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Parte 4

Criterios para posicionar los bioestimulantes en un sistema agricola

2.- Como manejar los Bioestimulantes en relación con otros productos (ejemplos de materiales sinérgicos, continuación)

b) Activadores de Resistencia Sistémica Adquirida (RSA):

Hay una serie de productos de control biológico y bioestimulantes que desencadenan este efecto. Por ejemplo, si pensamos en el quitosano, o en la enzima quitinasa y hasta cierto punto, también en la quitina, estos son conocidos por desencadenar la via del acido jasmónico, que es la vía de resistencia sistémica adquirida en las plantas, por lo que producen esta reacción inmune. También hay muchos PGPR (Rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas) que tienen este mismo efecto, es decir, desencadenan una respuesta de Resistencia Sistemica Adquirida. Ahora bien, cuando aplicamos un producto que activa esta respuesta y lo combinamos con algas marinas, las cuales contienen una diversidad de compuestos, obtenemos un efecto sinérgico y por consiguiente una respuesta inmune en la planta.

 Un ejemplo de esto lo tuvimos en una granja en el centro de Pensilvania, hace aproximadamente 5 o 6 años, en un cultivo de maíz organico para consumo humano sembrado en hileras, aproximadamente 2 semanas despues de la emergencia, por lo que las plántulas de maíz estaban en la etapa V3- V4 y tenían de 8 a 12 pulgadas de altura (20 a 30 cm) aproximadamente. El agricultor tenia un problema severo con gusano de la raíz del maíz y con gusano de alambre en todo el campo. Debido a que era un productor organico, no tenia la capacidad de realizar ninguna aplicación de pesticidas y quería saber si había algo que pudiera hacer para combatir el problema de los gusanos en la raíz y en la mazorca. Nuestra recomedacion fue que aplicara 3 productos:

-Uno que es una mezcla sinérgica de sustancias húmicas y minerales como Magnesio, Azufre, Cobalto Molibdeno y Boro (la presencia de estos 2 últimos es especialmente importante)

-Otro que es básicamente concha de cangrejo licuado y camarones (en el que tenemos la presencia de quitosan como activador de la resistencia sistémica adquirida) y

-Otro a base de algas marinas (kelp)

Esta mezcla de productos comprendía soporte nutricional, una fuente de quitosan que activaría una respuesta de RSA y algas marinas.

Se realizó una aplicación foliar con esta combinación de productos y 48 horas despues, las larvas del gusano de la raíz del maíz asi como los gusanos de alambre en el sistema radical estaban muertos. Se obtuvo un efecto tan fuerte, una respuesta inmune tan fuerte en la planta, que ésta produjo compuestos que mataron ambas plagas.

Este es el tipo de efecto que hemos visto siempre. De ahí que podemos usar estos bioestimulantes para producir una fuerte respuesta inmune que genere cierta resistencia a enfermedades y a insectos plaga. Esta es una de las vías que hemos visto que son son muy efectivas  

c) Inoculantes bacterianos – inoculantes – fúngicos

Cuandocombinamos un inoculante bacteriano, como las Rizobacterias que promueven el crecimiento de las plantas, con un inoculante fúngico como las micorrizas o tricoderma, y los ponemos en la misma aplicación, es cuando obtenemos las mejores respuestas de los cultivos.  Desafortunadamente hoy en dia muchos de los productos inoculantes que estan disponibles en el mercado solo son fúngico o bien solo son bacterianos.

d) Inoculantes microbianos (fúngicos o bacterianos) – sustancias húmicas

El uso de ácidos húmicos y ácidos fúlvicos puede aumentar la respuesta del inóculo microbiano en un grado aún mayor.

e) Fitohormonas- soporte nutricional

El uso de fitohormonas es un área muy grande y prometedora de los bioestimulantes, y hasta cierto punto ya se comprende, aunque todavía hay mucho por hacer. Se requiere un mayor entendimiento de las citocininas, auxinas, acido giberelico, etc.

Hay mucho potencial sin explotar en el uso de citocininas y auxinas. Para mi es fascinante cómo estas hormonas vegetales pueden tener efectos sinérgicos tan intensos cuando las plantas cuentan con el soporte nutricional adecuado, como por ejemplo el efecto que se logra a partir de la aplicación de citocininas con Calcio y Cobalto.

Digamos que estamos cultivando tomate y queremos generar una respuesta reproductiva muy fuerte, es decir desencadenar la formación de flores y tener un gran desarrollo de brotes nuevos, por lo que aplicamos citocininas mediante un producto a base de algas marinas que sabemos que tiene una concentración específica de 400 partes por millón de estas fitohormonas. Si únicamente aplicamos el producto a una dosis de 2.0 qt/acre, podríamos aumentar el numero de yemas en el cultivo de tomate en un 30 %. Este es un escenario hipotético basado en algunas de las observaciones que hemos realizado. Sin embargo, cuando se aplica ese mismo producto de algas marinas, en la misma dosis, en combinación con Calcio y Cobalto, digamos que agregamos 1.0 litro de Calcio líquido y una pequeña cantidad de Cobalto (2.0 onzas o medio litro por acre), podemos obtener un 60% o un 80% de incremento en el desarrollo de las yemas, por lo que hay una mayor cantidad de flores.

Se presenta una impresionante respuesta adicional cuando combinamos las hormonas vegetales con el soporte nutricional adecuado. Como se menciono previamente, los bioestimulantes en general, producen un mayor efecto cuando las plantas tienen la nutrición adecuada.

PAQUETES SINERGICOS

Este termino se refiere a la combinación de diversos tipos de productos con el propósito de producir la mayor respuesta posible en el cultivo. Los tipos de productos son:

Inoculo bacteriano

Inoculo fúngico

Bioestimulante microbiano (puede ser un producto a base de enzimas capaz de estimular tanto bacterias como hongos, o algún otro producto que logre este efecto)

Bioestimulante vegetal (algas marinas o fitohormonas)

Nutrientes vegetales (Calcio, Cobalto, o lo que sea necesario para el cultivo en la etapa de desarrollo en que se encuentre)

Cuando todos estos se integran en una misma aplicación, ya sea foliar o en fertirrigación, se obtiene una extraordinaria respuesta del cultivo. Aquí es cuando realmente podemos decir que 1+1 es igual a 11, ya que tenemos un espectacular desarrollo de raíces y de plantas que no se puede lograr si aplicamos cualquiera de estos materiales por separado.

Referencia: “How to Manage Microbial Bioestimulants” Webinar by John Kempf. Advancing Eco Agriculture

Parte 3

Criterios para posicionar los bioestimulantes en un sistema agricola

2.- Como manejar los Bioestimulantes en relación con otros productos

Este es un aspecto muy importante. Hemos descubierto que los bioestimulantes pueden tener efectos sinérgicos excepcionales ya sea con otros bioestimulantes o bien con productos nutricionales, no obstante, también pueden tener efectos muy antagónicos.

En relación con el efecto sinérgico, hemos encontrado que podemos integrar diferentes productos bioestimulantes para obtener el máximo impacto, por ejemplo, un producto a base de algas marinas (que pueden contener citocininas y otros compuestos que estimulan y mejoran el desarrollo de las plantas), con un producto a base de rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR), que colonizan las raíces de las plantas (rizosfera) y mejoran su crecimiento, y con un producto con micorrizas. La combinación de estos 3 tipos de productos produce una respuesta mucho mayor que la de cualquiera de ellos en forma individual.

Se trata de una respuesta compuesta, es decir, lo que hemos observado en las plantas es que con este tipo de combinaciones el resultado del efecto no siempre es 1+1 = 2, algunas veces con la combinación de estos bioestimulantes el resultado puede ser igual 1+1 = 11. Esto es muy gratificante, ya que al aplicar pequeñas cantidades de bioestimulantes se produce una impresionante respuesta compuesta en la plantas que es mucho mayor a la respuesta esperada, y cuando logramos estos resultados pueden ocurrir cosas sorprendentes en el crecimiento, desarrollo, rendimiento y calidad del cultivo.

Ahora bien, ¿Cómo lo hacemos esto? Algunos ejemplos de materiales sinérgicos con los que hemos trabajado son los siguientes:

-Hongos micorrízicos y Trichoderma: Esta combinación tiene efectos sinérgicos muy fuertes. Los hongos micorrícicos colonizan los sistemas de raíces y son capaces de absorber agua y diversos nutrientes (particularmente fósforo), creándose una simbiosis que permite a las plantas tener acceso a esos nutrientes cuando no pueden hacerlo por ellas mismas. Por otra parte, Trichoderma es conocido por desarrollar un aumento en la supresión de enfermedades en la rizosfera y antagonizar fuertemente una serie de patógenos potenciales transmitidos por el suelo, como Phytophthora,  Rhizoctonia, Pythium, Verticillium, Fusarium, etcétera.

Cuando combinamos estos 2 inoculantes obtenemos una respuesta mucho mayor que con usando cualquiera de ellos solo.

Referencia: “How to Manage Microbial Bioestimulants” Webinar by John Kempf. Advancing Eco Agriculture.

Parte 2

Criterios para posicionar los bioestimulantes en un sistema agricola

1.- Patron de Manejo

A medida que hemos trabajado con bioestimulantes e inoculantes microbianos y con agricultores que manejan las plagas y las enfermedades utilizando control biológico y tratando de reducir el uso de pesticidas; hemos observado que los productores más exitosos tienen un estilo de manejo muy diferente en relación a su visión acerca de los patógenos potenciales y de cómo evitar que se presenten.

El siguiente esquema describe los diferentes patrones de manejo que utilizan diversos productores y agricultores y como trabajan las señales que están recibiendo en su granja. Se hace referencia a los patrones de manejo como análisis de sistemas ya que se plantea toda la operación agrícola como un sistema integrado.

Al primer patrón de manejo se le conoce como manejo reactivo. Se llama asi porque se manejan reactivamente las cosas que ya sucedieron. Es decir, cuando estamos observando los cultivos y buscando síntomas visuales de desequilibrios nutricionales, lo que realmente estamos manejando es el pasado, algo que ya sucedió. Asimismo, cuando recibimos una señal de alerta sobre algo que va mal, como por ejemplo la presencia de un patógeno (digamos que tenemos un problema de araña roja en el cultivo), esta señal de alerta aparece en el momento de colapso, debido a algo que ya ocurrió, y es entonces cuando nos preocupamos por primera vez. En consecuencia, con este patrón de manejo dependemos de tratamientos de rescate mediante el uso de pesticidas de limpieza. Se utilizan fungicidas o insecticidas muy fuertes que tienen la capacidad de sanear una vez que ya ocurrió un problema.

El segundo patrón de manejo se conoce como manejo proactivo. Este consiste en trabajar dentro de un entorno mas amplio las cosas que están sucediendo a nuestro alrededor. De esta forma se trata de manejar lo que está ocurriendo en el momento presente para poder detectar las señales de alerta antes de que llegue un momento crítico. Por ejemplo, si estamos trabajando con un explorador de cultivos que podría notificarnos que hay una región con problema de ácaros en la zona. Aunque todavía no tenemos ácaros en nuestra granja, sabemos que es probable que en algún momento lleguen a estar ahi, por lo que podemos usar tratamientos preventivos como los Biocontroles o bien otras modalidades de tratamiento más suaves para tratar de evitar que aparezcan los problemas.

El tercer patrón de manejo se conoce como manejo predictivo. Este tipo de manejo es ficticio, a futuro. Digamos que estamos produciendo un determinado cultivo en un ambiente que es particularmente apropiado para la presencia de araña roja, y que tenemos ácaros presentes en el cultivo cuatro de cada cinco años, asi que sabemos que es muy probable que en el futuro volvamos a tenerlos en nuestro cultivo, y queremos evitar que estos se conviertan en un problema.

Nuestro objetivo con el manejo predictivo es, antes que nada, prevenir que la causa del problema se convierta en un problema. Retomando el ejemplo de los ácaros, nuestro objetivo sería tratar de entender por qué se sienten atraídos hacia determinado cultivo y cambiar el perfil de dicho cultivo, o bien cambiar el entorno, de tal manera que eliminemos el potencial de una infección. Este es el marco en el que los bioestimulantes se integran realmente, ya que podemos usarlos para cambiar el perfil nutricional de un cultivo, o la energía del mismo, de tal manera que sea mucho más resistente a enfermedades que podrían aparecer en el futuro.

Por consiguiente, cuando pensamos en el posicionamiento de los bioestimulantes en relación con los patrones de manejo descritos previamente; si un productor o administrador de una explotación agricola está realizando un manejo muy reactivo ante la problemática que se esta presentando (como control de enfermedades, etc.), será mucho más dificil que obtenga una buena respuesta económica de los cultivos al utilizar bioestimulantes.  Pero si comenzamos a movernos hacia un manejo proactivo o hacia un manejo predictivo, en los que estamos tratando de identificar y abordar las causas fundamentales de los problemas, es aquí donde los bioestimulantes producirán la mejor respuesta del cultivo.

Este es un proceso de análisis importante que, por supuesto, depende del administrador de la operación agrícola. Un administrador realmente exitoso, utilizará los bioestimulantes para tratar de prevenir problemas mucho antes de que ocurran, y tratará de abordar las causas fundamentales de estos.

Al trabajar con diversas empresas agrícolas produciendo una gran variedad de cultivos, hemos observado que los administradores mas exitosos son aquellos que en primer lugar intentan identificar la causa de un problema para prevenir que se presente y que solo como último recurso tratarán de usar productos quimicos y pesticidas según sea necesario.

Referencia: “How to Manage Microbial Bioestimulants” Webinar by John Kempf. Advancing Eco Agriculture

Parte 1

Actualmente hay muchas preguntas acerca de como integrar los bioestimulantes dentro de un ecosistema agrícola en general, y de como manejarlos de manera eficiente en un sistema de producción, a fin de obtener la mejor respuesta del cultivo. En nuestro propósito de promover la agricultura ecológica, durante los últimos 10 años hemos estado trabajando mucho con bioestimulantes, y a medida que estos están siendo cada vez mas adoptados por la agricultura convencional, hemos descubierto como posicionarlos. Esto es, como integrarlos con otras actividades que se estén realizando en una operación agrícola, para asegurarse de obtener la mayor respuesta económica, y  de no sabotear nuestros esfuerzos durante el proceso.

Que es un bioestimulante

Los bioestimulantes en general, así como los bioestimulantes en las plantas, son materiales que con frecuencia pueden tener interacciones sinérgicas. Hoy en día existe una definición muy amplia de lo que es un bioestimulante, por lo que estos pueden ser prácticamente cualquier cosa, por ejemplo, materiales húmicos, mezclas de aminoácidos o ácidos grasos esenciales. Existe una amplia gama de compuestos que pueden considerarse bioestimulantes microbianos y bioestimulantes de plantas.

Cuando consideramos esta amplia gama de compuestos, tanto naturales como sintéticos y comenzamos a preguntarnos si podrían interactuar entre si para producir una mayor respuesta en el cultivo, esto puede volverse muy complicado; sin embargo, a partir de nuestras observaciones y nuestra experiencia, es posible integrar todas esas piezas de manera muy simple, siempre y cuando las abordemos desde el enfoque adecuado.  De ahí que lo que debemos preguntarnos es: ¿Cómo podemos obtener la mejor respuesta del cultivo?, ¿Cómo podemos lograr un desempeño excepcional de cualquiera de los productos que podamos aplicar? La clave es que debemos realizar un manejo enfocado a obtener resultados económicos y prestar mucha atención a como producir esa mayor respuesta económica.

Si integramos los bioestimulantes con nuestras aplicaciones de nutrientes químicos o con nuestras aplicaciones históricas de fertilizantes y los combinamos correctamente, podemos lograr un sistema con el que generemos las mayores respuestas económicas de los cultivos.

Dentro del contexto que utilizamos para poder combinar estas piezas en el sistema de producción, hay algunos conceptos fundamentales que es importante considerar desde un inicio. El primero es que los bioestimulantes funcionan mejor cuando las plantas son respaldadas con la nutrición apropiada.

Hay quienes tienen la idea de que no es necesario prestar tanta atención a la nutrición y consideran que si bien la nutrición con Calcio, Potasio, Magnesio y Azufre es importante, cuando existe alguna limitante económica y no es posible abordar algunos desequilibrios de los principales nutrientes, se pueden aplicar solamente los inoculantes microbianos o los bioestimulantes y esto va a promover el crecimiento y desarrollo de las plantas,  permitiendo que superen algunos de esos desequilibrios nutricionales existentes. No obstante, en campo no hemos visto que esto sea así.

Lo que encontramos en campo es que hay plantas que están muy bien equilibradas desde una perspectiva nutricional y en las que los productores están poniendo atención a la presencia de minerales como el Calcio, Magnesio y Azufre, asegurándose de que exista una buena integridad nutricional, lo que se combina con la adición de bioestimulantes. Es decir, se aplican los estimulantes además de la nutrición, y de esta forma es como se obtiene la mejor respuesta posible del cultivo.

Hemos tenido muchos productores que han usado bioestimulantes sin prestar atención a la base nutricional, y que reportan que no están obteniendo la respuesta de los cultivos promovida por el fabricante del bioestimulante. En nuestra experiencia, la base para que los bioestimulantes funcionen correctamente es tener una buena nutrición mineral. Al parecer este es un aspecto importante que frecuentemente se pasa por alto por los fabricantes y promotores del uso de bioestimulantes.

Los bioestimulantes son herramientas muy potentes que pueden ser muy efectivas, pero se requiere tener el entorno adecuado y la base adecuada para poder obtener su mejor desempeño. ​De ahí que, cuando pensamos en utilizar bioestimulantes microbianos y contemplamos integrarlos dentro de un sistema de producción agrícola, lo hacemos en relación con tres aspectos específicos:

1. El patrón del manejo integral del cultivo.
2. Otros productos (pesticidas, fungicidas, insecticidas y materiales fertilizantes) que se utilizan en el sistema de producción.
3. La etapa de desarrollo de las plantas (donde se encuentran en términos de desarrollo reproductivo, si se trata de un cultivo reproductivo). Es importante definir como posicionarlos para obtener la mejor respuesta, ya que hemos aprendido que para los diferentes cultivos hay puntos críticos de influencia (ventanas especificas), que son momentos en los que la aplicación de un bioestimulante (de hecho, la aplicación de cualquier producto) puede producir una gran respuesta en el cultivo.

Referencia: “How to Manage Microbial Bioestimulants” Webinar by John Kempf. Advancing Eco Agriculture

(Universidad de Oxford)

Los costos ambientales, sociales y sanitarios ocultos de los sistemas agroalimentarios ascendieron a 12 mil millones de dólares a nivel mundial en 2020, según una nueva investigación de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), basada en un análisis del Dr. Steven Lord de la Universidad de Oxford.

El Dr. Lord, investigador principal en economía de sistemas alimentarios del Instituto de Cambio Ambiental de Oxford, encontró que casi el 75% de los costos ocultos estaban asociados con patrones dietéticos deficientes que conducen a la obesidad y enfermedades del estilo de vida, lo que, a su vez, conducirá a problemas a corto y mediano plazo; además de pérdidas de productividad a largo plazo. Esto fue particularmente evidente en los países de altos ingresos. Los patrones dietéticos poco saludables representaron más del 80% de los costos ocultos en las naciones más ricas. Pero la pobreza, el clima y el agua fueron los principales factores en muchos países de bajos ingresos, donde la pobreza y la desnutrición siguen siendo la prioridad.

Los costos sociales, incluyendo la pobreza, representaron el 4.0 % del total de pérdidas ocultas. Por otra parte,  el costo ambiental oculto de los sistemas agroalimentarios fue del 20%, según el análisis del Dr. Lord. Esto incluye las emisiones de GEI (gases de efecto invernadero), la contaminación del aire y del agua por el excedente de nitrógeno y la degradación del suelo, como consecuencias de la actividad económica en los sistemas agroalimentarios.

El Dr. Lord señaló: «12 mil millones son aproximadamente 33 mil millones de dólares PPA (paridad de poder adquisitivo) del 2020 por día, lo que equivale a una inundación diaria en Pakistán en junio de 2022 o a un huracán Ian en septiembre de 2022 cada cuatro días. Si no se controlan, los costos ocultos generados por las actividades de los sistemas agroalimentarios deprimirán el crecimiento y el desarrollo futuros. Los sistemas agroalimentarios están tomando prestado del futuro para obtener ganancias hoy, al no desacoplar la producción de valor del creciente riesgo económico de sus impactos».

Continuó: «Existen grandes incertidumbres a la hora de determinar los déficits económicos futuros producidos por las emisiones y la contaminación de la actividad actual en el sistema agroalimentario global (y es por eso por lo que no se contabilizan y, por lo tanto, se ‘ocultan’ de los principales indicadores económicos).

«El modelo detrás del informe de la FAO, desarrollado en el Instituto de Cambio Ambiental (ICA), es un primer intento de tomar en cuenta los tecnicismos y la incertidumbre. El objetivo final de este trabajo en Oxford es permitir que los daños y pérdidas causados ​​por las actividades del sistema alimentario sean incorporados en los modelos económicos convencionales e influyan en la política económica para crear el mayor valor para la sociedad, una sociedad sostenible en su conjunto».

Las estadísticas del informe de la FAO revelan que los costos ocultos de los sistemas agroalimentarios del Reino Unido fueron alrededor de 255 mil millones de dólares en 2020, de los cuales más de 200 mil millones de dólares se debieron a una alimentación poco saludable. Esto contrasta con 177 mil millones de dólares de costos ocultos en Francia y 23 mil millones de dólares en Irlanda. Mientras tanto, las pérdidas ocultas de Alemania se registran en 328 mil millones de dólares (298 mil millones por alimentación no saludable). Los costos de la contaminación por nitrógeno fueron particularmente pequeños para el Reino Unido e Irlanda, en comparación con la contribución del sector agrícola al producto interno bruto.

El análisis del Dr. Lord concluye: «La mayoría de los costos ocultos cuantificados se generan en los países de ingresos altos y medianos-altos, en particular los Estados Unidos y los países BRIC (Brasil, Rusia, India y China). Sin embargo, la mayor carga económica recae en los países de bajos ingresos, con costos ocultos futuros de hasta el 26 % del producto interno bruto de ese año».

Los costos ocultos se miden en dólares de paridad de poder adquisitivo (PPA) del 2020, lo cual representa la cantidad de una canasta básica de bienes y servicios que un solo dólar estadounidense, una vez cambiado a moneda local, habría comprado en un país determinado en 2020. En otras palabras, la PPA elimina las diferencias en el nivel de precios entre países e iguala el poder adquisitivo de las monedas. Los bienes y servicios representan bienestar a través de su consumo. En consecuencia, los costos ocultos medidos representan la reducción del bienestar debido a una disminución del poder adquisitivo.

La Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP28) en diciembre de 2023 en Dubái, tiene un enfoque cada vez más centrado en los sistemas agroalimentarios. Pero el Dr. Lord dijo: «La contaminación por nitrógeno, las emisiones de metano y los patrones dietéticos son retos distintos de las emisiones de dióxido de carbono (CO₂). Para los formuladores de políticas, reducir el creciente riesgo económico que plantean las actividades de los sistemas agroalimentario, y al hacerlo impulsar potencialmente el crecimiento global, requiere políticas con características diferentes al camino de descarbonización requerido de otros sectores».

Referencias: University of Oxford. (7 de Noviembre de 2023). PHYS ORG. Obtenido de UN report reveals trillions in hidden costs of agrifood systems: https://phys.org/news/2023-11-reveals-trillions-hidden-agrifood.html

(Kimbra Cutlip, Universidad de Maryland, 2023)

La soya puede polinizarse por sí misma, pero un nuevo estudio realizado por investigadores de la University of Maryland muestra que el polen de diversas plantas puede aumentar considerablemente sus rendimientos. Más aún, la adición de una franja de flores silvestres cerca de las hileras de soya amplifica el efecto. La información podría ayudar a los productores agrícolas de uno de los principales productos básicos de Maryland a aumentar la producción y la comerciabilidad de sus cultivos.

La investigación fue publicada en el “Journal of Pollination Ecology”.

La soya representa un cultivo importante en Estados Unidos, pero los científicos no comprenden completamente sus estrategias de polinización y reproducción. Nuestro estudio ha demostrado que la polinización cruzada es importante para mejorar la producción de soya y sugiere que el aumento de la biodiversidad cerca de los campos de edamame puede afectar producción de maneras relevantes para el mercado». dijo Kathleen Evans, autora principal del artículo y estudiante de posgrado del Departamento de Entomología de la Universidad de Maryland.

Los investigadores centraron su estudio en el edamame, que es la misma especie de soya cultivada en los EE. UU. para alimentación animal, pero cosechada antes para consumo humano. Eso significa que los hallazgos del estudio son aplicables tanto al edamame como a la soya forrajera, pero comprender cómo las estrategias de polinización afectan el tamaño y la calidad de la soya es especialmente importante para el creciente mercado del edamame, donde la aceptación del consumidor y el número de semillas por vaina son importantes para la venta. Aunque la soya se cultiva en todo el mundo, ninguna prueba formal había evaluado previamente si las flores que reciben su propio polen (autopolinización) o de una flor de soya diferente (polinización cruzada) afectan la calidad de las vainas del frijol.

Para responder a esa pregunta, Evans y sus colegas utilizaron tres métodos diferentes para polinizar plantas de soya en una parcela experimental de 16 x 16 metros en el Centro de Investigación y Educación de Maryland Central (CMREC) de la Universidad de Maryland en Beltsville, MD. También establecieron una franja de flores silvestres nativas de la región del Atlántico Medio a lo largo de un extremo de la parcela.

Los investigadores cubrieron las flores de algunas plantas con una fina malla que impedía la visita de los polinizadores. Esas flores se auto-polinizarían. Cuidadosamente también polinizaron manualmente un segundo grupo de flores con polen de una planta donante separada. Un tercer grupo de flores se dejó abierto y sin tratamiento, para ser polinizado de manera natural, lo que significa que probablemente fueron polinizadas de forma cruzada por insectos.

Los investigadores descubrieron que, en comparación con la autopolinización, la polinización cruzada manual y la polinización abierta produjeron más vainas de calidad de mercado grado A, sin embargo, las flores sometidas a polinización abierta produjeron más vainas grado A que cualquiera de los otros dos tratamientos. Además, la cosecha de las plantas que se habían dejado en polinización abierta tuvo un incremento en rendimiento del 17%, en comparación con las plantas auto polinizadas y las polinizadas a mano. También encontraron que las plantas de soya de polinización abierta cultivadas más cerca de las franjas de flores tenían un mayor rendimiento. Los investigadores creen que más polinizadores y/o depredadores de plagas pueden haber visitado esas plantas de soya en su camino hacia o desde las flores silvestres, lo que sugiere que una mayor biodiversidad cerca y en los campos podría aumentar los rendimientos de este cultivo.

Referencias: University of Maryland. (15 de Diciembre de 2023). Pollinators found to make a big impact on edamame marketability. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-12-pollinators-big-impact-edamame.html

(Universidad de Turku, 2023)

Investigadores inocularon plantas de canola (Brassica napus) con una especie de hongo conocido por su capacidad para combatir insectos plaga. Utilizar la relación entre hongos benéficos y plantas de cultivo puede introducir una nueva era de la agricultura en la que se mejore la resiliencia de las plantas y se minimice la huella ecológica de los pesticidas químicos convencionales.

El estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Turku en Finlandia ha demostrado que una especie de hongo que normalmente crece en la naturaleza y mata insectos, puede inocularse con éxito en plantas de canola, donde fomenta una relación simbiótica única. El descubrimiento es un paso hacia un futuro de agricultura sostenible, para el cual se puede aprovechar el poder de los hongos benéficos para mejorar la protección y la productividad de los cultivos.

Los investigadores utilizaron Beauveria bassiana, una especie de hongo conocida por su capacidad para combatir insectos plaga. Se utiliza comúnmente como un biopesticida que se asperja sobre las hojas de los cultivos. Estos biopesticidas se utilizan en todo el mundo, pero su debilidad ha sido su vulnerabilidad a la degradación por rayos UV. Esto llevó a los investigadores a explorar un enfoque alternativo en el que inoculaban plantas de canola con el hongo para fomentar una relación simbiótica única.

El estudio forma parte del proyecto EcoStack del programa Horizonte de Europa de la Unión Europea. El artículo de investigación fue publicado en “Pest Management Science”

«Nos embarcamos en un viaje para desbloquear el potencial de Beauveria bassiana en la protección de cultivos, mientras podría vivir endofíticamente, dentro del tejido de la planta. De esta manera, pretendimos crear un mecanismo de defensa natural contra las plagas», explica el primer autor del estudio, la docente Anne Muola de la Unidad de Biodiversidad de la Universidad de Turku.

La Simbiosis exitosa provocó un aumento en la biosíntesis de flavonoides

Los investigadores lograron un gran avance al establecer una relación endofítica entre el hongo y las plantas de semillas oleaginosas. El crecimiento del hongo en el tejido vegetal desencadenó un aumento notable en la biosíntesis de flavonoides y compuestos conocidos por sus múltiples beneficios para las plantas, incluidas sus propiedades antioxidantes. «Nuestros hallazgos sugieren que la interacción entre el hongo y la planta estimuló una respuesta positiva en forma de una mayor producción de metabolitos, en lugar de una respuesta de defensa contra el hongo intruso», afirma el autor principal del estudio, el investigador Benjamin Fuchs de la Academia de investigación de la Unidad de Biodiversidad de la Universidad de Turku.

Los flavonoides producidos por la planta de canola y conocidos por sus propiedades antioxidantes y su papel en la protección contra los rayos UV, la pigmentación de las flores y la disuasión de los herbívoros, ocuparon un lugar central en los resultados del estudio. A continuación, los investigadores pretenden descubrir qué impacto tiene este hongo en particular en la resiliencia de las plantas frente a factores estresantes ambientales y cómo esto afecta la calidad de los cultivos.

El uso de microorganismos en la agricultura puede reducir la dependencia de pesticidas químicos

«Nuestro estudio es inmensamente prometedor para la agricultura sostenible. Al adoptar la simbiosis entre microorganismos benéficos y plantas de cultivo, estamos marcando el comienzo de una nueva era de prácticas agrícolas que reducen la dependencia de pesticidas químicos», dice Fuchs.

Según los investigadores, las asociaciones entre organismos como la revelada en este estudio ofrecen una visión del futuro de la agricultura, donde la sociedad se esfuerza por asegurar su suministro de alimentos minimizando al mismo tiempo la huella ecológica. «Con el creciente reconocimiento del papel de los microorganismos en la sanidad vegetal y las herramientas biotecnológicas avanzadas disponibles, el escenario está preparado para enfoques innovadores para optimizar la resiliencia y la calidad de los cultivos en un camino inteligente y sostenible», señala Fuchs.

Referencias: University of Turku. (28 de Agosto de 2023). Fungal–plant symbiosis offers a promising tool to boost crop resilience. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-08-fungalplant-symbiosis-tool-boost-crop.html

El cambio de uso del suelo es una de las mayores amenazas para la biodiversidad del mismo y sus funciones ecológicas. La deforestación tropical para establecer monocultivos de árboles comerciales representa la mayor amenaza para la biodiversidad. Sin embargo, aún no está claro cómo dicha transición afecta la dinámica del carbono (C) y el nitrógeno (N) del suelo impulsada por las comunidades de hongos a nivel de los agregados.

En un estudio publicado en “Science of The Total Environment”, investigadores del Jardín Botánico Tropical Xishuangbanna (XTBG) de la Academia de Ciencias de China evaluaron el impacto del cambio de uso de la tierra tropical en los grupos funcionales de hongos del suelo y los efectos en los procesos del ciclo de C y N del suelo a nivel de agregados. Los investigadores determinaron las fracciones de C y N, las comunidades de hongos, las actividades enzimáticas y las propiedades químicas dentro de tres agregados de suelo en un bosque natural, monocultivos de caucho de 12 y 24 años y los sistemas agroforestales correspondientes en Xishuangbanna, suroeste de China.

Descubrieron que el cambio diferencial de uso de la tierra en la dinámica del C y el N del suelo estuvo mediado por grupos funcionales de hongos en todos los tamaños de los agregados. Las reservas de C y N en todos los agregados generalmente se redujeron cuando los bosques tropicales se convirtieron a monocultivos de caucho. La biomasa microbiana de C y N disminuyó en los sistemas agroforestales.

Las actividades de las enzimas que degradan el Carbono y el Nitrógeno respondieron de manera diferente a la conversión forestal y aumentaron en los sistemas agroforestales.

A medida que disminuyó el tamaño del agregado del suelo, los niveles de las reservas de C y N y las actividades enzimáticas asociadas aumentaron. Además, con la conversión del bosque, los hongos patógenos aumentaron a expensas de los hongos saprofitos y simbióticos. El tamaño de los agregados del suelo influyó en la diversidad de hongos más que en la composición, y los microagregados tuvieron la mayor diversidad. Los depósitos de C y N dentro de los agregados se vieron afectados de manera diversa por grupos funcionales de hongos, impulsados ​​principalmente por el pH del suelo, independientemente del tipo de uso de la tierra. Según los investigadores, todas las diferencias se atribuyeron a cambios en la diversidad de especies, las propiedades del suelo y el manejo agroforestal asociado.

«Nuestro estudio brinda una perspectiva importante sobre el establecimiento temprano de sistemas agroforestales en plantaciones de árboles tropicales comerciales debido a los mayores beneficios en el ciclo de nutrientes y el control de patógenos», dijo Liu Chenggang de XTBG.

Referencia:

Chinese Academy of Sciences. (16 de Agosto de 2023). Study provides insight to early establishment of agroforestry systems in tropical areas. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-08-insight-early-agroforestry-tropical-areas.html

Universidad de Ciencias de Tokio, 2013

La ‘paradoja del sexo’ se refiere al enigma de por qué el modo de reproducción sexual es más común entre los seres vivos que el modo asexual.

La reproducción sexual requiere al menos dos individuos, los expone a un mayor riesgo de enfermedades y consume más energía. Por el contrario, la reproducción asexual compensa todas estas desventajas al requerir solo un padre y al mismo tiempo permitir la generación rápida de descendencia. Ahora, esta ‘paradoja’ se ha visto reforzada por los hallazgos de un nuevo estudio sobre una especie de hongo patógeno que infecta una variedad de granos cultivados, como el arroz, el trigo, la cebada y el mijo africano.

Pyricularia (Magnaporthe) oryzae, una especie de hongo patógeno filamentoso, causa estragos en la producción mundial de arroz, ya que provoca la enfermedad del tizón o quema del arroz. El ciclo de infección comienza con la reproducción asexual, donde las esporas asexuales llamadas ‘conidios’ se adhieren a la superficie de las hojas de la planta de arroz. Esto produce una estructura específica de infección llamada apresorio, que comienza a penetrar en la capa celular más externa de la hoja, lo que produce lesiones visibles en su superficie. Cuando las condiciones son favorables, emergen estructuras especializadas llamadas conidióforos y producen más conidios, que se dispersan a más plantas de arroz a través del viento o las gotas atmosféricas. Si bien este modo de reproducción asexual es la principal forma de reproducción en el ciclo de vida de P. oryzae, los científicos han demostrado que existe la reproducción sexual exitosa de este hongo en entornos de laboratorio. El hongo parece tener cepas equivalentes a machos y hembras biológicos. Sin embargo, la mayoría de los especímenes recolectados en los campos muestran una pérdida de fertilidad femenina. Los genes y mecanismos subyacentes responsables de la pérdida de la reproducción sexual en P. oryzae siguen siendo un misterio.

Investigadores de la Universidad de Ciencias de Tokio, la Organización Nacional de Investigación Agrícola y Alimentaria y la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio, Japón, recientemente descubrieron evidencia de esta ventajosa pérdida de reproducción sexual en el hongo causante del Tizón del arroz.

El equipo de investigación estuvo dirigido por el profesor Takashi Kamakura y el profesor asociado Takayuki Arazoe, del Departamento de Ciencias Biológicas Aplicadas de la Universidad de Ciencias de Tokio. Su estudio fue publicado en “iScience”.

Con respecto a la premisa del estudio, el profesor Kamakura explica: «Muchas especies de hongos han abandonado la reproducción sexual, lo que no se alinea con las ventajas evolutivas del sexo y alimenta la paradoja del sexo. En el futuro, esta investigación también ayudará a generar cepas industriales útiles o comprender cómo los patógenos responden a las mutaciones al explicar cómo se adquiere la diversidad en los hongos».

Los investigadores utilizaron múltiples experimentos genéticos para identificar qué genes estaban relacionados con la esterilidad femenina. Se criaron cepas parentales a partir de aislamientos de campo de P. oryzae para dar lugar a descendientes femeninos estériles y fértiles de P. oryzae. Análisis genéticos adicionales revelaron que las mutaciones que resultaron en la proteína Pro1 disfuncional (involucrada en la expresión de genes relacionados con la reproducción en hongos filamentosos) causaron esterilidad femenina en el hongo que causa el tizón del arroz.

El Dr. Arazoe agrega: «Para nuestra sorpresa, el Pro1 disfuncional aumentó la liberación de conidios pero no afectó la patogenicidad de P. oryzae. También encontramos mutaciones Pro1 en aislados que infectan el trigo, que se teme que se propaguen por todo el mundo (pandemia), un hallazgo que sugiere que ha ocurrido una evolución similar (pérdida de la reproducción sexual) en el hongo del tizón del trigo». Sobre la base de estos resultados, el grupo de investigación ya está encabezando la identificación y caracterización de otros genes que causan la esterilidad femenina en especies de hongos.

Al explicar las implicaciones más amplias de este trabajo, el profesor Kamakura concluye: «Hemos proporcionado la primera evidencia de que la pérdida de la fertilidad femenina puede ser una ventaja adaptativa para este patógeno vegetal. La liberación de conidios asexuales favorece la dispersión en la naturaleza. Este trabajo también abre puertas para estudiar cómo se adquiere la diversidad, otro aspecto importante a entender en la reproducción asexual».

Referencias: Universidad de Ciencias de Tokio. (24 de Julio de 2013). Pro1 protein malfunction allows rice blast fungus to thrive, new study shows. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-07-pro1-protein-malfunction-rice-blast.html

University of Gothenburg, 2023

Para obtener una mayor producción de cerezas, los árboles deben ser polinizados tanto por abejas melíferas como por abejas albañiles. Un nuevo estudio dirigido por un investigador de la Universidad de Gothenburg muestra otro beneficio más de la biodiversidad.

Como muchos otros árboles frutales, la mayoría de los cultivares de cerezas dulces dependen de la polinización cruzada para producir sus frutos. Esto significa que es necesario que haya varios cultivares diferentes de cerezos dulces en un huerto para que las abejas transporten el polen de uno a otro. «Los cerezos dulces suelen plantarse en hileras alternas de diferentes cultivares. En algunos casos, se pueden plantar diferentes cultivares en la misma hilera, pero esto puede complicar la logística de la cosecha. En otras palabras, las abejas tienen que volar desde una hilera de árboles a la siguiente para garantizar que los árboles den frutos», afirma Julia Osterman, bióloga de la Universidad de Gothenburg y autora principal del estudio.

El artículo, «Las abejas albañiles y las abejas melíferas mejoran sinérgicamente el cuajado de frutos en huertos de cerezos dulces», se publicó en la revista Ecology and Evolution.

Dos especies de abejas producen un efecto sinérgico

En colaboración con investigadores alemanes de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg, Julia Osterman descubrió qué si los árboles eran polinizados por más de una especie de abeja, producían más cerezas. Los investigadores observaron abejas en un total de 17 huertos de cerezos en el este de Alemania. Algunos productores utilizaron colmenas de abejas melíferas como polinizadores, mientras que otros utilizaron abejas albañiles silvestres. Algunos huertos utilizaron ambas especies en diferente medida. Los investigadores notaron un efecto de sinergia en aquellos huertos en los que estaban presentes ambas especies de abejas. «Tuvo un impacto en el cuajado de los frutos de las cerezas dulces. Los huertos con abejas melíferas y muchas abejas albañiles podían tener cerezas hasta en un 70% de la floración. En huertos con sólo abejas melíferas o sólo abejas albañiles como polinizadores, la tasa podría ser tan solo el 20%», dice Julia Osterman.

Muchos productores ya utilizaban dos especies de abejas, a menudo como respaldo si el clima era demasiado frío para las abejas cuando los árboles estaban en flor, ya que los cerezos florecen temprano. Las abejas melíferas sólo se activan cuando la temperatura supera los 12°C, pero las abejas albañiles pueden soportar temperaturas más bajas. El fuerte incremento en la fructificación se produjo cuando ambas especies estaban activas. Los investigadores ahora están especulando sobre las razones de esto.

Bambú como material para nidos

«Una teoría es que la presencia de abejas albañiles afecta el comportamiento de búsqueda de alimento de las abejas melíferas», dice Julia Osterman. «Esto las molesta y cambian de hilera con más frecuencia, lo que resulta en una mayor polinización cruzada. Pero todo lo que sabemos por el momento es que la interacción entre las abejas produce un efecto de sinergia». Por supuesto, estos son datos valiosos para los productores de cerezas que pueden atraer abejas albañiles silvestres a sus huertos proporcionándoles un buen material para hacer nidos.

«Las abejas albañiles son solitarias y no producen miel en panales como las abejas melíferas», explica Julia Osterman. «Están más centradas en recolectar polen para alimentar a sus larvas. Les gusta arrastrarse hacia espacios en forma de tubo donde pueden poner sus huevos. Los productores de frutas pueden alentar a las abejas albañiles a anidar en sus huertos colocando bambú o madera con agujeros perforados en ellos. Sin embargo, sólo parece funcionar hasta un cierto límite, después del cual no se atraerán más abejas albañiles, sin importar cuánto material de nido se coloque.»

Se han observado resultados similares en huertos de almendros y el siguiente paso de Julia Osterman será investigar si este efecto de sinergia se aplica a otros árboles frutales, además de intentar determinar exactamente cómo las dos especies de abejas interactúan entre sí.

El estudio se realizó en Sajonia-Anhalt y Turingia (Alemania) en la primavera de 2020 con investigadores de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg y un instituto de investigación en Erfurt.

Referencias: University of Gothenburg. (14 de Septiembre de 2023). Pollination by more than one bee species found to improve cherry harvest. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-09-pollination-bee-species-cherry-harvest.html