Imaginemos un mundo rebosante de vida bajo nuestros pies. Un mundo donde billones de bacterias, hongos y otros habitantes microscópicos, trabajan incansablemente en armonía con las plantas, promoviendo la fertilidad del suelo y la salud de nuestros cultivos. Este es el fascinante mundo del microbioma del suelo, un ecosistema complejo, interrelacionado y vital que desde abajo sostienen una actividad incesante para que las plantas dispongan de nutrientes, se desarrollen y se adapten a las condiciones adversas del entorno.
Hoy 27 de junio, celebramos El Día del Microbioma, fecha propuesta en el 2018 por la APC Microbiome Ireland, de la University College Cork, para divulgar y concientizar al público acerca de la contribución de los microorganismos como alternativa innovadora para alcanzar un futuro sostenible. Un día para reconocer la importancia de estos organismos microscópicos en nuestra salud, el medio ambiente y la agricultura; una oportunidad para aprender sobre el microbioma y su impacto en el mundo.
Hitos en los descubrimientos del microbioma y la agricultura:
1683: Anton van Leeuwenhoek observa por primera vez microorganismos en el suelo.
1878: Louis Pasteur demuestra el papel de los microorganismos en la fermentación y la descomposición.
1909: Sergei Winogradsky descubre la fijación de nitrógeno por bacterias.
1940: Selman Waksman descubre la estreptomicina, el primer antibiótico efectivo.
1970s: Desarrollo de técnicas de cultivo y análisis molecular para estudiar el microbioma.
2000s: Proyecto del Microbioma Humano revela la diversidad y complejidad del microbioma intestinal.
2012: Descubrimiento del microbioma del suelo y su papel en la salud de las plantas.
2022: Descripción del mecanismo de acción por el cual bacterias fijan nitrógeno en el maíz, una planta no leguminosa.
Actualidad: Investigaciones en curso sobre el uso del microbioma para mejorar la agricultura, la nutrición y la salud humana.
Algunos de los descubrimientos más relevantes del microbioma y la agricultura:
- El papel de los microorganismos en la fijación de nitrógeno: Un proceso esencial para la fertilidad del suelo y el crecimiento de las plantas.
- La influencia del microbioma en la absorción de nutrientes: Los microorganismos ayudan a las plantas a absorber nutrientes esenciales del suelo.
- El control de enfermedades por parte del microbioma: Los microorganismos beneficiosos pueden proteger a las plantas de patógenos.
- La promoción del crecimiento de las plantas: Algunos microorganismos producen hormonas vegetales que estimulan el crecimiento de las plantas.
- La mejora de la calidad del suelo: Los microorganismos ayudan a mejorar la estructura y las funciones del suelo.
Un ejército invisible
El microbioma del suelo es una comunidad diversa, dinámica, e interconectada, compuesta por millones de microorganismos por gramo de tierra. Estos habitantes microscópicos, invisibles a simple vista, desempeñan roles cruciales en la agricultura:
- Descomponen la materia orgánica: transforman y reciclan restos de plantas y animales en nutrientes esenciales para las plantas, como el nitrógeno, el fósforo y el potasio. La Dra. Elaine Ingham, reconocida microbióloga del suelo, afirma que “los microorganismos son los verdaderos trabajadores del suelo, responsables de hasta el 70% de la descomposición de la materia orgánica.“
- Protegen las plantas de enfermedades: actúan como una barrera natural contra patógenos, compitiendo con ellos por recursos y liberando sustancias antimicrobianas, como señala el Dr. R.J. Haynes, experto en microbiología del suelo: “Los microorganismos beneficiosos del suelo pueden reducir significativamente la incidencia de enfermedades en las plantas, contribuyendo a una agricultura más sostenible.“
- Mejoran la estructura del suelo: ayudan a crear una estructura granular que favorece la retención de agua y la aireación, permitiendo el crecimiento óptimo de las raíces. La Dra. Elizabeth Bach, especialista en ecología del suelo, enfatiza estos beneficios afirmando que “el microbioma de un suelo saludable promueve una estructura granular que mejora la infiltración de agua, la retención de humedad y la aireación, creando un ambiente ideal para el desarrollo de las raíces”.
Para ilustrar, en este día en el que celebramos el microbioma, la transcendental actividad de estos trabajadores microscópicos, que apenas estamos empezando a conocer y que nos están conduciendo hacia aún insospechados alcances con los que configuraremos los manejos agronómicos en el futuro cercano, mostraremos con un ejemplo sencillo la relevante labor con la que promueven el desarrollo de los cultivos, enfocándonos en cómo contribuyen a la absorción del hierro por las plantas.
El hierro (Fe) es un elemento esencial para prácticamente todos los seres vivos porque es necesario para funciones celulares importantes como la síntesis de ADN, la respiración y la eliminación de radicales libres, y también contribuyen como cofactor para múltiples reacciones enzimáticas de un intrincado conjunto de reacciones fisiológicas, como la fotosíntesis.
En el suelo, el (Fe) se encuentra principalmente en su forma oxidada, como (Fe3+), siendo parte de sales e hidróxidos de baja solubilidad, formas químicas que algunos seres vivos no pueden usar. Sin embargo, la disponibilidad de este elemento es esencial para la vida de los microorganismos y también para las plantas. Para resolver este problema, y facilitar la absorción y asimilación de este elemento, varios microorganismos, producen péptidos no ribosomales, que tienen una alta afinidad por el hierro, llamados sideróforos, los cuales actúan de manera específica como agentes quelantes, secuestran el hierro en presencia de otros metales y lo reducen a su estado ferroso (Fe2+), una forma mucho más soluble y aprovechable para absorción y asimilación de éste por las plantas.
Los sideróforos juegan un rol esencial en la nutrición de los cultivos, especialmente en la adquisición de hierro en suelos con baja disponibilidad de este micronutriente. Su capacidad para quelatarlo y convertirlo en una forma utilizable por las plantas mejora significativamente la fotosíntesis y otros procesos fisiológicos críticos, contribuyendo a un mejor crecimiento y rendimiento de los cultivos. Su papel en la disponibilidad y en la dinámica de la comunidad microbiana los convierte en herramientas valiosas para una agricultura sostenible.
Cultivando una relación simbiótica
Como agricultores, podemos cultivar y fortalecer la relación simbiótica con el microbioma del suelo para obtener cosechas más saludables y abundantes, implementando prácticas agrícolas que promuevan la relación planta-microbioma. Por ejemplo, optimizando el uso y aplicación de insumos con los modelos que se gestan con la información y las herramientas de agricultura de precisión. Implementar prácticas y manejos agronómicos que minimicen la alteración del suelo para preservar su estructura, son estrategias para mantener un microbioma efectivo y sinérgico con los cultivos. Incorporar y combinar los esquemas de fertilización con humatos y otras fuentes de carbono pueden estimular significativamente la actividad microbioma mejorando la fertilidad del suelo.
El microbioma del suelo es un aliado invaluable en la agricultura. Al comprender y fomentar la salud de este ecosistema invisible, podemos cultivar alimentos más nutritivos y resistentes, protegiendo al mismo tiempo el mayor activo del agricultor: el suelo. El Día del Microbioma es un recordatorio de la importancia de estos organismos invisibles para nuestra vida. Al comprender y proteger el microbioma, podemos cultivar alimentos más nutritivos y sostenibles, mejorar nuestra salud y proteger el medio ambiente.
Desde DISAGRO® les invitamos a embarcarse y acompañarnos en este viaje de exploración y de descubrimiento, en el que cada vez iremos conociendo con más profundidad el fascinante mundo del microbioma del suelo, aprendiendo sobre las prácticas y manejos agrícolas que lo fortalecen, y convirtiéndonos en custodios de este tesoro invisible que sustenta la vida en la Tierra.
Referencias:
Aguado-Santacruz, G. A., Moreno-Gómez, B., Jiménez-Francisco, B., García-Moya, E., & Preciado-Ortiz, R. E. (2012). Impacto de los sideróforos microbianos y fitosidéforos en la asimilación de hierro por las plantas: una síntesis. Revista fitotecnia mexicana, 35(1), 9-21.
Bach, E. M., Ramirez, K. S., Fraser, T. D., & Wall, D. H. (2020). Soil biodiversity integrates solutions for a sustainable future. Sustainability, 12(7), 2662.
Hartmann, M., & Six, J. (2023). Soil structure and microbiome functions in agroecosystems. Nature Reviews Earth & Environment, 4(1), 4-18.
Ingham, E. (2004). The Soil Foodweb: It’s Role in Ecosystem Health’. The Overstory Book: Cultivating Connections with Trees, 62.
Moreno Sarmiento, N. (2016). La agricultura sostenible un reto para la microbiología del suelo. Revista Colombiana de Biotecnología, 18(1), 5-6.
Pankievicz, V. C. S., Delaux, P. M., Infante, V., Hirsch, H. H., Rajasekar, S., Zamora, P., … & Ané, J. M. (2022). Nitrogen fixation and mucilage production on maize aerial roots is controlled by aerial root development and border cell functions. Frontiers in plant science, 13, 977056.
