El suelo agrícola como sumidero de carbono: El caso de la “terra preta do indio”.

Alcanzar la sostenibilidad de los agroecosistemas y la lucha contra el cambio climático son objetivos que guían el trabajo de infinidad de investigadores por todo el mundo. ¿Es posible combinar ambos objetivos para alcanzar un futuro mejor? Tal vez, pero primero es necesario echar un vistazo al pasado.

La “terra preta do indio” (tierra negra del indio) es un tipo de suelo que representa una anomalía respecto de los suelos vírgenes de la selva Amazónica. La riqueza de carbono orgánico del suelo, el elevado contenido en materia orgánica, la presencia de restos cerámicos y la importante comunidad biológica en ellos instalada generan suelos de elevada fertilidad y productividad agrícola que, además, resultan de la actuación del ser humano.

Los orígenes de este tipo de suelos se remontan a las poblaciones humanas que habitaron la región de la Amazonia mucho antes de la llegada de los europeos. Su creación y difusión se produjo entre el 800 a.C y el 500 d.C (Lehmann y Joseph, 2009, 2015), datado a través de pruebas de Carbono 14.

Existen algunos indicios de que la fertilidad de estos suelos sirvió de soporte a una importante población. Gaspar de Carvajal, cronista del primer europeo en descender por el río Amazonas en 1542, Francisco de Orellana, informó que la zona estaba densamente poblada, sugiriendo niveles de población y urbanización superiores incluso a los actuales. Esta observación fue corroborada un siglo mas tarde, en 1639, por una nueva expedición capitaneada por Pedro Texeira, en la crónica del jesuita Cristóbal de Acuña. Sin embargo, expediciones de siglos posteriores no encontraron rastro de estas civilizaciones y con el paso del tiempo el relato de Carvajal pasó a ser denigrado como pura fantasía.

El comienzo de la investigación sobre este tipo de suelos data de finales XIX. Estas primeras investigaciones confirmaban la existencia de unos suelos oscuros y muy fértiles en la Amazonia sin llegar a precisar su origen (Glaser y Woods 2004). Fue durante la década de los años ochenta del siglo XX cuando se intensificó la investigación sobre estos suelos (Smith 1980) y en los últimos años ha experimentado un importante auge en la literatura científica debido a su posible utilidad como sumidero de dióxido de carbono en la lucha contra el cambio climático.

CARACTERISTICAS DIFERENCIADORAS DE LOS SUELOS “TERRA PRETA”

¿Cuáles deben ser las características que deben tener los suelos agrícolas para que sean buenos sumideros de carbono? ¿y para que sean sostenibles? ¿Hasta qué punto es viable mejorar los suelos agrícolas de todo el planeta para que sean buenos sumideros de carbono y sostenibles? Dado su origen humano ¿Sería posible utilizar la estrategia de mejora del suelo desarrollada para crear los suelos “terra preta”? Para responder a estas preguntas, en primer lugar, vamos a tratar de caracterizar lo que diferencia este tipo de suelos de otros suelos agrícolas o naturales.

Los suelos del tipo “terra preta do indio” pueden identificarse por lo siguiente:

  1. Alto contenido de materia orgánica, tanto forma de organismos del suelo (OS) como en forma de moléculas orgánicas.
  2. Son el resultado de la acción humana que enmendó el suelo añadiendo de manera continuada carbón vegetal (o biocarbón), restos de cerámica, huesos y heces de animales y otros residuos orgánicos resultantes de su actividad.
  3. Conservan la fertilidad del suelo durante largos periodos de tiempo sin necesidad de aportes externos de nutrientes.
  4. Su productividad es hasta dos veces más alta (Marris E., 2006) y contienen hasta tres veces más materia orgánica, nitrógeno y fósforo que los suelos adyacentes (Glases, 2007). Pote
  5. Su contenido en materia orgánica y organismos del suelo (hongos, bacterias, lombrices, …) hace que su densidad aparente sea inferior a la de los suelos adyacentes.
  6. Las partículas de carbón vegetal (biocarbón) y de cerámica presentan una alta superficie específica por unidad de volumen que facilita la retención y almacenamiento de agua, nutrientes y moléculas orgánicas.
  7. Mayor cohesión y estructura del suelo como consecuencia de la interacción entre los organismos del suelo (principalmente hongos) y las partículas originarias de suelo, el carbón vegetal y los restos cerámicos que reducen los efectos de la erosión hídrica o eólica, la lixiviación de nutrientes e favorecen la biodiversidad.

De hecho, existen suelos de características similares en África e Iberoamérica y no tendría que ser un problema importante poder crearlos de nuevo. ¿no?.

MEJORA DE LA FERTILIDAD DE SUELOS A TRAVES DEL BIOCARBON Y LA MATERIA ORGANICA.

La idea de crear suelos mejorados, fértiles y sostenibles, mediante el antiguo conocimiento desarrollado para los suelos “terra preta do indio” parece interesante, pero ¿Cómo hacemos para crear suelos agrícolas fértiles, productivos y sostenibles que, además, sean importantes sumideros de carbono? Puesto que, necesariamente, va a ser un proceso que se va a extender en el tiempo, lo primero que hay que hacer es definir que indicadores son los que nos van a informar sobre si estamos realizando de manera correcta la mejora del suelo y que características debe tener el suelo al “finalizar” el proceso de transformación del suelo.

Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC).

La Capacidad de Intercambio catiónico es una propiedad química del suelo muy vinculada a su fertilidad que depende del contenido de coloides inorgánicos (arcillas cristalinas, geles amorfos, óxidos y sesquióxidos de hierro y aluminio) y del contenido de materia orgánica. La mayoría de los suelos tienen CIC permanente y otra que varía con el pH (Krull et al., 2004), observándose un aumento de la CIC con el pH, por lo que la CIC total se mide a pH 8,2 (Tan y Dowling, 1984). Se considera que la CIC permanente proviene de la fracción arcilla, mientras que la CIC variable depende de las sustancias húmicas.

Carbono orgánico del suelo (COS)

El carbono orgánico del suelo (COS) se relaciona con la sustentabilidad de los sistemas agrícolas (agroecosistemas) afectando las propiedades del suelo relacionadas con el rendimiento sostenido de los cultivos. También se vincula con la cantidad y disponibilidad de nutrientes ya que puede modificar la acidez y la alcalinidad hacia valores cercanos a la neutralidad e incrementar la disponibilidad de diferentes nutrientes necesarios para la comunidad biológica que depende del suelo. Por otro lado, el carbono orgánico del suelo genera coloides de alta capacidad de intercambio catiónico (CIC). Además, su efecto en las propiedades físicas se manifiesta mediante la modificación de la estructura y la distribución del espacio poroso del suelo.

El carbono orgánico es esencial para la actividad biológica del suelo. En primer lugar, proporciona recursos energéticos a los organismos del suelo, mayoritariamente heterótrofos (consumidores de materia orgánica), en forma de carbono lábil (hidratos de carbono o compuestos orgánicos de bajo peso molecular) (Borie et al., 1999). En segundo lugar, la descomposición de los residuos orgánicos aumenta la disponibilidad de muchos elementos utilizados por las plantas. Finalmente, los organismos del suelo participan en la formación y estabilización de la estructura y porosidad del suelo (Singer y Munns, 1996, y Krull et al., 2004).

Carbón pirolítico (CP).

La denominación como carbón pirolítico se corresponde con su forma de generación mediante pirólisis de materia orgánica en condiciones de baja oxigenación. Otras denominaciones son las de biocarbón (en español), biochar (en inglés) o carbón vegetal, este último referido a un proceso “tradicional” de producción de combustible a partir de residuos vegetales (restos de poda y cosecha) para su utilización en los meses invernales.

Existen numerosas referencias sobre las ventajas de la utilización de carbón pirolítico (CP) aplicado a muy diferentes tipos de suelos, climas y para la producción de una amplia variedad de cultivos (Glaser et al. 2002; Chan et al. 2008; Major et al. 2010). En estos trabajos se demostró que su aplicación mejora las características físicas y químicas del suelo, aumentando la retención de los nutrientes y favoreciendo la disponibilidad de estos para las plantas. También describen cambios taxonómicos en las comunidades de microorganismos y estimulación de la actividad microbiana del suelo en relación con la presencia de biocarbón, así como el importante papel de algunos de los microorganismos (Trichoderma spp, …) y abonos orgánicos en la promoción del crecimiento vegetal e inducción de resistencia sistémica.

Organismos del suelo (OS).

La comunidad biológica que habita en el suelo (bacterias, hongos, lombrices, hormigas, …) y sobre el suelo (plantas y animales) tiene un importante papel sobre su productividad agrícola.

La incorporación de carbón pirolítico (biocarbón) al suelo induce el desarrollo de una mayor diversidad de microorganismos (Pietikäinen et al, 2000; Liang et al. 2010). La respiración basal del suelo unida a una mayor diversidad y crecimiento de las poblaciones de bacterias aumentó en suelos tratados con carbón pirolítico en varios estudios (Steiner et al. 2004; Steiner et al. 2008; Major et al 2009; O’Neill et al. 2009). Por otra parte, el gran número de poros del carbón pirolítico constituyó un hábitat de calidad que facilitó la colonización por micorrizas (Matsubara et al. 1995; Steiner et al. 2004; Warnock et al. 2007), hongos que se asocian a las plantas y mejoran su absorción de nutrientes. Otros microorganismos beneficiosos para los cultivos, como Rhizobium spp. (Beck, 1991; Rondon et al, 2006) Trichoderma spp. (Elad et al. 2010; Graber et al. 2010) y otras bacterias implicadas en la promoción del crecimiento e inducción de resistencia (como los actomicetos, entre otras especies) (Graber et al. 2010; Kolton et al. 2011), también se vieron favorecidos por la aplicación de carbón pirolítico.

Entre otras prácticas agrícolas, típicas de la agricultura orgánica o ecológica, disponemos de la asociación y rotación de cultivos. Los exudados de los cultivos y la presencia de diferentes especies cultivadas asociadas tienen efectos significativos sobre la salud vegetal de los propios cultivos, con efectos repelentes o disuasorios sobre una amplia variedad de plagas y enfermedades y efectos atrayentes o simbióticos sobre multitud de microorganismos beneficiosos.

El mantenimiento de los residuos de cosecha facilita la acumulación de carbono orgánico en el suelo. Los materiales orgánicos de hojas, tallos y raíces aportan recursos alimenticios a multitud de organismos del suelo que pueden transformarlos en formas mas estables de carbono orgánico como el humus (Martínez, E. et al. 2008). Lo mismo se puede decir de la incorporación de abonos de origen animal, aunque su composición puede generar efectos diferentes con respecto a los residuos vegetales para iguales tasas de incorporación (Krull et al. 2004).

La aportación de restos cerámicos reduce la densidad aparente del suelo, facilita la colonización por parte de organismos beneficiosos y la retención de nutrientes (Velasquez et al, 2015). Esto se debe al incremento de la porosidad que supone la incorporación de estos materiales que, en muchos casos, es mayor que la que pueden presentar otros agregados y coloides del suelo.

Estrategia de mejora.

Conforme al modelo de suelo “terra preta” se propone a continuación una serie procedimientos de mejora para generar o, incluso, regenerar suelos y hacerlos más sostenibles. La estrategia de mejora propuesta incorpora los siguientes elementos:

  • Aplicación de enmiendas orgánicas
    • Carbón pirolítico, generado a partir de residuos o cultivos que no incrementen la producción de gases de efecto invernadero, además de procesos con baja huella de carbono.
    • Residuos orgánicos (animales y/o vegetales) que incluyen:
      • Estiércoles y purines
      • Restos vegetales
      • Residuos del procesado de alimentos
      • Abonos verdes.
      • Aguas residuales, ….
  • Aplicación de enmiendas inorgánicas.
    • Dependiendo de la textura del suelo, incorporación de materiales cerámicos con alta relación entre su superficie específica y volumen.
    • Agentes dispersantes (yesos, materiales alcalinos o ácidos, …) para facilitar la incorporación de materia orgánica y el desarrollo de biomasa. Sólo en el caso de suelos degradados o enfermos.
  • Fomento de la actividad biológica y microbiológica.
    • Incremento de la disponibilidad de nutrientes, tanto para los microorganismos del suelo como para las plantas y otros organismos (lombrices, termitas, ganado, …). Esto incluye desde la aportación de fertilizantes hasta la aplicación de diversos tipos de fitoestimulantes o fertimejorantes.
    • Mantenimiento y conservación de la estructura del suelo, mediante el uso de prácticas agrícolas que la preserven (no laboreo, laboreo mínimo, …).
    • Inoculación, en su caso, de microorganismos beneficiosos para el desarrollo de los cultivos. Sólo en el caso de suelos degradados o enfermos.

Para saber si realmente se ha acertado en la elección de la estrategia de mejora del suelo y, en todo caso, observando un intervalo de tiempo para notar los efectos, debe prestarse atención a lo siguiente:

  1. Incremento significativo del contenido de carbono del suelo, tanto de carbono de degradación lenta como de otro tipo.
  2. Desarrollo, importante y saludable, de una comunidad de microorganismos útiles que se beneficia de los recursos del suelo.
  3. Expulsión de los microorganismos nocivos o potencialmente patógenos menos competitivos
  4. Mejora de la productividad y calidad de los cultivos o de la productividad y salud del ganado usuario del suelo.
  5. Aumento de la cantidad de nutrientes orgánicos e inorgánicos del suelo, unido a una disminución de los procesos de lixiviación y erosión hídrica y eólica.
  6. Reducción de la incidencia de fisiopatías, plagas y enfermedades sobre cultivos y ganado.
  7. Adecuado reparto del uso del suelo entre la fauna y flora silvestre y el ser humano, para un continuo mantenimiento de la sostenibilidad del agroecosistema. El reparto adecuado se produce cuando los indicadores anteriores presentan valores razonables que informan sobre la sostenibilidad del agroecosistema.

REFERENCIAS.

BIBLIOGRAFIA:

Abenza, D. (2012). Evaluación de efectos de varios tipos de biochar en suelo y planta. Tesis doctoral: Bellaterra (Barcelona). Universidad Autónoma de Barcelona.

Beck, DP. (1991). Suitability of charcoal-amended mineral soil as carrier for Rhizobium inoculants. Soil Biology and Biochemistry 23(1):41-44.

Borie, G., Aguilera, S.M., Peirano, P. (1999). Actividad biológica en suelos. Frontera Agrícola. 5, 29-32.

Chan, KY; Zwiten, LV; Meszaros, I; Downie, A; Joseph, S. (2008). Using poultry litter biochars as soil amendments. Australian Journal of Soil Research, 46. 437-444.

Elad, Y; David, DR; Harel, YM; Borenshtein; M; Kalifa, HB; Silber, A; Graber, ER (2010). Induction of systemic resistance in plants by biochars, a soil-applied carbon sequestering agent. Phytopathology 100 (9): 913-921.

Escalante Rebolledo, A., G. Peréz López, C. Hidalgo Moreno, J. López Collado, J. Campo Alves, E. Valtierra Pacheco y J.D. Etchevers Barra (2016). Biocarbón (biochar) I: Naturaleza, historia, fabricación y uso en el suelo. Terra latinoamericana 34: 367-382.

Glaser B, Woods WI (2004). Amazonian dark earths: explorations in space and time. Berlin. Springer.

Glaser, B; Lehmann, J; Zech, W. (2002). Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal – a review. Biology and Fertility of Soils, 35(4): 219-230.

Graber, ER; Meller Harel, Y; Kolton, M; Cytryn, E; Silber, A; Rav David, D; Tsechansky, L; Borenshtein, M.; Elad, Y. (2010). Biochar impact on development and Productivity of pepper an tomato grown in fertigated soilless media. Plant and Soil 337 (1-2):481-496.

Héureux J. (2012). Efecto del biocarbón combinado con fertilizantes orgánicos y microorganismos benéficos sobre el desarrollo, productividad y resistencia de las plantas. Tesis doctoral. Turrialba (Costa Rica).

Kolton, M; Harel, YM; Pasternak, Z; Graber, ER; Elad, Y; Cytryn, E. (2011). Impact of biochar application to soil on the root-associated bacterial community structure of fully developed greenhouse pepper plants. Applied and Environmental Microbiology 77(14):4924-4930.

Krull, E. S., Skjemstad, J. O., Baldock J. A., (2004). Functions of soil organic matter and the effect on soil properties. Grains Research & Development Corporation report Project No CSO 00029.

Lehmann J, Joseph S (2009). Biochar for Environmental Management: Science and Technology. Earthscan Publications Ltd, London.

Lehmann J, Joseph S (2015) Biochar for Environmental Management: Science and Technology. Second ed. Earthscan Publications Ltd, London.

Liang, B; Lehmann, J; Sohi, SP; Thies, JE; O’Neill, B; Trujillo, L; Gaunt, J; Solomon, D; Grossman, J; Neves, EG; Luizão, FJ. (2010). Black carbon affects the cycling of non-black carbon in soil. Organic Geochemistry 41(2):206-213.

Major, J; Rondon, M; Molina, D; Riha, SJ; Lehmann, J. (2010). Maize yield and nutrition during 4 years after biochar application to a Colombian savanna oxisol. Plant and Soil 333 (1-2). 117-128.

Martínez E., Fuentes J.P., Acevedo, E. (2008). Carbono orgánico y propiedades del suelo. Revista de la ciencia del suelo y nutrición vegetal, 8(1), 68-96.

Matsubara, Y; Hasegawa, N; Fukui, H. (2002). Incidence of Fusarium root rot in Asparagus seedlings infected with arbuscular mycorrhizal fungus as affected by several soil amendments. Japanese Society for Horticultural Science 71(3):370-374.

Pietikäinen, J; Kiikkilä, O; Fritze, H. (2000). Charcoal as a habitat for microbes and its effect on the microbial community of the underlying humus. Oikos 89(2):231-242.

Rondon, MA; Lehmann, J; Ramírez, J; Hurtado, M. (2006). Biological nitrogen fixation by common beans (Phaseolus vulgaris L.) increases with bio-char additions. Biology and Fertility of Soils 43(6):699-708.

Singer, M.J.; Munns, D.N. (1996). Soils: An introduction. Third edition. Prentice Hall, Inc. New Jersey. 480 p.

Smith NJH (1980) Anthrosols and human carrying capacity in Amazonia. Ann Assoc Am Geogr 70:553–566

Steiner, C; Rodrigues de Arruda, M; Teixeira, WG; Zech, W. (2008). Soil respiration curves as soil fertility indicators in perennial central Amazonian plantations treated with charcoal, and mineral or organic fertilisers. Tropical Science:13 p.

Steiner, C; Teixeira, WG; Lehmann, J; Zech, W. (2004). Microbial response to charcoal amendments of highly weathered soils and Amazonian Dark Earths in Central Amazonia In Glaser, B; Woods, WI. eds. 2004. Amazonian Dark Earth: explorations in space and time. Heidelberg, Springer Verlag. 195-212 p.

Tan, K. H., Dowling, P. S., (1984). Effect of organic matter on CEC due to permanent and variable charges in selected temperate region soils. Geoderma 32, 89-101.

Velasquez, E., Tapia, S., da Silva, E.; Peña, C., Pucci, P., Cunha, L., Brown, G. G., Terra Preta de Indio Network (2015) Terra Preta do Indio, descubriendo sus misterios a través de la morfología del suelo. In: Encontro latinoamericano de ecología e taxonomía de oligoquetas, 5; Simposio Engenhieiros edáficos, Fertilidade do solo e Terra Preta do Indio (TPI), 2015, Curitiba, Anais [S.I.]. Federação brasileira de plantio direto e irrigação, 2015.

Villalobos Araya, M. (coord.), Villagra Mendoza, K. (2015) Modelado de procesos de infiltración en suelos con sustratos Terra Preta”. In: Vicerrectoría de Investigación y Extensión. Instituto tecnológico de Costa Rica. Turrialba. Costa Rica.

Warnock, D; Lehmann, J; Kuyper, T; Rillig, M. (2007). Mycorrhizal responses to biochar in soil – concepts and mechanisms. Plant and Soil 300(1):9-20.


 

Fitoestimulantes para la mejora del metabolismo vegetal

También conocidos como bioestimulantes porque en la mayoría de los casos son aptos para su uso en agricultura ecológica u orgánica. Su función es mejorar el metabolismo de las plantas cultivadas y hacerlas mas resistentes a las condiciones adversas del medio en el que se desarrollan.

Los fitoestimulantes agrícolas son preparados a base de sustancias orgánicas, inorgánicas y microorganismos vivos que estimulan el metabolismo vegetal y, en consecuencia, mejoran el rendimiento del cultivo, además de hacerlo más resistente a condiciones ambientales adversas (sequias, plagas, enfermedades, fisiopatías, …).

En función del componente o componentes principales con efecto estimulante sobre el metabolismo vegetal, pueden clasificarse en dos grandes grupos:

  1. Fitoestimulantes vivos
  2. Fitoestimulantes estáticos.

En el primer caso, la generación de nuevos compuestos metabólicos la producen microorganismos y/o activadores metabólicos (enzimas, fitohormonas, …) que son ajenos a la planta y que utilizan lo que ya está en la propia planta y, generalmente, algunos compuestos que forman parte de la propia formulación del fitoestimulante. Los compuestos elaborados por los microorganismos o activadores metabólicos tienen un efecto directo sobre el crecimiento y desarrollo de la planta y, en muchos casos, la hacen más resistente a condiciones ambientales adversas (sequias, plagas, enfermedades, fisiopatías, …). Como utilizan parte de los recursos de que dispone la planta para elaborar nuevos compuestos es muy frecuente que el efecto estimulante tarde en manifestarse. Sin embargo, aquellos que contienen microorganismos vivos capaces de actuar en cooperación con la planta (por ejemplo, el caso de algunos hongos que provocan enfermedades en insectos plaga) pueden mantener sus efectos de estímulo durante largos periodos de tiempo, lo que es una gran ventaja con respecto a otros productos inertes que tienen fecha de caducidad en sus efectos. Estos productos requieren de unas condiciones de formulación, almacenamiento y aplicación muy específicas para mantener con vida a los microorganismos beneficiosos, retardar la degradación de los activadores metabólicos y alargar la vida útil del producto.

En el segundo caso, el fitoestimulante aporta una serie de sustancias, orgánicas o inorgánicas, que la planta utiliza para generar mayores cantidades de compuestos metabólicos con efectos sobre su crecimiento y desarrollo. Su acción sobre el metabolismo de la planta está condicionado por la cantidad de fitoestimulante aportado, por los compuestos que intervienen en su formulación y por la disponibilidad de los compuestos metabólicos (enzimas, grasas, proteínas, aminoácidos,…) de la planta necesarios para elaborar las sustancias con efecto estimulante. Este último aspecto es muy relevante para que la acción estimulante pueda apreciarse de manera significativa en el crecimiento y desarrollo de la planta, siendo muy dependiente de la fisiología de la planta (raíces, hojas, flores, …), de su estado fenológico (desarrollo vegetativo, floración, maduración de los frutos, …) o de si la planta se encuentra sometida a condiciones ambientales adversas (sequias, plagas, enfermedades, fisiopatías, …). Por tanto, aunque el efecto estimulante puede ser más rápido y significativo que en el caso de los fitoestimulantes vivos, también es posible que no se aprecie en absoluto.

Una vez entendido el modo de acción y el efecto que los fitoestimulantes tienen sobre las plantas, comercialmente hay diferentes formulaciones de fitoestimulantes que se pueden agrupar, en función del componente dominante en su composición, en las siguientes categorías:

  1. Fitoestimulantes vivos:
    1. Bacterias promotoras del crecimiento vegetal.
    2. Regeneradores microbianos.
    3. Micorrizas
  2. Fitoestimulantes inertes:
    1. Sustancias húmicas.
    2. Extractos de algas marinas
    3. Hidrolizados de proteínas.
    4. Quitina y quitosan

imagen 1: Bacterias beneficiosas que estimulan el metabolismo de las plantas

Uno de los primeros fitoestimulantes vivos que se empezaron a utilizar comercialmente fueron las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR). Existen diferentes especies de bacteria y, en general, actúan promoviendo el desarrollo de alguno de los órganos de la planta. Un ejemplo de este tipo de bacterias es el Azospirillum brasiliense que tiene la capacidad de producir ciertas hormonas vegetales (auxinas, …) y compuestos similares que favorecen la rizogénesis (desarrollo de las raíces) en el trigo de invierno.

Imagen 2: Las redes miceliares de los hongos beneficiosos pueden actuar como primera linea de defensa de las plantas.

Dentro de esta categoría de fitoestimulantes vivos, los regeneradores microbianos se componen de una colección de bacterias y hongos, habituales en suelos fértiles y ecosistemas equilibrados, junto con otro tipo de sustancias, orgánicas (aminoácidos, enzimas, azucares, …) o inorgánicas, para mejorar la viabilidad y persistencia de los microorganismos inoculados. Es frecuente que este tipo de productos contengan diversas especies antagonistas o depredadoras de algunas plagas y enfermedades de las plantas cultivadas, además de otras especies que facilitan la absorción de nutrientes, elaboran sustancias promotoras de algunas hormonas vegetales u otros metabolitos intermedios necesarios para las plantas. Además de su demostrada utilidad para controlar algunos agentes infecciosos en el suelo, pueden aplicarse para controlar otras plagas presentes en la parte aérea del cultivo. Por ejemplo, los regeneradores microbianos que contienen en su formulación a la bacteria Bacillus Thuringensis presentan un efecto fitosanitario para el control de muy diversos tipos de orugas de varias familias de insectos (lepidóptera, coleóptera, díptera, …). También se han descrito efectos beneficiosos para el control de otras plagas como ácaros (Tetranychus sp, Aceria spp, …), coleópteros (Sesamia inferens, Sphenoforus spp, Otiorhynchus sulcatus, …), lepidópteros (Papilio demoleus, Penicillaria jocosatrix, …), áfidos (Myzus persicae, Aphis sp, Aonidiella aurantii, …), dípteros (Bernisia tabaco, Empoasca flavescens, …) o trips (Scirtothrips dorsalis, Scirtothrips cardamomi, Dialeurodes cardamomi, …). En cualquier caso, pueden servir como una posibilidad adicional para evitar fenómenos de resistencia a los plaguicidas comerciales de diferentes plagas, ya que su amplia variedad de especies de microorganismos y su diversidad de formas de actuación puede llegar a sobrepasar su sistema de defensa inmune y su capacidad de adaptación natural.

Imagen 3: Ectomicorrizas colonizando una raíz vegetal

Finalmente, dentro de la categoría de fitoestimulantes vivos se encuentran los preparados a base de micorrizas que son diferentes especies de hongos asociadas a las raíces del cultivo. Entre otros efectos estimulantes para el cultivo se encuentra el incremento de la resistencia frente al estrés por sequía, el estímulo de la rizogénesis y la mejora de la adaptación a suelos salinos, alcalinos, ácidos e incluso con presencia de metales pesados. Adicionalmente, las micorrizas son también fertimejorantes, es decir, tienen la capacidad de mejorar la disponibilidad de algunos nutrientes esenciales para la planta presentes en el suelo.

Imagen 4: El compost es una forma de añadir compuestos húmicos y fúlvicos a los suelos

En cuanto a los fitoestimulantes estáticos, los más conocidos y comercializados en la actualidad son los preparados a base de sustancias húmicas. Este tipo de sustancias se encuentran de forma natural en los suelos de cultivo, aunque su concentración depende en gran medida del contenido de materia orgánica y del manejo del suelo. Se trata de compuestos, complejos y heterogéneos, que actúan como agregantes de las partículas del suelo y como acumuladores de nutrientes, produciendo mejoras en la textura del suelo y en la trasferencia de nutrientes entre el suelo y las plantas, influenciada por la acción de exudados de las propias plantas y otros componentes del suelo. En función de su peso molecular se clasifican en huminas, ácidos húmicos y ácidos fúlvicos. El principal efecto estimulante sobre el cultivo es que favorece la elongación de las raíces y la secreción de exudados de las plantas que mejoran su resistencia ante condiciones ambientales adversas (sequias, plagas, enfermedades, fisiopatías, …).

Imagen 5: Los extractos de ciertas algas marinas pueden tener un efecto fitoestimulante muy significativo en los cultivos

Otra de las formulaciones de fitoestimulantes estáticos que está ganando cuota de mercado año tras año son los extractos de algas marinas procedentes, sobre todo, de algas pardas de los géneros Ascophylum, Fucus, Macrocystis y Ecklonia. Son extractos utilizados como fitoestimulantes desde muy antiguo. Desde el punto de vista metabólico producen algunos efectos interesantes:

  • Mejoran la producción de polisacáridos, alginatos o carrageninas.
  • Facilitan el acceso de las plantas a algunos micronutrientes esenciales.
  • Favorecen la síntesis de productos promotores del crecimiento vegetal como pueden ser esteroles, betaínas o algunas hormonas vegetales como las auxinas y las giberelinas.

Que producen interesantes resultados sobre las plantas, como pueden ser:

  • Incremento de la resistencia natural del cultivo ante situaciones de estrés hídrico.
  • Mejora de la respuesta defensiva de la planta frente al ataque de organismos patógenos.
  • Retención de metales pesados que no son absorbidos por la planta.
  • El extracto de Ascophyllum nodosum estimula la expresión de genes que codifican la movilización de micronutrientes del suelo tales como Fe, Zn o Cu en algunas especies de Brasicáceas (Colza, Brócoli, Coliflor, …).

Diagrama 1: Representación de como se produce la biosíntesis de aminoácidos y a que van destinados en las plantas.

Los hidrolizados de proteína son mezclas de aminoácidos y péptidos obtenidos de la hidrolisis química o enzimática de proteínas a partir de subproductos agroindustriales de origen vegetal (residuos de cosecha) o animal (colágeno). Son muy útiles cuando el cultivo se desarrolla en suelos con problemas de salinidad. Entre otros productos destacar las betaínas, moléculas nitrogenadas de origen vegetal, que reducen el estrés de la planta relacionado con la salinidad o los hidrolizados enzimáticos de alfalfa que estimulan la síntesis de ciertas enzimas y flavonoides para que el cultivo pueda crecer en condiciones de estrés salino.

La quitina y el quitosan son polímeros orgánicos (el quitosan es un derivado de la quitina) que se utilizan en agricultura porque tienen la capacidad de unirse a componentes celulares de las plantas y actuar como elicitores. Los elicitores son moléculas que señalan la presencia de una amenaza y que se unen a las membranas celulares de las planta para desencadenar una respuesta defensiva frente al ataque de patógenos, daños físicos o estrés ambiental (sequía, salinidad, …).

Algunas formulaciones de fitoestimulantes pueden utilizarse como agente Probiótico (ayuda a mejorar la flora intestinal, …) en animales monogástricos (cerdo, aves, …) para mejorar la asimilación del pienso y reducir el consumo de zoosanitarios (antibióticos, etc.) e, incluso, en alimentación humana con la misma aplicación como agente probiótico.

Los fitoestimulantes, en general, se pueden aplicar de la misma forma que cualquier fitosanitario o fertilizante convencional.

  • Pueden aplicarse directamente sobre el suelo, en forma de granulados o preparados líquidos.
  • Mediante el riego, sobre todo cuando se utiliza fertirrigación.
  • En aplicaciones foliares, en diferentes dosis, tanto para su efecto bioestimulante como para el control de plagas y enfermedades.
  • Algunos de ellos, sobre todo los regeneradores microbianos, se aplican casi exclusivamente sobre el suelo para controlar diferentes plagas, como pueden ser hongos (Phusarium spp, Alternaria spp, Sclerotium spp, Pitium spp, …) o bacterias del suelo (Xanthomona spp, agrobacterium spp, …)

A la hora de adquirir fitoestimulantes hay que tener en cuenta que en muchas ocasiones tienen otros efectos adicionales además de los relacionados con la mejora del metabolismo vegetal. Ya se han comentado los efectos sobre diferentes plagas que afectan a los cultivos, pero los fitoestimulantes también tienen una capacidad regeneradora de suelos importante y son capaces de mejorar su fertilidad. Teniendo todo esto en cuenta hay muchos motivos por los que es interesante y rentable utilizar fitoestimulantes en cultivos comerciales:

  • Por qué colabora en la regulación hormonal de la planta, mejorando el desarrollo de ciertos órganos clave (raíces, frutos, …).
  • Por qué mejora la respuesta defensiva de las plantas frente a ataques de patógenos o situaciones de estrés (sequia, salinidad, heridas, …).
  • Por qué mejora el rendimiento del cultivo.
  • Por qué colabora en la regeneración de los agroecosistemas.
  • Por qué puede ser un elemento más en la construcción de modelos de agricultura sostenible y sustentable en muy diferentes climas y situaciones.

Hay multitud de casas comerciales que comercializan este tipo de productos en muy diferentes formatos y presentaciones. Solo hay que tener cuidado en su uso, ya que la mayoría de ellos contienen sustancias orgánicas o microorganismos vivos que son fundamentales para desplegar su acción, por lo que deben conservarse en lugares donde no se deterioren y puedan mantenerse frescos y vivos como el primer dia.