutrientes móviles de la solución del suelo a cambio de sustratos carbonatados y de un nicho ecológico protegido.

Morfología y tipos:

Las micorrizas se han clasificado en base a su estructura y modo de infección distinguiéndose dos tipos principales: Ectomicorrizas y Endomicorrizas. Esta última se subdivide en: Arbutoides, Ericoides, Orquidoides y Arbusculares.

Figura 1: Figura que representa los distintos tipos de micorrizas existentes en un suelo capaces de asociarse al sistema radicular de una planta.

A. Ectomicorrizas:

Se caracterizan por desarrollarse en la zona cortical de las raíces, penetrando entre las células (red de hartig), formando un tejido de hifas llamado manto que cubre la superficie de la raíz. Este tipo de micorrizas pertenece por lo general a la familia de los Basidiomicetos y Ascomicetos, en menor frecuencia. Las esporas de estos hongos son diseminadas con el viento en la formación de las setas. Las Ectomicorrizas son importantes para la nutrición forestal e intervienen en el proceso de recirculación y reciclaje de nutrientes en estos ecosistemas. Principalmente se ven asociadas a especies como Pinus, Cupressus, Eucaliptus, Quercus, entre otros.

Figura 2: Figura que indica la conformación de manto que adquiere una ectomicorriza.

B. Endomicorrizas:

La característica principal de estos hongos es que las hifas colonizan las células de la corteza de la raíz de la planta intracelularmente sin formar un manto externo visible, pero desarrollando un micelio externo con el paso del tiempo.

Las principales representantes de las Endomicorrizas y las que mayor importancia e interés poseen a nivel ecosistémico y productivo, son las micorrizas vesículo arbusculares (MA). Pertenecen a la familia de hongos Glomeromicete. Se caracterizan por crecer, una parte de ellas, en el interior de las células corticales, conformando vesículas que acumulan sustancias de reserva. El resto del crecimiento se da en el exterior a partir de la conformación de un micelio extendido que puede conectarse con las raíces de otras plantas. Según estudios realizados se indico que estos hongos son simbiontes fisiológicamente obligados ya que los cultivos “in vitro” en estado puro no tienen éxito. Por lo tanto se ratifica que, para cumplir su ciclo de vida, necesariamente la MA debe asociarse a una raíz para llevar a cabo la esporulación.

Dentro de las Endomicorrizas que se encuentran en menor frecuencia se pueden distinguir:

Las Endomicorrizas Arbutoides presentan un manto externo junto con hifas que penetran las células para formar rulos. Las Ericoides son de tipo más sencillo y simple, formando ovillos en el interior de las células. Las Orquidoides son micorrizas indispensables para el desarrollo de las Orquídeas en sus primeras etapas de vida hasta su independencia en la fase adulta.

Figura 3: Figura que indica la conformación interna y externa de una endomicorriza.

Proceso de infección:

La infección o colonización de una raíz por parte de una micorriza es un proceso que involucra una secuencia de etapas reguladas por una precisa interacción entre el simbionte y el hospedador. Este proceso se divide en las siguientes etapas:

1. Pre infección:

Esta etapa está asociada a la actividad de los micelios o esporas que se encuentren en el área circundante de la raíz.

2. Penetración:

Esta etapa se inicia con la formación de un “punto de entrada” en la superficie de la raíz ocasionado por el desarrollo de un apresorio generado por una espora.

3. Colonización:

Una vez que el hongo penetra, las hifas comienzan a crecer y se extienden entre las células corticales de la raíz generando vesículas que acumularan sustancias de reservas y estructuras arbusculares (con forma de árbol).

4. Formación del micelio externo:

Después de que las estructuras internas están conformadas las hifas comienzan a proliferar en el exterior de la corteza radical formando nuevos “puntos de entrada” que provocan una nueva colonización y la diseminación de la infección a lo largo de todo el sistema radicular. Este proceso también se puede trasladar a raíces de plantas de diferentes especies, dando lugar a un sistema interconectado de micelios externos.

5. Esporulación:

Cuando el hongo se encuentra establecido definitivamente y posee las condiciones nutritivas ideales, se encuentra en condiciones de formar esporas. Generalmente la esporulación es la respuesta de supervivencia del hongo ante la influencia de un estrés hídrico marcado. La producción de esporas puede ser individualmente en el suelo, en el interior de las raíces de la planta hospedera o formando densas masas no estructuradas llamadas esporocarpos. La mayoría de las esporas son de forma globosa; de ellas se desprende una hifa de sustentación que en conjunto dan la apariencia de un globo con su hilo colgando.

Figura 4: Figura que señala los pasos de la infección de una micorriza.

Propiedades de las micorrizas:

En cuanto a función e importancia de las micorrizas se hará hincapié en las Endomicorrizas arbusculares ya que establecen asociaciones simbióticas con más del 80% de las plantas y presentan un gran interés para su utilización en cultivos agrícolas.

Como ya se ha descrito anteriormente, las micorrizas arbusculares poseen la gran capacidad de interconectar sistemas radiculares de plantas vecinas, sean de la misma especie o no. Esto confiere un aumento en la biomasa radicular, proporcionando una mayor superficie expuesta para que ocurran interacciones que benefician al medio circundante. Las principales interacciones que ocurren y propiedades que poseen las micorrizas arbusculares son:

a) Absorción de nutrientes y agua:

La capacidad de las hifas de explorar en el suelo más allá de los pelos radicales y de interconectar los sistemas radiculares de diferentes especies de plantas, permite una mayor relación con la solución del suelo lo que radica en un potenciamiento de las cualidades fijadoras de nutrientes poco móviles, como P, Zn, Ca, Mg, K, Fe, Mn. Desde el punto de vista nutricional, el mayor beneficio que las pantas reciben es un incremento en la absorción de P cuando este elemento es limitante. Además confieren una mayor capacidad de captación de agua lo que reduce el estrés hídrico en zonas donde el déficit, por el proceso de evapotranspiración, es elevado. Por lo tanto, el balance nutricional que promueve la presencia de la MA en términos de macro y micronutrientes conduce a que las plantas micorrizadas toleren mucho mejor las adversidades, si no poseen los mecanismos necesarios para adaptarse a esas condiciones.

b) Capacidad de conformación de agregados:

El crecimiento intensivo del micelio externo de las MA contribuye al agregado de las diferentes granulometrías presentes en el suelo, mejorando directamente la estructura y proporcionando un aumento en el contenido de materia orgánica y por consiguiente un aumento en la fertilidad lo que contribuye a un balance de las propiedades físico-químicas (aeración, permeabilidad, capacidad de intercambio catiónico, porosidad, etc). Esto resulta fundamental para la conservación de los suelos confiriéndoles resistencia ante los procesos erosivos y factores antrópicos.

c) Microorganismos del suelo:

Los microorganismos del suelo presentan interacciones complejas que afectan la fertilidad del suelo y el desarrollo de las plantas. La acción de las MA inducen cambios fisiológicos que comprenden un aumento en la tasa fotosintética y redistribución del carbono que las raíces pueden fijar lo que representa un aumento significativo del carbono disponible para la actividad microbiana que presenta un mejor desarrollo y actividad, participando en la dinámica de los procesos de descomposición de la materia orgánica y los ciclos biogeoquímicos.

Un ejemplo, es el aumento de las poblaciones de microorganismos solubilizadores de fosfatos como Pseudomonas spp, Agrobacterium spp,etc. Que “simplifican” los compuestos fosfatados para su posterior translocación al sistema radicular.

d) Fijación Biológica de Nitrógeno:

El aumento en el suministro de P fijado por las MA genera un estimulo en la conformación de nódulos por parte de la bacteria fijadora de nitrógeno Rhizobium. Esta interacción positiva con los microorganismos fijadores de N le otorga a la planta un doble potencial para su crecimiento y competir en hábitats pobres en nutrientes.

e) Reciclaje de nutrientes:

El proceso de reciclaje de los nutrientes es acelerado por la incidencia del aumento de la eficiencia de absorción por parte del micelio extendido de MA, reteniendo los nutrientes móviles y fijando los inmóviles que se encontraran disponibles para una facilitación de los ciclos biogeoquímicos.

f) Incidencia contra patógenos:

Se puede decir que las MA aumentan la resistencia de las plantas a los microorganismos patógenos, especialmente a los que afectan las raíces. Los mecanismos mediante los cuales ocurre el control de los patógenos se relacionan con cambios en la morfología de las plantas micorrizadas, tales como una mayor lignificación de las paredes lo que dificulta la penetración del patógeno y la disminución de la susceptibilidad de la planta a infecciones a causa del aporte de una mejor absorción de nutrientes.

Factores limitantes del desarrollo de las micorrizas:

Las múltiples interacciones ecológicas que ocurren en el suelo son responsables del comportamiento de la micorriza. El desarrollo de las mismas puede ser afectado por factores abióticos y bióticos.

1. Factores abióticos:

Uno de los principales influyentes son las propiedades físico-químicas del suelo en donde el pH juega un rol importante a la hora de determinar los contenidos de Fosforo soluble, en donde altos niveles pueden inhibir el proceso de infección de las micorrizas. En general la respuesta de las micorrizas al pH es variable, tolerando niveles de acidez y de alcalinidad de igual manera. Se considera que las micorrizas pueden tolerar condiciones adversas de pH por modificación de la microrrizosfera durante el proceso de absorción de nutrientes. La limitación radica en que, generalmente, las micorrizas se adaptan al pH de su origen y por consiguiente una variación del mismo en un corto periodo incide negativamente.

El otro factor que incide directamente sobre el establecimiento de las micorrizas es la compactación del suelo que refleja una variación de los grados de porosidad, permeabilidad, potencial hídrico, susceptibilidad a la erosión y crecimiento de la planta provocando una disminución en la extensión de las hifas.

2. Factores bióticos:

Entre los múltiples factores bióticos se distingue la estructura y característica de la planta que en cierto modo genera una “preferencia”, mayor o menor, a la inoculación de la micorriza. La edad de la planta, especialmente en especies perennes, diferencian las comunidades de micorrizas que se asocian. Otro factor que incide en la diversidad de las comunidades son las poblaciones de microorganismos en el suelo.

Uno de los factores, que quizás sea el principal protagonista en la modificación de la diversidad de las comunidades de micorrizas, es el antrópico. Las prácticas agrícolas como las labranzas destruyen las redes de micelios que se conforman en el suelo. La aplicación de altas cantidades de agroquímicos, como herbicidas y fertilizantes, inhiben el desarrollo eficaz de las micorrizas por ser incapaces de responder rápidamente ante los cambios del entorno. El efecto de las talas indiscriminadas de bosques y la quema de grandes extensiones son factores, de los cuales se deduce fácilmente su implicancia sobre las micorrizas, sin necesidad de aclaraciones al respecto.

Aplicaciones:

Las posibles y potenciales aplicaciones para este microorganismo son muy variadas. Las fundamentales son:

a) Producción de inoculo:

Se realiza en base a la MA. La producción de inoculo se ve dificultada por la característica de simbionte obligado. El método más común para su producción es a partir de macetas, en suelo esterilizado. También se implementan sistemas hidropónicos, arcilla expandida y perlita.

b) Uso como mejoradores biológicos del suelo para biorremediacion y mantenimiento de las capacidades estructurales.

c) Método sustentable de producción para disminuir la cantidad de agroquímicos que se deben aplicar.

d) Como indicador del grado de empobrecimiento planta-suelo por la medición de la desaparición de la microflora de MA.

e) Utilización en sistemas en donde la cantidad de fosforo es limitada, como por ejemplo en los suelos tropicales.

CONCLUSIÓN:

La investigación de las características morfológicas y las aptitudes de adaptación que estos hongos presentan nos permiten analizar la complejidad de la rizosfera y sus intrincadas interacciones, evidenciando una biodiversidad ampliamente vulnerable a muchas practicas de la agricultura moderna, caracterizada por un uso elevado de insumos para obtener siempre los mayores rendimientos posibles, generando una inestabilidad en los ecosistemas que se manifiesta con la contaminación ambiental, la reducción de los enemigos naturales de ciertas plagas, la perdida de fertilidad de los suelos, el descenso en la productividad de las cosechas y como consecuencia directa, la necesidad de aplicar cantidades cada vez más elevadas de agroquímicos. En mi opinión, la realización de una producción requiere de criterios sólidos, de planificación y de capacidades de adaptación a las realidades. Con el mero hecho de obtener ganancias elevadas y buscar el máximo rendimiento, se pierden de vista las numerosas interacciones que nos proporcionan un equilibrio para que el sistema que generamos se mantenga en el tiempo. Con el conocimiento sobre la existencia de este tipo de microorganismos se puede apuntar a la sustentabilidad y por lo tanto balancear las relaciones entre lo que se gana, con aplicar un herbicida de más, y lo que realmente se pierde por hacerlo. La facultad de las decisiones que tomemos en el presente definirá el futuro de las condiciones productivas que tendremos, en nosotros esta la elección.

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