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Intensificación de la producción en la agricultura orgánica: caso café*

Revista mexicana de ciencias agrícolas

versión impresa ISSN 2007-0934

Rev. Mex. Cienc. Agríc vol.5 no.1 Texcoco ene./feb. 2014

Notas de investigación

 

Intensificación de la producción en la agricultura orgánica: caso café*

 

Intensification of production in organic agriculture: coffee case

 

Gerardo Noriega Altamirano1, Brenda Cárcamo Rico1, Manuel Ángel Gómez Cruz2, Rita Schwentesius Rindermann2§, Sergio Cruz Hernández1, Jesús Leyva Baeza1, Eduardo García de la Rosa1, Ulises Iván López Reyes1 y Alexander Martínez Hernández1

 

1 Academia de Meteorología. (gerardonorieg@gmail.com).

2 Centro de Investigaciones Interdisciplinarias para el Desarrollo Rural Integral, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco, km. 38.5, Chapingo, Estado de México. C. P. 56230.(ciidri2008@yahoo.com.mx). §Autora para correspondencia: rschwent@prodigy.net.mx.

 

* Recibido: junio de 2013
Aceptado: noviembre de 2013

 

Resumen

En la región costeña de Oaxaca, en la parte media de la cuenca, se encuentra el agroecosistema cafetalero, donde además de los servicios ambientales, la producción del aromático es la base de la economía campesina, vulnerable a desastres asociados a tormentas y ciclones tropicales. Por ejemplo, antes del huracán Paulina se producían de 12 a 15 quintales ha, 13 años después del meteoro los cafetales tienen una cubierta vegetal con 81% de sombra, 7 000 kilos de hojarasca ha sobre el suelo y un rendimiento medio de sólo 2.9 qq/ha. La lixiviación del suelo ha conducido a la degradación edáfica donde el pH es de 5.4, la relación C/N de 11.57 y el fósforo disponible de 17.68 mg kg. Por ello, en un esquema de parcelas demostrativas se promueve : la restauración de la biología del suelo, de la materia orgánica, para la remineralización del suelo se incorporan minerales secundarios no metálicos, como zeolitas, dolomitas y roca fosfórica; se practica la inoculación de microorganismos: Azotobacter y micorrizas, así como la incorporación de compostas y la fertilización foliar.

Palabras clave: fertilización foliar, remineralización, inoculación de microorganismos y micorrizas.

 

Abstract

In the coastal region of Oaxaca, in the middle of the basin, is the coffee agroe-cosystem, where in addition to environmental services, coffee production is the basis of the rural economy, vulnerable to disasters associated with tropical storms and cyclones. For example, before Hurricane Paulina occurred from 12-15 quintals ha, 13 years after the meteor the coffee have a cover with 81% shade, 7000 kilos of litter has on the ground and an average yield of only 2.9 qq/ha. Soil leaching has led to soil degradation where the pH is 5.4, the C/N of 11.57 and available phosphorus of 17.68 mg kg. Therefore, in demonstration plots scheme is promoted: the restoration of soil biology, organic matter for soil remineralization incorporate nonmetallic secondary minerals, such as zeolites, dolomite and rock phosphate, is practiced inoculation microorganisms: Azotobacter and mycorrhizae, and the incorporation of compost and foliar fertilization.

Key words: foliar fertilization, re mineralization, microorganisms and mycorrhizal inoculation.

 

Introducción

El ejercicio que aquí se presenta es un ensayo de transferencia tecnológica mediante el conocimiento científico con la participación local y el saber tradicional. Este planteamiento busca la intensificación de la agricultura orgánica, el caso que se presenta está orientado a la cafeticultura orgánica en zonas de deterioro ambiental por la lixiviación ocasionada por las tormentas y ciclones tropicales, reconociendo que el manejo del recurso suelo ayudará a mejorar la productividad. El huracán Paulina en 1997 vino a marcar un parteaguas en la vida de los cafeticultores indígenas de la Sierra Sur de Oaxaca, la lixiviación de los suelos llevó a un siniestro, de 12 qq/ha de café la productividad descendió a 2.9 qq/ha.

El cafeto es un arbusto siempre verde, de cuyos frutos se obtiene una bebida a partir de la mezcla en agua caliente con los granos tostados de la planta de café (Coffea arábiga L.). La planta de café tiene su primera cosecha entre los tres y cinco años, con un rendimiento de hasta 2.2 kilos por mata; su raíz principal penetra hasta unos 50 cm, en los primeros 30 cm se encuentra 86% de las raíces absorbentes. Ésta profundidad del suelo debe abastecer los nutrientes que el cultivo demanda. El cafeto tiene una relación N.P:K de 4:8:1:2.8 (Carvajal et al., 1969); en Brasil se reportan resultados que conducen a incrementar la productividad cuando se acude a practicar de 3 a 4 aplicaciones foliares anuales (Malavolta, 1993).

En México no se ha desarrollado una cultura de fertilización en la agricultura orgánica, salvo en la cafeticultura convencional donde aún se hace uso generalizado de la formula 18-12-6; así alrededor de 500 000 caficultores aprovechan 664 794 ha en aproximadamente 5 000 comunidades rurales, que cultivan en suelos degradados, con bajos rendimientos, con plagas y enfermedades que no logran manejar, por ello el desarrollo tecnológico que se presenta conduce a diseñar agroecosistemas con mayor capacidad de carga.

El presente trabajo difunde una propuesta de fomento para la innovación tecnológica en la productividad de la agricultura orgánica, se ejemplifica con cafetales orgánicos atendiendo a los factores de la producción, donde destacan: (a)genética; (b)clima; (c) remineralización del suelo; (d) restauración de la biología del suelo; (e) incorporación de materia orgánica; (f) manejo del cultivo; y (e) nutrición complementaria vía fertilización foliar.

La cuenca Río Copalita se localiza en el extremo sur del estado de Oaxaca dentro de la provincia Sierra Madre del Sur, ocupando las subprovincias Costa del Sur. Comprende un total de 3.96% del territorio estatal; dividiéndose en dieciséis cuencas y subcuencas donde en la parte media se encuentra el cafeto formando el estrato arbustivo de la vegetación primaria. En la parte media de la cuenca se practica la cafeticultura bajo el sistema rusticano y de policultivo tradicional, la fertilidad de suelos se atribuye a la humificación y mineralización de la materia orgánica de la hojarasca proveniente del arbolado. La región cuenta con 16 clases de uso de suelo, destaca la selva mediana caducifolia con 22.32% seguida por las actividades agrícolas-pecuarias-forestales con 17%. En el área cubierta con vegetación de selva mediana caducifolia y bosque de niebla coexiste el agroecosistema cafetalero.

Para evaluar la fertilidad de los suelos de la entidad, concebida como la disponibilidad que tiene un suelo para proveer condiciones físicas, químicas y biológicas para el crecimiento y desarrollo de las plantas, se utilizaron 720 perfiles de suelos georreferenciados; de la Cuenca del Río Copalita se utilizaron 35 sitios georreferenciados. El pH fue determinado en agua, la materia orgánica mediante la oxidación con dicromato de potasio, las variables químicas de N, P, K, Ca, Mg y micronutrientes fueron determinadas en apego a la NOM-021-SEMARNAT-2000. Los resultados se interpolaron apoyados en Kriging (Demmers, 1999), con sistemas de información geográfico se elaboraron mapas de acidez del suelo y contenido de materia orgánica, así se generó la formulación de la fertilización al suelo y foliar.

Desde 2010 en la comunidad de San Bartolomé Loxicha, se ha impulsado la fertilización foliar y en la actualidad en 200 parcelas distribuidas en la Sierra Sur, se realiza un esquema de transferencia tecnológica orientada al manejo del suelo y a la nutrición del cafeto con nueve componentes.

Diagnóstico nutrimental. El análisis de suelos diagnostica la oferta de nutrimentos en la solución del suelo; la información es procesada apoyados en Sistemas de Información Geográfica (SIG), para identificar espacialmente la distribución de la calidad de los suelos estudiados, con ello se diseña la estrategia de abonadura.

Manejo de la reacción del suelo. En la rizosfera, zona de contacto del suelo y la raíz el pH disminuye por las excreciones de la raíz producto de la actividad microbiana, así la formación de ácidos orgánicos por la raíz abate el pH de esta zona. Además las condiciones de alta pluviometría explican como el agua disuelve las bases solubles que por lixiviación se pierden del perfil del suelo. Por lo anterior se promueve la incorporación de dolomita con composta, esta mezcla se incorpora a los arbustos.

Remineralización del suelo. Se aplican minerales procedentes de la molienda de rocas, con una malla fina para mezclarlos al suelo, utilizando materiales como diatomeas, dolomitas, roca fosfórica y zeolitas, entre otros.

Dosis de abonadura sustentable. Fundados en el análisis de suelos y en el rendimiento meta se diseña la cantidad de materia orgánica a aplicar, los microorganismos que deben inocularse y los minerales secundarios metálicos que utilizan.

Incremento de la capacidad de intercambio catiónico (CIC). Se promueve el incremento de la CIC, para incrementar la eficiencia de absorción nutrimental, por ello el compostaje debe alcanzar un nivel de humificación previo a su incorporación al suelo, además de mezclar zeolitas.

Incorporación de materia orgánica. Mejora el hábitat de la fauna edáfica, el almacenamiento de agua y la eficiencia de aprovechamiento de los minerales secundarios no metálicos al incrementar la solubilización de ellos, incorporan 2 t de humus/ha.

Biología del suelo. La rizósfera, zona inmediata a las raíces de los cultivos, fundamental para el ciclo biológico y la disponibilidad de nutrimentos, se fortalece inoculando dos grupos de microorganismos:

Bacterias promotoras del crecimiento: Azotobacter. Es trategia para la fijación biológica de Nitrógeno, balancear la relación Carbono/ Nitrógeno y coadyuvar a la humificación de la hojarasca existente en la superficie del suelo, así como a la mineralización.

Micorrizas. Se utiliza el hongo micorrízico arbuscular Glomus intraradices para suministrar Fósforo y otros nutrimentos al cafeto.

Nutrición mineral complementaria. La atención de las necesidades nutricionales de micronutrientes y elementos benéficos se realiza mediante la fertilización foliar teniendo como referencia la normatividad de la agricultura orgánica. La fertilización foliar deriva del análisis de suelos y comprende la incorporación vía foliar de: (a) sustancias húmicas; (b) aminoácidos; y (c) nutrimentos: Cu, Zn, Mn, Fe, Mo, B, Mg, Si, Se y Ni, principalmente.

Manejo de plagas. Se fomenta el uso de entomopatógenos como agentes de control de plagas aéreas, es el caso de la broca de café.

Materia orgánica. La materia orgánica del suelo que se cuantifica en el análisis químico, corresponde a la fracción orgánica del suelo que pasa por un tamiz con malla de 2 mm (Fassbender y Bornemisza, 1987). El contenido promedio de materia orgánica de los suelos cafetaleros es 5.14% y 2.98% de carbono, existe variación desde 2.89 a 9.34%. La mayoría de los suelos cafetaleros presentan valores altos de materia orgánica, los valores encontrados de materia orgánica indican que aunque existen altas temperaturas y alta precipitación en la zona, las condiciones de acidez frenan el desarrollo de las bacterias y se abate el proceso de mineralización, lo que está ocurriendo es alta proliferación de hongos y nulificación de la actividad bacteriana.

Acidez del suelo. La reacción de un suelo se expresa por el pH, cuyo valor medio regional en los suelos cafetaleros es 5.44, califica como moderadamente ácido, por ello los microorganismos descomponedores de la materia orgánica y de la mineralización del nitrógeno, fósforo y azufre reducen su actividad. las bacterias fijadoras de nitrógeno se reducen, además se incrementa la lixiviación de potasio; esta acidez indica deficiencia de Molibdeno, nitrógeno, calcio, magnesio y fósforo. los resultados revelan alta concentración de manganeso, boro y fierro.

Las causas de la acidez regional son tres: (1) precipitación pluvial; (2) descomposición de la materia orgánica; y (3) cosecha de cultivos. Mediante un proceso de capacitación se realiza el compostaje in situ; incorporándose 2 t ha1, el material se humifica en apego a la reglamentación orgánica, se aprovecha la actividad microbiana de dicho material y se mezcla con 200 kg de dolomitas/ha y 100 kg de zeolitas/ha que se aplican en cada planta en la banda de fertilización, como enmienda para corregir acidez del suelo.

Nitrógeno. Los valores promedio de la relación C/N son de 11.59. El primer producto resultado de la descomposición de la materia orgánica es el amonio (NH4+), proviene de la descomposición de proteínas, aminoácidos y otros compuestos; cuando las condiciones son favorables la mayor parte del amonio se transforma a nitrato (NO3) mediante la participación de bacterias nitrificantes. Es recomendable la inoculación de bacterias promotoras del crecimiento como Azotobacter esta estrategia abastece al cafeto de 20 a 30 kg/ha/año de nitrógeno, además de aportar sustancias promotoras del crecimiento: ácido indolacético, ácido giberélico, citoquininas y vitaminas.

Fósforo. En suelos tropicales el fósforo es variable; en condiciones de acumulación de materia orgánica en el suelo (baja temperatura, alta precipitación), acidez del suelo, escasa actividad biológica, dominan los fosfatos orgánicos (Fassbender y Bornemisza, 1987). Los suelos cafetaleros en la región presentan un valor medio de 17.68 mg kg, lo que califica como moderadamente bajo. Se recomienda el uso de micorrizas, mejorando la absorción de agua, del ión fosfato y nutrimentos como N, K, Ca, Mg, B y Fe. Además se recomienda la incorporación de 50 kg ha de roca fosfórica, fuente mineral permitida en la agricultura orgánica certificada, que también se mezcla con el humus.

 

Conclusiones

El método Kriging facilita el proceso de interpretación respecto al pH y materia orgánica y permite la identificación de las necesidades de abonadura en grandes territorios, ello ayuda a identificar los volúmenes de los insumos permitidos en la normatividad de certificación internacional que se aplica a la agricultura orgánica.

Se han identificado minerales accesibles para los productores como la roca fosfórica, dolomitas y zeolitas, insumos permitidos en el manejo de la nutrición mineral.

La fertilización foliar en cafetales orgánicos con insumos permitidos en la normatividad internacional de la agricultura orgánica ha conducido a la formulación de un fertilizante foliar, cuya concentración en ppm, es: Mg 4500, Fe 700, Cu 500, Zn 400, B 300, Mn 300, Mo 50, Si 50, Se 50 y Ni 10, este insumo es energizado con baja frecuencia con energía tipo Tesla. Tres aplicaciones al año en los cafetales de San Bartolomé Loxicha, Oaxaca, logró un incremento en el rendimiento de 72%.

En el Módulo de Producción de Abonos Orgánicos de la Universidad Autónoma Chapingo (UACH), establecido en el Campo San Ignacio se cuenta con una acreditación CERTIMEX para a formulación de un fertilizante orgánico autorizado para aplicarlo en la agricultura orgánica certificada. De la misma manera nuestra experiencia permite que en dicho módulo se promueva el compostaje, la lombricultura, la producción de microorganismos eficientes en la agricultura como una estrategia para restaurar el recurso suelo e incrementar la productividad agrícola. Los insumos que se elaboran son energizados mediante el campo magnético con energía de baja frecuencia tipo Tesla.

 

Literatura citada

Fassbender, H. y Bornemisza, E. 1987. Química de suelos con énfasis en suelos de América Latina. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura (IICA). San José, Costa Rica. 420 p.         [ Links ]

Carvajal, J. F. 1984. Cafeto – cultivo y fertilización. Instituto Internacional de la Potasa. Berna, Suiza. 254 p.         [ Links ]

Carvajal, J. F.; Acevedo, A. and Lopéz, C. A. 1969. Nutrient uptake by the coffee tree during a yearly cicle. Turrialba. 19(1):13-20.         [ Links ]

Demmers, M. N. 1999. Fundamentals of geographic information systems. 2 (Ed.) Wiley. 498 p.         [ Links ]

Malavolta, E. 1993. Sea o doutor de deu cafezal. Informacoes Agronomicas (Brasil). 64:1-10.         [ Links ]

Norma Oficial Mexicana NOM-021-SEMARNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudio, muestreo y análisis. Diario Oficial 31 de diciembre, 2002. México. 85 p.         [ Links ]

Las Micorrizas: Una alternativa de fertilización ecológica en los pastos.

Mycorrhizae: An alternative of ecological fertilization in pastures

 

Yolai Noda

Estación Experimental de Pastos y Forrajes ¨Indio Hatuey¨. Central España Republicana, CP 44280, Matanzas, Cuba.

E-mail: noda@indio.atenas.inf.cu


Resumen

Debido a los efectos negativos que han causado los fertilizantes químicos en el deterioro del medio ambiente, se trabaja, desde hace algunas décadas, en la introducción de alternativas de fertilización en el manejo de los cultivos. La micorrización es una de las técnicas biológicas empleadas en muchos de ellos; sin embargo, en los pastos aún no se ha logrado extenderla ampliamente en la producción y los estudios han estado dirigidos a algunas leguminosas y muy pocas gramíneas. Las micorrizas permiten una aplicación exitosa mediante el recubrimiento de las semillas. Por otra parte, las relaciones micorrízicas pueden ser la clave para disminuir la cantidad de fertilizantes (especialmente fosfatos) que debe aplicarse para obtener buenos rendimientos; en los suelos con altos contenidos de P la inoculación con micorriza incrementa el crecimiento y el establecimiento temprano de los cultivos. Las plantas desarrollan una calidad biológica superior, en cuanto a mayor altura, vigor y área foliar, y se incrementan los rendimientos (entre 15 y 50%). Protege las raíces contra ciertos hongos patógenos. Además, el biofertilizante permite ahorrar hasta un 50% del volumen de los productos químicos necesarios, lo que favorece la reducción de los insumos y de los costos, e influye en el ejercicio de una agricultura sostenible y ecológicamente más sana.

Palabras clave: Micorrizas arbusculares vesiculares, pastizales


Abstract

Because of the negative effects caused by chemical fertilizers on the deterioration of the environment, work has been done, for some decades, in the introduction of fertilization alternatives in crop management. Mycorrhization is one of the biological techniques used in many of them; however, in pastures it has not been widely extended in production and the studies have aimed at legumes and very few grasses. Mycorrhizae allow successful application by means of seed covering. On the other hand, mycorrhizal relationships can be the key to decrease the amount of fertilizers (especially phosphates) that should be applied to obtain good yields; in soils with high P contents the inoculation with mycorrhiza increases growth and the early establishment of crops. Plants develop a higher biological quality, regarding more height, vigor and leaf area, and yields are increased (between 15 and 50%). It protects roots against certain pathogenic fungi. In addition, the biofertillizer allows to save up to 50% of the volume of the necessary chemical products, which favors input and cost reduction and influences the exertion of a sustainable and ecologically healthier agriculture.

Key words: Vesicular-arbuscular mycorrhizae, pasturelands


 

Introducción

Las actividades humanas han transformado, alterado y destruido los ecosistemas naturales, lo que ha provocado la desaparición o fragmentación de hábitats y la proliferación de especies introducidas (Cruz, 1999). Además, la sobre explotación de los recursos naturales y la contaminación del suelo, el agua y el aire, han puesto en peligro de extinción a numerosas especies en todo el Planeta (García, 1994).

Los fertilizantes químicos son una fuente de contaminación del suelo y las aguas subterráneas si no se utilizan de forma balanceada; es por ello que desde hace algunas décadas se trabaja con la intención de buscar alternativas más ecológicas de fertilización en las plantas, con el objetivo de preservar el ambiente.

El uso de los biofertilizantes es una de las técnicas empleadas por el hombre para obtener elevados rendimientos en los cultivos, sin causarle daños al ambiente. Se plantea que una tecnología que está vinculada con este concepto es la inclusión de microorganismos en las semillas (inoculación), tales como hongos micorrízicos, bacterias fijadoras de N2 y/o solubilizadores de fósforo, los cuales producen efectos aditivos, de particular importancia en la productividad de los cultivos y en su mejor calidad fitosanitaria, además de aumentar el contenido de materia orgánica del suelo. Estos microorganismos trabajan, básicamente, sobre el abastecimiento de nitrógeno y fósforo hacia el vegetal; también se informan otras funciones no menos importantes: desarrollo radical más abundante y efecto protector contra enfermedades fúngicas de la raíz (http://www.produccion.com.ar, 2004).

En el caso específico de las micorrizas vesículo arbusculares (MVA), se conoce su empleo en cultivos como las hortalizas, el café, los árboles frutales y algunos pastos; sin embargo, aún son muy poco utilizadas en estos últimos. La presente reseña tiene como objetivo dar a conocer los principales beneficios que aportan estos microorganismos como fuente de fertilización ecológica en la explotación de los pastos.

Hongos formadores de MVA

Las micorrizas son asociaciones entre la mayoría de las plantas existentes y los hongos benéficos, que incrementan el volumen de la raíz y, por tanto, permiten una mayor exploración de la rizosfera. Son considerados los componentes más activos de los órganos de absorción de los nutrientes de la planta, la que a su vez provee al hongo simbionte de nutrientes orgánicos y de un nicho protector (Corredor, 2008).

La mayoría de las plantas terrestres establecen en sus raíces al menos uno de los tres tipos de asociaciones micorrízicas; de ellas, la del tipo arbuscular es la simbiosis más extendida sobre el Planeta, no solo por el número de plantas hospederas que son capaces de colonizar, sino también por su amplia distribución geográfica (Rivas, 1997).

Su nombre está asociado con estructuras especializadas denominadas arbúsculos, que se forman en las células corticales de la raíz como resultado de la interacción planta-hongo. Estas estructuras constituyen el punto de intercambio de metabolitos entre los dos participantes de la simbiosis (Ayling et al., 1997; Bago et al., 1998).La simbiosis micorrízica aumenta de forma marcada la absorción de nutrientes como el nitrógeno, el potasio, el calcio, el zinc, el magnesio y especialmente el fósforo; mejora el transporte y la absorción de agua en el vegetal, así como la resistencia de la planta huésped a la sequía (Merryweather y Fitter, 1996; Alkaraki y Clark, 1998; Rivas, 1997 y Alkaraki, 1998). Además contrarresta el ataque de patógenos, ya sea por la ocupación previa del espacio de las raicillas o por la estimulación de los mecanismos de defensa bioquímica, y contribuye a la formación de agregados del suelo (Dassi et al., 1998; Cuenca et al., 1998).

Hasta hace pocos años, el uso de hongos formadores de micorrizas arbusculares (HMA) se encontraba restringido a aquellos cultivos que necesitan de una fase inicial de establecimiento y crecimiento antes de quedar definitivamente establecidos en el campo, tales como los semilleros de hortalizas, los viveros en frutales y la fase de adaptación en vitroplantas. En esos casos, los volúmenes de inóculos eran aceptables; sin embargo; no se recomendaban para los cultivos de siembra directa aun cuando los efectos eran positivos (Blanco y Salas, 1997; Fernández et al., 1997).

A partir de 1994 comenzó a desarrollarse en Cuba una tecnología novedosa de bajo costo, con insumos nacionales, que consiste en revestir la semilla con cierta cantidad de inoculante microbiano, capaz de establecer la simbiosis con la planta y garantizar la infección de las raíces. Esta técnica permite un ahorro del 99% del inoculante microbiano y entre un 25-50% del fertilizante químico, dependiendo de la fertilidad del suelo y del tipo de biofertilizante (Hernández y Chialloux, 2001).

Vale la pena destacar que aunque hace más de una década que se trabaja en el país con vista a extender el empleo de las MVA, es poco conocido por los agricultores los beneficios de estos microorganismos para las plantas, y las experiencias se enmarcan fundamentalmente en las hortalizas.

Se puede considerar que una de las principales causas que limitan la obtención de micorrizas por los productores, puede estar dada por su forma de reproducción, ya que el fertilizante biológico se obtiene a partir de la inoculación previa de una determinada cepa de HMA a plantas hospederas (ya sea en el momento de la siembra o por recubrimiento de sus semillas), que incluyen por lo general las especies de Sorghum vulgare y Brachiaria decumbens, entre otras, y su posterior desarrollo en el sistema radical.

El inoculante está listo cuando se cumple el ciclo reproductivo de dichas plantas y es extraído conjuntamente con el sustrato, el cual incluye todos los propágulos infectivos del hongo micorrizógeno (esporas, raicillas infectadas y fragmentos de hifas). No obstante, este puede ser extraído en cualquier otro momento, en dependencia de la cantidad de propágulos existentes en el sustrato (http://www.surimpex.com.br; 2008). Gómez et al. (1996) recomiendan el recubrimiento de las semillas para los cultivos de siembra directa.

La simbiosis de las endomicorrizas arbusculares debe ser considerada como un elemento esencial para promover la sanidad y la productividad en los cultivos de importancia (Gómez et. al., 1996). Los beneficios máximos se obtienen si se inocula con hongos micorrizógenos eficientes y si se hace una selección de combinaciones compatibles de hongo-planta-suelo.

Principales tipos de micorrizas

Aproximadamente unas 5 000 especies de hongos (principalmente Basidiomycetes) están asociadas a los árboles forestales en las regiones boreales y templadas, estableciendo un tipo de micorrizas.

Las raíces de los árboles de las selvas tropicales, de los árboles frutales y de casi la totalidad de las demás plantas verdes, están asociadas a hongos inferiores, la mayoría microscópicos.

Estos hongos, aunque presentes en casi todo el Planeta, asociados con casi todas las plantas verdes, establecen otro tipo de micorrizas y pertenecen a seis géneros y alrededor de un centenar de especies.

Los dos tipos más comunes y más conocidos son las ectomicorrizas y las endomicorrizas (Ferrera y Pérez, 1995). Cada tipo se distingue sobre la base de la relación de las hifas del hongo con las células radicales del hospedero (Popoff, 2008).

Ferrera y Pérez (1995) plantean que en las ectomicorrizas el micelio invade la raíz sin entrar en el interior de las células; en el caso de las endomicorrizas el micelio invade la raíz, inicialmente es intercelular, pero luego penetra en el interior de las células radicales, desde la rizodermis hasta las células corticales. Dichos autores señalan que este tipo de micorrizas es muy frecuente y están extendidas en todo el Planeta. Se distribuyen además, en la mayoría de los árboles de las zonas tropicales y algunos árboles de bosques templados.

La mayoría de las plantas arbóreas y herbáceas poseen este tipo de asociación, al igual que la mayoría de las plantas cultivadas (aproximadamente el 80%). Las endomicorrizas son particularmente importantes en los trópicos, donde los suelos tienden a retener los fosfatos.

Estos hongos inferiores que forman endomicorrizas vesículo arbusculares pertenecen a un solo grupo, las Glomales (Zygomycetes), con seis géneros y muchas especies distribuidas en todos los continentes; son estrictamente simbióticos y no pueden ser cultivados en cultivo puro, o sea en ausencia de su hospedero, contrariamente a los hongos ectomicorrícicos (http://www.simbiotica.org/fungi.htm , 2008).

Los arbúsculos de las endomicorrizas son estructuras altamente ramificadas, típicamente intracelulares, que se localizan en las células cercanas al cilindro vascular, y su función es la transferencia de nutrimentos desde el suelo hasta el huésped; las vesículas son protuberancias que quedan revestidas por la membrana plásmatica. Las hifas, por otra parte, se extienden varios centímetros por fuera de la raíz, incrementando la cantidad de nutrientes absorbidos (http://www.simbiotica.org/fungi.htm , 2008). En este sentido, las hifas no están septadas, es decir, ausentes de tabiques que separan las células y las asociaciones hongo/hospedante no son muy específicas. Muchas gramíneas las presentan: Andropogon, Bromus, Festuca, Panicum, Poa, Saccharum, Sorghum, Sporobolus, Stipa y Zea mays. El intercambio entre el hongo y el hospedante tiene lugar en los arbúsculos, que se llenan de gránulos de fosfatos.

La comprensión de las relaciones micorrícicas puede ser la clave para disminuir la cantidad de fertilizantes (especialmente fosfatos) que deben aplicarse a los cultivos para obtener buenas cosechas (Hernández et al., 1994).

El estudio de los fósiles revela que las plantas más antiguas conocidas presentan endomicorrizas. Algunos investigadores postulan que el establecimiento de dichas asociaciones fue un paso decisivo en la colonización vegetal de la tierra firme. Los suelos disponibles debían ser muy pobres, o sea, que el rol de las endomicorrizas puede haber tenido una importancia crucial, al extremo que los que invadieron la Tierra pueden haber sido simbiontes antes que organismos (Lopes et al., 1983).

En sentido general, en el mundo se encuentran más distribuidos de forma natural los hongos del tipo endomicorrizas, debido a que estas cepas son más compatibles con la mayoría de las plantas.

Otro de los principales aspectos a tener en cuenta, son los contenidos de fósforo (P) en el suelo para poder lograr una asociación mutualista exitosa entre el microorganismo y la planta, ya que en los suelos pobres en fosfatos el desarrollo de las micorrizas es pobre; sin embargo, en aquellos con presencia de P ocurre una buena multiplicación de MVA, y por tanto, los rendimientos de las cosechas son notablemente superiores.

Asociaciones de los hongos MVA con plantas utilizadas en la alimentación del ganado.

En el ámbito mundial, se reportan múltiples experiencias acerca de los beneficios de las micorrizas arbusculares en especies frutales, donde frecuentemente se compara el crecimiento de las plantas micorrízicas con las no micorrízicas; estas diferencias son atribuibles a una mayor absorción de nutrientes, una producción de hormonas más alta y mayores contenidos de clorofila (Herrera, 1994). Estas diferencias se han observado en especies tropicales como Mora excelsa, Prioria copaifera en el Caribe (Trinidad y Tobago, y Panamá) y en múltiples árboles tropicales de la familia Fabaceae (Abbot y Robson, 1985). Otros autores reportan beneficios en especies como la chirimoya (Azcón et al., 1991), Tamarindus indica, Parkia biglobosa, Sclerocarria birrea, Balanites aegipticae, Adansonia digitata, Codyla pinnatta, Saba senegalensis, Landolfia heudelotti, Dialium guineensis, Anacardium occidentale, Afsellia africana y Aphala seneganensis (Crush, 1974).

Las leguminosas también presentan asociaciones tripartitas con el Rhizobium y las micorrizas arbusculares, que mejoran el desarrollo de los nódulos y la fijación de nitrógeno, e incrementan el rendimiento de los cultivos y la eficiencia en el uso de los fertilizantes (Crush, 1974; Powell, 1976; Daft, 1978; Kawall y Yamamoto, 1986; Ferrero y Alarcón, 2001). También al incrementarse la absorción de fósforo por la micorriza se mejora el desarrollo radical y el crecimiento de la planta, y se acelera la maduración de las cosechas.

Un sistema de inoculación que incluye una mezcla de hongos MVA con rizobios que se adhieren a las semillas, como las de trébol, alfalfa y otras leguminosas forrajeras, aumenta la tasa de germinación en el campo, donde una gran proporción de semilla se pierde debido a su pequeño tamaño (Hernández y Hernández, 1996).

En Colombia, la aclimatación, la adaptación y la multiplicación de los cultivos en diversas condiciones agroecológicas, son las mayores limitantes para la producción sostenible y eficiente. Los microorganismos han tenido un gran potencial para contribuir a la solución de múltiples problemas de la agricultura; dentro de ellos, los biofertilizantes basados en micorrizas arbusculares son una alternativa para reducir las pérdidas en los procesos de multiplicación de especies de plantas, y mejorar la aclimatación y la nutrición de los cultivos de importancia actual. Estas tecnologías tienen aplicación en un gran número de especies, incorporadas a la producción de semilla de buena calidad, tanto a nivel de vivero como en el manejo de los materiales micropropagados en el área de la biotecnología vegetal (Azcón et al., 1991).
También en los Estados Unidos se han estudiado varias especies de leguminosas (Lupinus, Astragalus, Trifolium) que presentan micorrizas vesículo arbusculares con hifas aseptadas, es decir, sin divisiones o tabiques que separan las células; o micorrizas formadas por hifas septadas que a menudo forman esclerocios intracelulares (Abbot y Robson, 1985).

En Cuba, el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) ha llevado a cabo varias investigaciones en diferentes cultivos de importancia económica como: soya, frijol, guisantes, maíz, arroz, sorgo, girasol, trigo, algodón, plátano, raíces y tubérculos, hortalizas, posturas de cafeto, frutales y pastos.

El nombre comercial que se le ha dado al producto es EcoMic® y se ha probado que se obtienen incrementos en los rendimientos entre 15 y 50% (tabla 1), mejor comportamiento frente a la sequía, mayor aprovechamiento de los nutrientes y disminución de los fertilizantes, tanto en condiciones de la agricultura familiar en pequeñas extensiones y con siembra manual, como en la agricultura intensiva, en grandes extensiones y con siembra mecanizada. Este producto permite su aplicación exitosa mediante el recubrimiento de las semillas, en dosis del 6 al 10% de su peso, por lo que se requieren pequeñas cantidades por hectáreas (1-6 kg.ha-1), lo cual amplía sensiblemente el espectro de acción práctica de la simbiosis (http://www.inca.edu.cu/productos/pdf/ecomic.pdf, 2008).

En estudios realizados por Ávila et al. (2003) en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes de Sancti Spiritus, se determinó el efecto de las cepas de Bradyrhizobium y micorrizas vesículo arbusculares en la producción de semillas de kudzú (Pueraria phaseoloides). En el ensayo se emplearon cinco tratamientos, que consistían en un testigo absoluto, Bradyrhizobium, micorrizas vesículo arbusculares, Bradyrhizobium más micorrizas vesículo arbusculares y un control con nitrógeno (25 kg/ha). Los resultados mostraron un efecto positivo en la producción de semillas cuando las plantas fueron inoculadas con Bradyrhizobium más micorrizas vesículo-arbusculares (633 y 682 kg/ha para el primer y segundo año, respectivamente), la cual difirió significativamente del testigo. La dependencia a estos microorganismos fue notable, ya que siempre superaron al tratamiento control. La semilla presentó buena calidad y el porcentaje de germinación fue superior (84%) cuando se coinoculó.

Tovar (2000), en la sabana de Bogotá, estudió el efecto de la inoculación con Rhizobium (Sinorhizobium) meliloti GR-4 y el hongo Archaeospora leptoticha, en la fijación simbiótica de nitrógeno, la absorción de fósforo y el porcentaje de micorrización en alfalfa (Medicago sativa L. var. Florida 77) en un suelo andept de la serie Bermeo. La inoculación dual (rizobio-hongo MA) demostró la eficacia de la fertilización biológica, al incrementar significativamente el efecto del encalado y la fertilización química; el rendimiento aumentó en 26% y se mejoró el contenido de nitrógeno (32%) y fósforo (28%) en el follaje. Estos resultados destacan el estímulo de los dos microsimbiontes en el aprovechamiento de la fertilización química. La inoculación dual también estimuló la fijación biológica de nitrógeno, al aumentar el rendimiento (25%) y el contenido de nitrógeno del follaje (22%). También superó el efecto de la inoculación fúngica, ya que aumentó el rendimiento en 31% y la cantidad de fósforo absorbido en 34%, lo que demuestra los beneficios de la simbiosis tripartita alfalfa-rizobio-hongo micorrízico arbuscular.

Howeler et al. (1987), también en Colombia, condujeron experimentos en campo y en invernadero para evaluar el efecto de las MVA en el crecimiento de varios pastos tropicales; para ello se empleó un gran número de especies de MVA y se determinó la efectividad en el incremento de fósforo en los suelos ácidos y con bajos contenidos de P. La efectividad de las especies de MVA fue altamente variable y dependió del pH y de las aplicaciones de fertilizantes, así como también de la temperatura del suelo y su humedad. Glomus manihotis y Entrophospora colombiana fueron las especies más efectivas para los pastos, en suelos con bajo pH y altos contenidos de N, P y K. A bajos niveles de P, las especies de pastos dependieron mucho de las micorrizas, pero en los suelos con altos contenidos de P la inoculación con MVA en varios pastos leguminosos y pasturas, en combinación con aplicaciones de fosforita, incrementó el crecimiento y el establecimiento temprano.

Por otra parte, en Costa Rica se ha observado que uno de los factores fundamentales para la restauración de los bosques tropicales a partir de pastizales se debe, por lo general, a la ausencia o presencia de micorrizas en áreas del bosque; en este sentido, Morales (2008) señala que si en el bosque existe algún árbol que contenga en sus raíces las micorrizas necesarias, el área será restaurada más rápidamente de forma natural.

En otras investigaciones, Marschner (1995) reporta que el principal efecto beneficioso de la micorrización en el crecimiento de la planta hospedera, se debe al incremento en el área superficial subterránea combinada (raíces y micorrizas) para la adquisición de nutrientes. El efecto beneficioso de las micorrizas es, por lo tanto, de especial importancia para aquellas plantas que tienen un sistema radical grueso y pobremente ramificado, y simultáneamente carecen de mecanismos específicos de respuesta radical, como por ejemplo, las plantas enraizadas en grupos. Los efectos benéficos de las micorrizas en el crecimiento de la planta hospedera son comúnmente estimados como dependencia micorrícica, pero en la mayoría de los casos el término respuesta a la micorrización puede ser más apropiado.

Se plantea que en los pastos con área superficial grande no existe respuesta a la micorrización, aun a niveles extremadamente bajos de fósforo en el suelo. En contraste, en las leguminosas con raíces y pelos radicales cortos dicha respuesta es alta. En investigaciones efectuadas por Ferrero y Alarcón (2001) se halló una relación inversa entre la longitud del pelo radical y la dependencia a la micorrización, en cinco especies de pastos. En varias leguminosas esta relación inversa es también indicada en el número de nódulos.

Por otra parte, Marschner (1995) señala que al parecer hay una diferencia típica en la respuesta a MVA entre los pastos C3 y C4. Los pastos C3 de estación fría tienen sistemas radicales altamente fibrosos, mientras que los pastos C4 de estación cálida tienen sistemas radicales más gruesos. En los pastos C4 hay un fuerte crecimiento radical, la respuesta es positiva a cualquier fertilización fosforada o a la inoculación con MVA. Sin embargo, en estos pastos también existen grandes diferencias entre especies con respecto a la respuesta a las MVA. Estos resultados corroboran los obtenidos por Schweiger et al. (1995), quienes también informaron el efecto positivo de las micorrizas según las especies de pastos.

A través de todos los aspectos analizados, se pudo constatar que la acción del hongo se dirige a las partes radiculares, donde fomenta un crecimiento y desarrollo más ágil. Esto permite al cultivo fertilizado con MVA extender sus raíces hacia mayores áreas del terreno y captar más humedad y nutrientes. A cambio de ese servicio, la planta ofrece al hongo una parte de los carbohidratos que ella elabora.

En cuanto a los efectos fisiológicos, se aprecian resultados positivos en el ciclo de crecimiento y desarrollo de los cultivos. Esto se manifiesta en una calidad biológica superior, en cuanto a mayor altura, vigor y área foliar de las plantas. También se incrementan los rendimientos (entre 15 y 50%). Otra ventaja está en la acción que ejerce sobre las raíces, protegiéndolas contra ciertos hongos patógenos.

Con relación al efecto económico, el biofertilizante permite ahorrar hasta un 50% del volumen de los productos químicos necesarios en cada cultivo. Esto favorece la reducción de los insumos y los costos, e influye en el ejercicio de una agricultura sostenible y ecológicamente más sana.

En sentido general, se puede aseverar que el uso de las micorrizas origina incrementos en el crecimiento y en la producción agrícola, además de enriquecer la microbiota y la fauna del suelo y evitar su degradación.

Conclusiones

La simbiosis micorrízica es un fenómeno ampliamente fundamentado y reconocido por la comunidad científica internacional, y no hay duda de los incrementos en la absorción de los nutrientes y el agua en las plantas micorrizadas, así como de un mayor crecimiento y rendimiento de los cultivos. Aunque las publicaciones sobre este tema se incrementan constantemente, son pocos los ejemplos prácticos de manejo de la simbiosis. Sin embargo, un manejo efectivo de esta se ha impulsado en los últimos años, en Cuba y otros países de América Latina, a través de la utilización de las micorrizas vesículo arbusculares.

Es una tecnología que puede ser aplicada en mayor escala en las empresas productoras del país; sin embargo, existe aún poco conocimiento sobre la adquisición, aplicación y manejo del producto, por lo que se debe continuar extendiendo su conocimiento y sus resultados.

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Recibido el 20 de octubre del 2008

Aceptado el 18 de febrero del 2009