El llamado Pacto Verde Europeo, define la ruta de acciones de la Unión Europea para impulsar la sostenibilidad, reducir el impacto ambiental y garantizar la seguridad alimentaria. El objetivo es transformar el modelo agrícola y alimentario en Europa y alinearlo con la protección al medioambiente y la lucha contra el cambio climático.

La Unión Europea ha planteado estrategias europeas como la denominada 'De la Granja a la Mesa' alineada con la Estrategia de Biodiversidad para 2030, englobadas en el Pacto Verde Europeo, que contribuyen a afrontar este problema.

Proponen medidas concretas que apuntan a la reducción del 50 % en el uso de plaguicidas de origen químico y reducir un 20 % el uso de fertilizantes químicos, entre otras medidas, que se deberán alcanzar en 2030, ya que estima que el exceso de nutrientes en el medio representa una importante fuente de contaminación del aire, el suelo y el agua.

El nuevo reglamento europeo de fertilizantes aporta una serie de cambios sustanciales para la industria agrícola, especialmente en el segmento de los productos bioestimulantes (Reglamento UE 2019/1009).

Microorganismos en agricultura

El suelo está habitado por millones de organismos, en el se encuentra la mayor diversidad del mundo, desde organismos visibles como insectos, lombrices, a otros como protozoos, hongos, actinomicetos o bacterias.

Los microorganismos pueden ayudar a mejorar las prácticas de producción de los cultivos contribuyendo a una producción más sostenible y sin residuos químicos, tanto en los alimentos como en los suelos agrícolas, hay que tener en cuenta que el suelo es un espacio vivo, en el que interactúan microorganismos y diversos materiales.

En general estos microorganismos tienen propiedades bioestimulantes y biofertilizantes, por este motivo son de gran interés en agricultura, sobre todo por efecto promotor de crecimiento y antagonista a patógenos.

Los microorganismos son los componentes más importantes del suelo, son la parte viva de los suelos y los responsables de la dinámica de transformación y desarrollo. Los microorganismos son imprescindibles para mantener la fertilidad y salud de los suelos agrícolas.

Para una agricultura cada vez más rentable y sostenible es necesario una buena salud del suelo

La producción agrícola actual requiere de estrategias que reduzcan los insumos de agua, fertilizantes y pesticidas, para asegurar el rendimiento vegetal a un costo relativamente bajo, sin deterioro de la fertilidad del suelo.

Los microorganismos son imprescindibles para mantener la fertilidad y salud de los suelos agrícolas

De todos ellos, los hongos y las bacterias tienen un gran potencial en el ámbito agrícola, ya que, al establecer interacciones biológicas entre ellos y con las plantas, benefician la nutrición y el crecimiento de estas, además de contribuir a la conservación de los suelos.

Para entender cómo funcionan estos microorganismos es fundamental tener un conocimiento exhaustivo de que pasa en la zona del suelo donde se encuentra la mayor parte de las raíces de las plantas, denominada rizosfera. En esta zona es donde interactúan las raíces de las plantas con el suelo y los microorganismos.

La rizosfera es la zona del suelo donde se encuentra la mayor parte de las raíces de las plantas.

El uso de hongos en la agricultura es una práctica cada vez más utilizada, y supone un avance significativo por la búsqueda de soluciones para mejorar el suelo y control efectivo de patógenos.

Existen variados hongos que son utilizados en la agricultura, pero los que más se han destacado por sus beneficios son trichodermas y hongos micorrízicos, que destacan por ser beneficiosos para la absorción de nutrientes, desarrollo radicular y combatiendo patógenos.

¿Qué son las trichodermas?

Las trichodermas son un tipo de hongos anaerobios facultativos muy comunes en la mayoría de los suelos agrícolas del mundo. Es uno de los hongos más beneficiosos, versátiles y polifacéticos que existen en nuestros suelos, capaz de aportar una gran variedad de beneficios agrícolas y por lo que se considera un microorganismo de imprescindible presencia en los suelos y cultivos.

Las trichoderma viven en simbiosis con las raíces de las plantas no penetrando dentro, por lo tanto, no dependen de las raíces de las plantas, aunque sí de otros hongos que se encuentren presentes en la rizosfera.

Es un hongo ampliamente utilizado como agente de control biológico contra diversos patógenos vegetales. Se utiliza en aplicaciones foliares, tratamiento de semillas y suelo para el control de diversas enfermedades producidas por hongos.

Los hongos trichodermas son oportunistas, es decir, genera relaciones con las raíces de las plantas para obtener un beneficio propio, a cambio de devolver un efecto positivo a la planta.

Descripción y características

Trichoderma coloniza rápidamente las raíces de las plantas y también ataca, parasita y/o se alimenta de otros hongos. Ha desarrollado numerosos mecanismos para atacar a otros hongos y mejorar el crecimiento de las raíces de las plantas. Diferentes cepas de trichoderma han mostrado un buen control de hongos patógenos.

Es capaz de desarrollarse en una amplia gama de sustratos lo que facilita su producción masiva para uso en la agricultura. Presenta una gran tolerancia a las condiciones ambientales extremas y hábitat, donde los hongos son causantes de diversas enfermedades y por ello, se convierte en un buen agente de control.

También pueden sobrevivir en medios con contenidos significativos de pesticidas y otros químicos lo que los hace ideales para modelos agrícolas intensivos que necesitan de la biorremediación o recuperación de suelos.

El establecimiento de las trichodermas dependerá, en mayor o menor medida, de algunas variables del suelo como:

Nivel de materia orgánica. Los niveles de materia orgánica en el suelo deben ser superiores al 2 % para que el hongo tenga de donde alimentarse, en los suelos muy mineralizados hay más problemas para su establecimiento.
Suelos con una carga alta patógena dificulta su colonización con este tipo de hongos.
Aplicaciones de cobres y fungicidas por riego dificulta su instalación.

El uso principal de las trichodermas se basa en la protección de la planta frente al ataque de hongos, debido a que las trichodermas son hongos que se alimentan de otros hongos.

Hay diferentes cepas de Trichodermas adaptadas a diferentes cultivos y condiciones de suelo, aunque las mejores son aquellas que se encuentran de modo natural en cada zona, porque está adaptadas a esas condiciones.

Tipos de trichodermas que más se utilizan:

Trichoderma atroviride, como control de hongos como Rhizoctonia solaniy y Botrytis cinerea.
Trichoderma asperellum (Trichoderma harzianum + Trichoderma viride).
Trichoderma asperellum.
Trichoderma gamsii.
Trichoderma koningii.

Trichodermas.

Interés e importancia en agricultura

El principal interés de trichoderma en agricultura es su papel como agente de control biológico, también se encarga de obtener los nutrientes de los hongos a los cuales degrada y de materiales orgánicos ayudando a su descomposición, por lo que las incorporaciones de materia orgánica y compost favorecen la proliferación de estos hongos.

Los beneficios que presentan las trichodermas en los cultivos son:

Actúan como estimulador del crecimiento de las plantas tanto las raíces como la parte vegetativa, ya que estos hongos son capaces de producir sustancias estimuladoras del crecimiento y desarrollo de las plantas.
Protegen las semillas contra el ataque de hongos patógenos que provocan pérdidas significativas y productivas de las semillas.
Aportan una protección directa a suelos y a diferentes cultivos, debido a la gran capacidad de trichoderma de crecer en el suelo a partir de las semillas tratadas y colonizar el sustrato antes de que se desarrolle la raíz de las plantas asegurando así su protección adecuada.
Generación de resistencia inducida en la planta.
Ejercen un control sobre diferentes microorganismos fitopatógenos, parasitan y eliminan las hifas de los hongos fitopatógenos y contribuyen a prevenir su formación debido a que poseen poderes antibióticos.
Puede biodegradar agrotóxicos, como pesticidas organoclorados, clorofenoles y otros insecticidas como DDT, endosulfán, aldrin y dieldrin o herbicidas como el glifosato. Esto se debe a que posee resistencia innata a la mayoría de los agroquímicos, incluyendo los fungicidas.
Generación de suelos supresivos donde no se detectan hongos patógenos.
Ahorro de fertilizantes químicos y pesticidas, al haber menos incidencia de enfermedades, lo que contribuye a cultivos más sanos y mayor productividad.
El empleo de trichodermas está considerado como un sistema biológico de residuo cero, inocuo para el hombre y respetuoso para el medioambiente.
Se pueden utilizar en sustratos en condiciones de cultivo hidropónico.

¿Qué son las micorrizas?

Las micorrizas son asociaciones simbióticas mutualistas entre las raíces de las plantas terrestres y ciertos hongos del suelo. Existen 97 % de especies vegetales terrestres que están micorrizadas. Bajo esta denominación hay cerca de 6.000 hongos diferentes, que establecen relaciones con las raíces de las plantas. El número y la variedad de plantas que pueden asociar sus raíces a un hongo es muy grande.

El hongo es el encargado de absorber el agua y los nutrientes de la tierra y protege a las raíces de ciertas enfermedades. La planta, a través de su proceso de fotosíntesis, proporciona a este micelo el azúcar, los aminoácidos y otras de las sustancias que necesita.

No todas las plantas aceptan la micorrización de igual modo, pudiendo encontrarse toda una gama de tolerancia al respecto.

Descripción y características

Las raíces solo pueden formar micorrizas a partir del momento en que el vegetal es capaz de realizar la fotosíntesis, después del desarrollo y apertura de las primeras hojas.

Por su parte, los hongos formadores de micorrizas se desarrollan únicamente en las cercanías de las raíces de las plantas y no colonizan el suelo. Además, hay otros microorganismos de la rizosfera que pueden actuar estimulando la formación de micorrizas. Hay algunas plantas que no micorrizan, como es el caso del altramuz.

El desarrollo de las micorrizas está influido por factores ambientales, bióticos o abióticos. Normalmente, la simbiosis se ve favorecida en ambientes pobres en nutrientes o sometidos a estrés, donde las plantas no serían competitivas si careciesen del hongo.

Es conocido que, en los cultivos fuertemente abonados, tanto en invernaderos, viveros o al aire libre, la simbiosis se ve notablemente inhibida. Además, todo aquello que afecte a la fotosíntesis de la planta influirá sobre la micorrización. Por ejemplo, un acortamiento del fotoperiodo (días de baja radiación) inhiben el proceso. La cantidad y calidad de la microbiota del suelo puede influir la simbiosis.

La simbiosis hongo-planta no implica la exclusión de otros organismos. Las leguminosas, por ejemplo, forman simultáneamente nódulos con Rhizobium. el hongo proporciona fósoforo, las bacterias fijan nitrógeno y la planta fotosintetiza para todos. Varias especies fúngicas pueden micorrizar simultáneamente a la misma planta.

Las micorrizas se clasifican en dos grandes grupos, según las hifas de los hongos permanezcan en el exterior de la raíz (ectomicorrizas) o penetren en el interior de la raíz (endomicorrizas), estas últimas tienen un gran papel en la agricultura por su capacidad de captar y acumular nutrientes y transferirlos a las plantas micorrizadas.

Hay un tercer grupo que son Ectendomicorrizas, los hongos que las producen colonizan de forma dual las raíces, externamente e internamente penetrando a través de las células en el córtex.

Principales géneros de hongos micorrícicos

Ectomicorrizas: Suillus, Cortinarius, Rhizopogon, Cenococcuym, Thelefora, Pisolithus.
Orquideomicorrizas: Armillariella, Gymnopilus, Marasmius, Fomes, Xerotus, Ceratobasidium, Corticium, Sebacina, Tulasnella.
Ericomicorrizas: Pezizella.
Micorrizas arbusculares: Acaulospora, Entrophospora, Gigaspora, Glomus, Sclerocystis y Scutellospora.
Ectendomicorrizas: Endogone.

Las micorrizas arbusculares tienen un papel clave en los sistemas agrarios garantizando la productividad y la calidad en producciones más sostenibles.

En suelos áridos, las micorrizas son esenciales, dadas las condiciones adversas del medio, bajo nivel de nutrientes, grandes fluctuaciones de temperatura y humedad, erosión, etc.

Micorrizas bajo microscopio.

Interés e importancia

En toda simbiosis mutualista existe un beneficio para sus componentes. La planta obtiene varios beneficios, como un incremento en la disponibilidad de nutrientes con poca movilidad, una mejor captación y asimilación de nitrógeno. El micelio del hongo, normalmente muy ramificado, permite aumentar el volumen de suelo explorado. El hongo puede proteger a la planta frente al ataque de microorganismos patógenos. El hongo puede actuar como puente de unión y transmisión de sustancias químicas entre plantas diferentes. A cambio, el hongo obtiene un nicho ecológico, recibe hidratos de carbono procedentes de la fotosíntesis.

Los principales beneficios que aportan las micorrizas a los cultivos son:

Incrementa la disponibilidad del fósforo en el suelo, este es un elemento poco móvil dentro del suelo, además de elementos como Cu, Zn, K, Fe, Ca y otros. La inoculación con micorrizas puede reducir un 80 % las aplicaciones de fertilizantes fosfóricos.
Mayor desarrollo radicular de las plantas. Las micorrizas aumentan considerablemente el volumen de suelo explorado por las raíces. Mejora de la absorción de agua y nutrientes.
Contribuyen a estabilizar el suelo y evitar la erosión, también aumenta la retención de agua y minerales en el suelo.
Aumento del crecimiento de las plantas y disminución del uso de fertilizantes.
Inducción a la resistencia inducida provocada por la simbiosis establecida por la mycorriza y la planta. Lo que puede determinar que las plantas establezcan una protección, como por ejemplo ocasionados por factores bióticos como enfermedades producidas por hongos y microorganismos del suelo, como por ejemplo Fusarium, Rhizoctonia, Verticillium, Thievalopsis, Aphanomyces, Phytophthora y Pythium y también para nematodos del género Heterodera, Meloidogyne, Pratylenchus y Radopholus. También incrementa la defensa de las plantas factores abióticos como la sequía, salinidad, contaminación por metales pesados y niveles bajos de nutrientes minerales.
Inducen relaciones hormonales que producen que las raíces de la planta permanezcan fisiológicamente activas por periodos mayores que las raíces no micorrizadas.
Aumento de los rendimientos de los cultivos. El efecto favorable de las micorrizas se da, especialmente, cuando las condiciones ecológicas son limitantes respecto a los elementos nutritivos, aumentando su solubilidad o desbloqueándolos. Por el contrario, en suelos ricos, con abundante nitrógeno nítrico y con microorganismos muy activos, no se forman micorrizas, pues la asociación no es necesaria.
Aumento del contenido nutricional de las plantas, favoreciendo contenidos de elementos esenciales para la salud humana y aumentan la producción de metabolitos secundarios de la planta, favoreciendo la bioregulación de la planta. Esto favorece el control de las plagas de los cultivos al estar más sanas las plantas.
Control de malas hierbas.

Las islas de vegetación natural existentes en las zonas semiáridas son una fuente de inóculo micorrícico autóctono para los cultivos.

Manejo y calidad

En la Rizosfera el micelio del hongo forma una red especializada altamente eficaz para captar nutrientes minerales de la solución del suelo y transportarlos a la planta.

La planta, por su parte, tiene asequibles nutrientes que al no estar la micorriza no podría extraer y el hongo a su vez, asegura una fuente de energía y un hábitat protegido de los fenómenos de antagonismo que se desarrollan en la Rizosfera.

El proceso de simbiosis entre el hongo y la planta conlleva varias etapas:

Infección y penetración. Los órganos infectivos del hongo micorrícico, que son las esporas, otras estructuras del hogo u una raíz ya infectada entra en contacto con los pelos absorbentes de la raíz de la planta. Este proceso puede durar 2 a 3 días.
Colonización y distribución. Una vez el hongo ha invadido la raíz, se distribuye en ella, creciendo inter e intracelularmente, invadiendo toda la corteza de la raíz. Forma órganos como; micelio interno, arbúsculos y vesículas. La duración del proceso de distribución depende del ambiente, de la especie vegetal y por supuesto del hongo, tardando de 10 días hasta varias semanas.
Estabilización. Simultáneamente a la formación de estructuras internas (etapa 2), el hongo forma micelio externo; órgano a través del cual absorbe los nutrientes y los transporta a la raíz y es, en este momento, cuando la simbiosis empieza a funcionar en forma beneficiosa para la planta.
Reproducción. De 1-4 meses después de la etapa 3, el hongo empieza a reproducirse formando esporas asexuales en el micelio externo. Las esporas son consideradas los órganos de supervivencia del hongo por largo tiempo en el suelo especialmente en épocas que no hay hospedante, es decir, cultivo.

Hay una serie de acciones a realizar para que la simbiosis entre el hongo y la planta sea lo mas exitosa posible.

1. Acciones desfavorables

Es conveniente reducir el uso de fertilizantes químicos, ya que su uso excesivo dificulta la simbiosis entre las raíces y las micorrizas.
Reducir el laboreo del suelo de cultivo ya que rompe las redes de micelio.
Barbecho desnudo: reduce la diversidad de hongos micorrízicos.
Rotaciones con plantas que no forman micorrizas: disminuye la presencia de micorrizas en el suelo.
Fungicidas y herbicidas aplicado en el suelo: son tóxicos para las micorrizas.

2. Acciones favorables

Se debe promover estrategias de gestión que simulen el funcionamiento de ecosistemas naturales.
Uso de fertilizantes orgánicos.
Rotaciones con abonos verdes o pastos.
Rotaciones largas que incluyan cultivos que formen micorrizas para aumentar su diversidad.
Inoculación con diversos inóculos de micorrizas para contrarrestar las prácticas que afectan a las poblaciones.

Puede mezclarse microrrizas y trichodermas pero con condicionantes, ya que las trichodermas se alimentan de otros hongos, por lo que pueden predominar las trichodermas sobre las micorrizas.

Para poder utilizar estos dos tipos de hongos, primero hay que introducir primero la micorriza para que colonice la raíz posteriormente a su instalación (varias semanas), se introduce las trichodermas.

La micorriza ya se habrá desarrollado lo suficiente como para permitir una supervivencia futura. Las trichodermas tienen un efecto sinergista para la planta y para la rizosfera, sin impacto negativo o casi negativo para la micorriza.

Es recomendable aplicar micorrizas de 2 a 4 semanas antes de introducir las trichodermas

Referencias

Barea, J.M., Pozo, M. J., López-Ráez, J. M., Aroca, R., Ruíz-Lozano, J. M., Ferrol, N., Azcón, R., Azcón-Aguilar, C. 2013. Arbuscular Mycorrhizas and their significance in promoting soilplant systems sustainability against environmental stresses. In: Beneficial Plant-Microbial Interactions: Ecology and Applications (Rodelas, B. and Gonzalez-Lopez, J., Eds.). CRC Press, USA. Chapter 15, pp. 353-387.

Calvo, P.; Nelson, L.; Kloepper, J.W. Agricultural uses of plant biostimulants. Plant Soil 2014, 383, 3–41.

Cavalcanti LS, RM Di Piero, P Cia, SF Pascholati, MLV De Resende, R Romeiro. Indução de resistência em plantas a patógenos e insetos. FEALQ. Piracicaba. 2005, 11-153.

Colla, G.; Rouphael, Y. Biostimulants in horticulture. Sci. Hortic. 2015, 196, 1–2.

Jairo Barrera Lopez, Guillermo Arango Sereno. 2016. Uso y Manejo de las Micorrizas: Nutrición On line. Primicias Rurales

Jia B., Zhou G., Wang F., Wang Y., Yuan W. y Zhou L. 2006. Partitioning root microbial contributions to soil respiration in Leymus chinenesis populations. Soil Biology & Biochemistry, 38: 653-660.

Nadeem S. M., Ahmad M., Zahir Z. A., Javaid A., Ashraf M. 2014. The role of mycorrhizae and plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) in improving crop productivity under stressful environments. Biotechnol. Adv. 32 429–448 10.1016/j.biotechadv.2013.12.005.

Nautiyal CS. 1999. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms. FEMS Microbiol. Lett. 170:265–270.

Saleem M, Arshad M, Hussain S, Bhatti AS. 2007. Perspective of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) containing ACC deaminase in stress agriculture. J Ind Microbiol Biotechnol 34(10):635–64.

Pozo, M.J., Jung, S.C., Martínez-Medina, A., López-Ráez, J.A., Azcón-Aguilar, C., Barea, J.M. 2013. Root allies: Arbuscular mycorrhizal fungi help plants to cope with biotic stresses In: Symbiotic Endophytes (Ed: R. Aroca). Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 289-307.

Ruiz-Lozano, J. M., Aroca, R., Zamarreño, A. M., Molina, S., Andreo-Jimeénes, B., Porcel, R.Gárcia-Mina, J. M.Ryter-Spira, C., López-Ráez, J. A. 2016. Arbuscular mycorrhizal symbiosis induces strigolactone biosynthesis under drought and improves drought tolerance in letuce and tomato. Plant, Cells & Environment 39: 441.452.

Revisión: Trichoderma: Importancia agrícola, biotecnológica y sistemas de fermentación para producir biomasa y enzimas de interés industrial. 2019. Dulce Jazmín Hernández-Melchor. Ronald Ferrera-Cerrato, Alejandro Alarcón. 112. Chilean J. Agric. Anim. Sci., ex Agro-Ciencia 35(1): 98-112.

Yakhin, O.I.; Lubyanov, A.A.; Yakhin, I.A.; Brown, P.H. Biostimulants in plant science: A global prospective. Front. Plant. Sci. 2017, 7.

ONLINE CAJAMAR WEFOOD - Foro de tendencias en alimentación