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(Zhang Nannan, Chinese Academy of Sciences, 2022)

Las plantas translocan grandes cantidades de fotosintatos (metabolitos de Carbono resultantes de la fotosíntesis) a las raíces y el suelo y, por lo tanto, dependen de las interacciones raíz-suelo-microorganismos para adquirir nutrientes del mismo, como Nitrógeno (N) y Fósforo (P), para su crecimiento y desarrollo.

Los estudios han demostrado que la fijación de Carbono de las plantas para la adquisición de nutrientes varía entre las plantas fijadoras y las no fijadoras de Nitrógeno, así como entre las plantas con micorrizas arbusculares y con ectomicorrizas, y el proceso puede verse afectado por la disponibilidad de nutrientes del suelo. Sin embargo, los datos cuantitativos sobre el intercambio entre el ingreso de Carbono y la adquisición de nutrientes en la interfaz raíz-suelo aún son escasos.

El profesor Wang Peng y el investigador asistente Lu Jiayu del Instituto de Ecología Aplicada (IAE) de la Academia de Ciencias de China, junto con investigadores del equipo de la Dra. Feike A. Dijkstra de la Universidad de Sydney, Australia, cuantificaron recientemente la distribución de Carbono en el suelo para apoyar las funciones de las raíces, y la eficiencia de Carbono para la adquisición de nutrientes (CENA), que se refiere a la cantidad de nutrientes de nitrógeno o fósforo que se pueden obtener por unidad de entrada de Carbono en el suelo (C).

Usando isotopos trazadores estables de ¹³C y ¹⁵N, cuantificaron la entrada total de Carbono en el suelo por parte de la planta, la absorción de nutrientes y la CENA en Ryegrass (Lolium perenne) y trébol blanco (Trifolium repens) con y sin fertilizantes de fósforo adicionales aplicados al suelo.

El equipo de investigadores descubrió que, para ambas especies, casi la mitad de la aportación de Carbono subterráneo se asignó a la respiración de la rizosfera, mientras que el 37 % y el 14% del aporte de Carbono se utilizó para el crecimiento de las raíces y la rizodeposición (por ejemplo, secreción y renovación de las raíces), respectivamente. En comparación con la obtención de nutrientes del suelo, la leguminosa (Trifolium repens), a través de la fijación biológica de Nitrógeno y un mayor efecto de estimulación de la rizosfera, puede adquirir Nitrógeno y Fósforo con un menor aporte de Carbono.

Además, la aplicación de fertilizante fosforado incrementó la CENA de las plantas para la obtención de fósforo, pero disminuyó la CENA de las plantas para la adquisición de nitrógeno.

Los investigadores requieren una mejor comprensión de qué sucede con la distribución de Carbono bajo el suelo y su eficiencia para la adquisición de Nitrógeno y Fósforo con el fin de mejorar las predicciones del modelo global del ciclo del Carbono y ayudar a las prácticas agrícolas de manejo a aumentar el rendimiento y la eficiencia en el uso de fertilizantes.

El estudio fue publicado en Frontiers in Plant Science.

Referencias:

Chinese Academy of Sciences. (23 de Agosto de 2022). Better understanding needed of below-ground carbon allocation and its efficiency for nutrient acquisition. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2022-08-below-ground-carbon-allocation-efficiency-nutrient.html

A medida que el clima continúa calentándose, la reducción de la cantidad de agua que puede contener el aire (secado atmosférico) se está convirtiendo en una preocupación importante para los productores de cultivos de todo el mundo.

El secado atmosférico se asocia típicamente con la disminución de la productividad de los cultivos. Sin embargo, una nueva investigación de la Universidad de Minnesota sugiere que las leguminosas, incluida la soya, en realidad pueden ser más productivas con condiciones de secado atmosférico, siempre y cuando los cultivos estén adecuadamente irrigados.

La investigación publicada recientemente en la revista “New Phytologist” muestra que el aumento del déficit de presión de vapor, que es la fuerza impulsora detrás del secado atmosférico, en realidad beneficiaría la fijación biológica del Nitrógeno, un proceso qué mueve el Nitrógeno del aire hacia el interior de la planta a través de sus raíces, gracias a la actividad de las Rizobacterias que se asocian con las leguminosas. Este proceso es esencial para la salud y la productividad de las plantas.

El equipo de investigación incluye a Walid Sadok, profesor asociado en el Departamento de Agronomía y Genética Vegetal; Daniel Monnens, estudiante de posgrado en el Departamento de Agronomía y Genética Vegetal; y R. Ford Denison, profesor adjunto en la Facultad de Ciencias Biológicas.

Los investigadores encontraron lo siguiente:

• En condiciones adecuadas de riego, la fijación de Nitrógeno aumentó, a medida que aumentó el secado atmosférico.
• Este efecto se debió a que el secado atmosférico provocó un aumento en la tasa de transpiración de las plantas, lo que ocasiona que el agua que se mueve dentro de ellas sea eliminada más agresivamente de las raíces.
• Se presume que esto conduce al transporte de compuestos inhibidores de la fijación de Nitrógeno lejos de los nódulos de la raíz, que es el sitio donde ocurre la fijación de Nitrógeno.
• Por sí solo, este proceso podría conducir a una disminución de la productividad, porque las tasas más altas de transpiración podrían crear o agravar los déficits de humedad del suelo preexistentes. Sin embargo, en el caso de los cultivos de soya, las tasas de transpiración más altas también parecen reducir la inhibición de la retroalimentación de la fijación de Nitrógeno, lo que hace que aumente la productividad si la planta se mantiene irrigada en forma adecuada.

«Un resultado como este indica que potencialmente podemos generar nuevas variedades de soya climáticamente inteligentes que aprovechen este fenómeno de secado atmosférico para aumentar su capacidad de fijación de Nitrógeno e incrementar los rendimientos o su resiliencia», dijo Sadok.

«Sabemos que las leguminosas son particularmente importantes para la sostenibilidad agrícola porque pueden utilizar el Nitrógeno atmosférico (gracias a su asociación con las Rizobacterias), en lugar de depender de fertilizantes sintéticos. Estas variedades de próxima generación no sólo podrían aumentar la productividad, sino incluso reducir la necesidad de usar fertilizantes nitrogenados”, dijo Monnens.

Referencias:

University of Minnesota. (2 de Mayo de 2023). Soybean crops can take advantage of climate change to increase productivity. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2023-05-soybean-crops-advantage-climate-productivity.html

Estimación de algunas poblaciones de Mesofauna que son importante para la descomposición y mineralización de nutrientes

Los colémbolos y los ácaros son Mesofauna que comúnmente se encuentra en el suelo. Desempeñan un papel importante en la descomposición de la materia orgánica, el reciclaje de nutrientes y la regulación de las poblaciones microbianas por depredación.

La evaluación del tamaño de sus poblaciones es un indicador de la sanidad del suelo.

Objetivo: Recolectar y contar el número de colémbolos y ácaros presentes en el suelo superficial (como indicativo de la sanidad del suelo).

Material necesario:

• 20 gramos de residuos de cultivos (húmedos) y suelo superficial. El rastrojo de trigo o la hojarasca son ideales.
• Etanol al 70% (70 ml de alcohol metílico añadidos a 30 ml de agua limpia).
• Un vaso de precipitado o frasco de vidrio de 100 ml
• Un embudo
• Un trozo de gasa o bien malla fina con orificios de 1 a 2 mm y una liga
• Una lámpara con brazo flexible
• Un plato extendido de color oscuro, o un recipiente similar, poco profundo
• Una lupa muy potente (10x o más)

Pasos a seguir:

• Colocar aproximadamente 1.0 cm del etanol en el vaso de precipitado.
• Colocar el embudo dentro del vaso de precipitado, la parte inferior del embudo debe quedar encima de la superficie del etanol (ver diagrama 1). Para sostener el embudo de esta forma, es posible que se necesite una abrazadera o bien un tripie.
• Sellar la parte superior del vaso de precipitado alrededor del embudo con una envoltura de plástico.
• Colocar la gasa (o la malla fina) sobre la parte superior del embudo y asegurarla con la liga.

• Poner el rastrojo y el suelo sobre la gasa. Es posible que estos se hundan y formen una “canasta” pequeña. El suelo y el rastrojo deben quedar en el centro del embudo, para evitar que la Mesofauna trepe por las paredes.
• Colocar la lámpara sobre el embudo, aproximadamente a 10 cm por encima de la gasa y encenderla. La Mesofauna se alejará del ambiente cálido y seco que se crea bajo la lámpara.
• Después de 24 horas apagar la luz y retirar el embudo.
• Vaciar con cuidado el contenido del vaso de precipitado en el plato y usando la lupa contar lo que se haya atrapado. (Tome la siguiente imágen de colémbolos y ácaros como referencia).

• Un suelo que se considera con buenos niveles de actividad de la Mesofauna contendrá alrededor de 10 a 15 colémbolos y ácaros en 20 gramos de suelo y hojarasca. Generalmente las poblaciones son más altas al comienzo de la temporada de cultivo.
• Para hacer una evaluación adecuada de un campo, deben tomarse varias muestras de hojarasca y suelo a través de todo el terreno, y cada una de ellas debe analizarse como se indicó anteriormente.

Esta información se basa en investigaciones realizadas por el Centro de Investigación Cooperativa para el Manejo de Suelos y Tierras y otras instituciones nacionales e internacionales.

Referencias:

Life in the soil: the relationship between agriculture and soil organisms. Vadakattu, Gupta; Neate, Stephen; Leonard Emma. CRC for Soil and Land Management. 1998. https://www.researchgate.net/publication/268800863_Life_in_the_soil_the_relationship_between_agriculture_and_soil_organisms

¿Los Rizobios de su cultivo de leguminosas están fijando Nitrógeno?

Los diferentes cultivos de leguminosas requieren especies específicas de Rhizobium para la formación de nódulos efectivos y la fijación de nitrógeno. Si los Rhizobium apropiados están ausentes, pueden inocularse en el suelo.

Objetivo: Verificar la presencia de Rhizobium en tu suelo y evaluar su capacidad para formar nódulos en una leguminosa.

Material necesario:

• 1.5 kg de suelo tomado de la parte superior (0-10 cm de profundidad). Esto debe recolectarse de varios sitios de la pradera.
• 15 semillas de leguminosas, por ejemplo, guisantes, frijoles, lupino.
• Solución de blanqueador doméstico al 5.0 % – 5.0 ml de blanqueador diluido en 100 ml de agua.
• 3 botes grandes vacíos de yogur – con varios orificios de drenaje en la base (que se usarán como macetas).
• Un tamiz para suelo de jardín.
• Un colador viejo para té.

Pasos a seguir:

• Tamizar el suelo para remover las piedras grandes y los restos orgánicos.
• Agregar suficiente agua y mezclar para llevar el suelo a capacidad de campo. El suelo debe sentirse húmedo cuando se aprieta en la palma de la mano.
• Llenar cada bote de yogur con unos 500 g del suelo húmedo.
• Colocar las semillas en el colador de té y sumergirlas en la solución de blanqueador al 5.0 %, cubriéndolas durante un máximo de 30 segundos. Enjuagar con abundante cantidad de agua limpia y fría. El objetivo de esto es esterilizar la superficie de la semilla para eliminar cualquier Rhizobium que venga en ella. Se debe tener cuidado al manipular el blanqueador.
• Sembrar de 3 a 5 semillas en cada maceta, a 2.0 cm de profundidad, luego colocar las macetas en un lugar cálido y soleado. Las macetas deben regarse con regularidad para evitar que el suelo se seque.
• Después de una semana, ralear las plántulas para dejar 3 por maceta. Las plantas deben dejarse crecer durante 4 semanas más.
• Después de 5 semanas a partir de la siembra, sacar las plantas del suelo cuidadosamente. Recuerda que las raíces son las que necesitamos, así que debe tenerse cuidado al extraerlas.
• Lavar la tierra de las raíces con suavidad y colocar la planta sobre una hoja de papel blanco.
• Comparar la raíz con la siguiente fotografía de una raíz con nódulos.

• Contar el número de nódulos en la raíz. Cada planta requiere más de 10 nódulos para lograr un alto nivel de fijación de Nitrógeno.
• Separar 10 nódulos y cortarlos por la mitad con una hoja de afeitar limpia o un cuchillo afilado. Lo nódulos que están fijando Nitrógeno de una manera efectiva serán de color rosa en su interior; los que no lo estén haciendo serán blancos o verdes. Cuanto más intenso sea el color rosa, mejor será la eficacia de los nódulos en la fijación de Nitrógeno.

Bajo el microscopio:

Si tiene acceso a un microscopio, aplaste suavemente un nódulo en un portaobjetos. Las células de Rhizobium se pueden ver como células bacteroides en forma de ‘Y’ y ‘T’

Esta información se basa en investigaciones realizadas por el Centro de Investigación Cooperativa para el Manejo de Suelos y Tierras y otras instituciones nacionales e internacionales.

Referencias:

Life in the soil: the relationship between agriculture and soil organisms. Vadakattu, Gupta; Neate, Stephen; Leonard Emma. CRC for Soil and Land Management. 1998. https://www.researchgate.net/publication/268800863_Life_in_the_soil_the_relationship_between_agriculture_and_soil_organisms

¿Cómo influye la Agricultura en la actividad de la Biota del suelo?

INSUMOS AGRÍCOLAS:

Fertilizantes

• El mayor crecimiento de los cultivos y los aportes de residuos resultantes de las aplicaciones de fertilizantes proporcionan fuentes de energía y nutrientes que sustentan mayores poblaciones microbianas. Estos efectos benéficos no se verían si las aplicaciones de fertilizantes causaran efectos adversos en las propiedades físicas y químicas del suelo.
• En pruebas en las que se aplicaron 80 kg/ha de fertilizante nitrogenado, la población microbiana se redujo en un 25 %. Se cree que esto se debe a un cambio en el pH del suelo, de un pH de 5.4 a un pH de 4.5.
• Los cultivos que tienen un suministro de nutrientes adecuado y equilibrado son menos susceptibles al daño por organismos patógenos de las plantas, por ejemplo, las aplicaciones de Zinc (Zn) reducen el nivel de daño por Rhizoctonia en alfalfa (Medicago spp.) y cereales, cuando el Zn está limitando el crecimiento de las plantas.
• Los altos niveles de fertilizante pueden reducir la efectividad simbiótica de los organismos del suelo. Por ejemplo, grandes aportaciones de Fósforo (P), reducen los efectos benéficos de las micorrizas y las altas aportaciones de Nitrógeno reducen la fijación de N₂ por parte de microorganismos como Rhizobium.
• Las aplicaciones de fertilizantes líquidos de Nitrógeno, tienen efectos negativos a corto plazo sobre la actividad microbiana. El sistema tarda un mínimo de 5 a 6 semanas para recuperarse de una sola aplicación. Esto puede dejar a un cultivo vulnerable debido a un desequilibrio en los organismos «depredador-presa».

Agroquímicos

• Los productos químicos aplicados foliarmente son menos dañinos para los organismos del suelo que los que se aplican en el suelo.
•  Los herbicidas pueden ser directamente tóxicos para los organismos del suelo o influir en las proporciones ‘depredador-presa’.
• El efecto sobre los organismos que nos son el objetivo, dependerá de la tasa de descomposición del herbicida y de su lixiviación del sitio donde se encuentran estos organismos. Se ha demostrado que los herbicidas aplicados sobre rastrojos persisten por más tiempo, a diferencia de los que se aplican en suelo desnudo.
• El uso continuo de algunos herbicidas durante varios años, por ejemplo, Paraquat, ha demostrado que reduce significativamente algunos grupos de microorganismos. Los efectos de una sola aplicación usualmente son a corto plazo y los niveles de actividad microbiana se recuperan unos 40 días después de la aplicación del herbicida.
• Las bacterias nitrificantes son las más sensibles a las aplicaciones de herbicidas.
• Se han observado niveles altos de Rhizoctonia, Mal de pie (Gaeumannomyces graminis) y Nematodos formadores de quistes (CCN) en los cultivos de la temporada actual y la siguiente cuando se han aplicado herbicidas a base de Sulfonilurea.
• La actividad de organismos específicos puede aumentar después de una aplicación química debido al rompimiento de la cadena alimentaria. Por ejemplo, el crecimiento de hongos aumenta después de la aplicación del insecticida Endosulfán debido a su efecto inhibidor sobre los microartrópodos que se alimentan de hongos.

Debido a nuestra incapacidad para ver muchos organismos del suelo con el ojo humano, la Vida del suelo no ha ocupado un lugar destacado en las consideraciones del manejo del suelo.

Las funciones benéficas de los organismos del suelo se están desentrañando lentamente. Los investigadores están logrando una mejor comprensión de los organismos del suelo, sus relaciones con las plantas y otros organismos, y el impacto que ejercen en ellos la labranza, las rotaciones de cultivos y los insumos como herbicidas y fertilizantes.  A medida que se desarrolle está comprensión, se implementarán mejores prácticas de manejo agrícola que incluyan este nuevo conocimiento.

El aprovechamiento de los beneficios proporcionados por las redes alimentarias equilibradas de los organismos del suelo, se considera un inminente paso importante para la producción agrícola sostenible. Ya se están produciendo cambios significativos en las prácticas agrícolas en Australia, con más y más agricultores que conservan los rastrojos y pasan a la labranza reducida. Estas prácticas han ido acompañadas de un mayor uso de herbicidas que pueden contrarrestar sus efectos benéficos.

La investigación en Australia se centra en obtener una mejor comprensión de los impactos del aumento del uso de herbicidas, los métodos para aprovechar la actividad supresora natural de algunas biotas del suelo y las propiedades de biofumigación de plantas como las del género Brassica.

Esta información se basa en investigaciones realizadas por el Centro de Investigación Cooperativa para el Manejo de Suelos y Tierras y otras instituciones nacionales e internacionales.

Referencias:

Life in the soil: the relationship between agriculture and soil organisms. Vadakattu, Gupta; Neate, Stephen; Leonard Emma. CRC for Soil and Land Management. 1998. https://www.researchgate.net/publication/268800863_Life_in_the_soil_the_relationship_between_agriculture_and_soil_organisms

Labranza:

Las labores de cultivo alteran los componentes físicos, químicos y biológicos del sistema del suelo. Los sistemas de siembra directa sin labranza dan como resultado diferencias significativas en la actividad de los organismos del suelo en comparación con la labranza convencional más profunda.

Labranza cero:

• Los niveles de MO son altos y los microorganismos se concentran en la superficie del suelo.
• La descomposición de residuos y la mineralización de nutrientes es más lenta.
• Las hifas fúngicas son más prolíficas en los 5.0 cm superiores del suelo. Esto es benéfico en términos de hongos deseables como las micorrizas, y negativo en relación con hongos patógenos como Rhizoctonia.
• Incrementan las poblaciones de nematodos que se alimentan de hongos, los protozoos y la macro fauna.
• Se contabilizaron de 10 a 100 veces más protozoos que se alimentan de hongos en sistemas con labranza cero y de manejo con retención de rastrojos. Estos microorganismos pueden proporcionar control de hongos patógenos.
• Las cultivadoras de rejas angostas que se usan para la siembra ocasionan la alteración del suelo bajo de la semilla. Esto en combinación con un barbecho químico 3 semanas antes de la siembra, reduce la severidad del hongo patógeno Rhizoctonia
• Las lombrices de excavación profunda en parcelas manejadas con siembra directa, mejoran la estructura del suelo, ayudan al crecimiento de las raíces y aumentan el rendimiento de los cultivos anuales.

Labranza Convencional:

• Favorece a los organismos con generaciones de tiempo corto, rápida dispersión y tasas metabólicas altas. Las bacterias y la fauna que se alimenta de bacterias son dominantes en los suelos cultivados.
• Las hifas fúngicas se rompen debido a las labores de cultivo y, por lo tanto, su número se reduce.
• Los organismos se distribuyen a mayor profundidad en la capa arada.
• La descomposición de residuos y la mineralización de nutrientes es más rápida debido a un mejor contacto suelo-rastrojo.
• La rápida actividad da como resultado un mayor nivel de descomposición y un menor nivel de acumulación de materia orgánica.
• Las poblaciones de lombrices disminuyen significativamente.
• Se ha demostrado que el aumento en las labores de cultivo reduce el número de los nematodos que causan lesiones a las raíces, pero no se ha registrado ningún efecto en el rendimiento de los cereales.

La rotación de cultivos:

A diferencia de los monocultivos, las rotaciones ofrecen una serie de ventajas para la producción de cultivos y para el mantenimiento de la calidad del suelo. Estas incluyen brotes de enfermedades, mejoras a la nutrición de las plantas, mejores niveles de materia orgánica, diversas fuentes de nutrientes para la biota del suelo y beneficios para la estructura del mismo.

• Los cultivos intermedios pueden reducir el número de organismos específicos del huésped. Esto ayuda a reducir la cantidad de organismos patógenos, por ejemplo, el mal del pie (Gaeumannomyces graminis) y el nematodo de quiste de los cereales (CCN), pero el número de organismos benéficos específicos de la planta se reducirá. Esto puede impedir el desarrollo de características supresoras.
• Se cree que los cultivos con raíces fibrosas, como los cereales, proporcionan más sitios para que los microorganismos colonicen en comparación con los cultivos con una sola raíz pivotante y relativamente pocas raíces laterales, como la alfalfa y la canola.
• Las rotaciones que incluyen leguminosas o pastos tienen un grupo de organismos más grande y diverso. La biomasa microbiana total bajo una rotación trigo-pasto fue 15% mayor que bajo una rotación trigo-trigo.
• En comparación con el suelo sometido a una producción continua de trigo, el suelo sometido a una rotación de pasto y trigo contenía un mayor número de amebas micófagas, que son supresoras del mal del pie (Gaeumannomyces graminis) y Rhizoctonia.
• Los residuos de cereales soportan más hongos, mientras que los residuos de leguminosas soportan más bacterias.
• Se encontró que las poblaciones de colémbolos y ácaros fueron más altas en suelos que se mantenían con pastos de larga duración (70 000/m²), comparativamente con los suelos en los que se manejaron rotaciones trigo-trigo (20 000/m²) o trigo-lupino.
• Más del 90% de los colémbolos se encuentran en los 5.0 cm superiores del suelo, independientemente del sistema de cultivo. Por consiguiente, su número tienden a disminuir rápidamente si se produce la erosión de éste. Esto se compara con tan solo el 55 % de los ácaros que se encuentran en los 5.0 cm superiores del suelo.
• Cultivos como canola y mostaza causan una reducción de las micorrizas en el siguiente cultivo.
• Se ha descubierto que los cultivos del género Brassica son mejores como cultivos intermedios para prevenir el mal del pie (Gaeumannomyces graminis), que las leguminosas. Las raíces de las crucíferas (Brassica spp.) en descomposición liberan isotiocianatos. Estos compuestos actúan como fungicidas y se cree que ocurre un proceso de biofumigación

Se están investigando las oportunidades para explotar las propiedades de biofumigación de las plantas del género Brassica

Referencias:

Life in the soil: the relationship between agriculture and soil organisms. Vadakattu, Gupta; Neate, Stephen; Leonard Emma. CRC for Soil and Land Management. 1998. https://www.researchgate.net/publication/268800863_Life_in_the_soil_the_relationship_between_agriculture_and_soil_organisms

Factores que contribuyen al ambiente del suelo

• Textura y estructura del suelo
• Estado nutricional
• Contenido de materia orgánica
• pH del suelo
• Humedad y temperatura
• Cultivos de cobertura y malezas
• Manejo de cultivo y rastrojo
• Insumos: fertilizante, cal agrícola, agroquímicos, lodos, excrementos de animales
• Compactación

Una reducción en el tamaño total y específico de la población se considera perjudicial para la sanidad del suelo, por ejemplo, estado nutricional, resistencia a enfermedades, estructura y estabilidad y productividad a largo plazo

Diferentes ambientes de suelo soportarán diferentes tipos y cantidades de biota, por ejemplo, los suelos bajo un cultivo de canola tendrán un nivel más bajo de microorganismos oxidantes del azufre ya que la canola tiene una alta demanda de azufre.

• Los suelos naturales de Australia son bajos en materia orgánica. La producción agrícola frecuentemente da como resultado un aumento del aprovisionamiento de Carbono del suelo a partir de los residuos de cultivos retenidos y un aumento de los niveles de nutrientes provenientes de los fertilizantes. Como resultado, se incrementa la actividad biológica.
• Diferentes residuos vegetales contendrán cantidades variables y disponibilidad de Carbono (energía) y nutrientes. Esto influye en la actividad biológica del suelo.
• Un reto para la agricultura es minimizar las pérdidas de nutrientes y maximizar el reciclaje interno de nutrientes. Las prácticas agrícolas generalmente alteran más de un factor ambiental del suelo, lo que dificulta aislar cual cambio es el más significativo.

Los científicos están trabajando para confirmar si la diversidad de organismos del suelo es fundamental para la agricultura sostenible.

Tratamiento de rastrojos:

Los microorganismos utilizan el Carbono y los nutrientes de la materia orgánica para producir nueva biomasa microbiana. La retención de residuos da como resultado un aumento de tamaño y actividad y altera la composición de la biota del suelo.

• La quema elimina las fuentes de Carbono y nutrientes, limitando la actividad de la biota.
• La quema de rastrojos reduce la cantidad de protozoos que se alimentan de bacterias y hongos.
• La retención de rastrojos mejora el entorno para los organismos del suelo.
• Las poblaciones de bacterias que descomponen, liberan y fijan nitrógeno aumentan en concordancia con la retención de rastrojos.
• Los residuos de leguminosas tienen un alto contenido de nitrógeno. Esto estimula la actividad microbiana, lo que da como resultado una rápida descomposición. El incremento de la actividad microbiológica bajo los residuos de cereales es menor pero sostenida durante un período más largo que bajo los residuos de leguminosas. La descomposición de los residuos de cereales es más lenta.

Referencias:

Life in the soil: the relationship between agriculture and soil organisms. Vadakattu, Gupta; Neate, Stephen; Leonard Emma. CRC for Soil and Land Management. 1998. https://www.researchgate.net/publication/268800863_Life_in_the_soil_the_relationship_between_agriculture_and_soil_organisms

3. Mejoramiento de la Estructura del Suelo:

• La estructura del suelo y la biota del suelo son interdependientes.
• Las cubiertas mucosas de la biota del suelo se mezclan con éste y ayudan a unir las partículas formando agregados de suelo.
• Los suelos bien agregados proporcionan un mejor entorno de vida para los organismos del suelo y sustentan poblaciones más grandes.
• Los hongos del suelo no solo agregan mucosidad, sino que la vasta red de hifas similares a hilos mantiene unidas las partículas del suelo mejorando la estabilidad.
• El movimiento de los organismos a través del suelo, como las lombrices de tierra y los artrópodos mejoran la estructura al mezclar y airear el suelo. Esto también aumenta la infiltración de agua.
• La repelencia al agua en las arenas se debe a las ceras provenientes del material vegetal y de los productos de la descomposición microbiana de la Materia orgánica. Estas ceras se degradan de manera natural por bacterias específicas que degradan la cera, las cuales pueden ser introducidas en los suelos mediante inoculación.

4a. Transmisión de enfermedades:

• Los organismos causantes de enfermedades (patógenos), pueden afectar el crecimiento de los cultivos de dos maneras: al invadir las células de la planta, o por la producción de metabolitos tóxicos y productos de excreción.
• Las plantas vivas proporcionan a la biota del suelo una fuente de Carbono y nutrientes fácilmente disponibles, a través de sus células radiculares con filtraciones y moribundas. La biota también invade las raíces en crecimiento para acceder a los alimentos.
•  Al invadir la raíz para obtener nutrientes, los organismos del suelo pueden alterar el comportamiento de la raíz o reducir su longitud al pudrirse. Rhizoctonia y Gaeumannomyces graminis (mal de pie), son enfermedades fungosas de las raíces que causan este efecto.
• El grado de daño a la raíz generalmente se relacionará con el número y tipo de patógenos presentes.
• En experimentos de laboratorio, Rhizoctonia, Gaeumannomyces graminis (mal de pie) y Pythium han sido controlados mediante la inoculación en suelo y semillas con bacterias y hongos específicos (agentes de control biológico).

4b. Supresión y prevención de enfermedades:

• Esta es una condición natural que puede ser alterada por la agricultura, lo que a menudo da como resultado que las especies patógenas se vuelvan dominantes.
• Los suelos con altos niveles de Materia orgánica y actividad biológica, o un grupo específico de microorganismos antagónicos, parecen impedir que se arraiguen patógenos más agresivos. Estos suelos se denominan suelos supresores.
• Los suelos con altos niveles de amebas micófagas (que se alimentan de hongos) se han asociado con la supresión de enfermedades como el marchitamiento por Verticillium, el mal del pie, causado por Gaeumannomyces graminis y Rhizoctonia.
• Se cree que los suelos supresores son el resultado de relaciones ‘depredador-presa’. Frecuentemente hay un   lapso entre el aumento en el tamaño de la población de depredadores y el aumento en la población de presas. Las rotaciones de cultivos pueden impedir el desarrollo de la supresión, ya que los depredadores pueden ser específicos de un cultivo. Por ejemplo, la incidencia del mal de pie (Gaeumannomyces graminis) normalmente disminuirá en las praderas que se han sembrado con cereales continuamente, durante 4 años o más.

Los programas de investigación actuales están estudiando la distribución y las oportunidades que presentan los suelos supresores para el manejo de toda la finca. Otra investigación está estudiando el control de enfermedades mediante tratamientos de inoculación del suelo y semillas.

Referencias:

Life in the soil: the relationship between agriculture and soil organisms. Vadakattu, Gupta; Neate, Stephen; Leonard Emma. CRC for Soil and Land Management. 1998. https://www.researchgate.net/publication/268800863_Life_in_the_soil_the_relationship_between_agriculture_and_soil_organisms

¿QUÉ HACEN LOS ORGANISMOS DEL SUELO?

La actividad de los organismos del suelo se puede dividir en cuatro funciones:

1. Regulación de la transformación de la Materia orgánica (MO) y el reciclaje de nutrientes,

2. Degradación biológica

3. Mantenimiento de la estructura del suelo

4. Interacción con las plantas.

1a. Descomposición de la Materia Orgánica (MO):

• El Carbono es un elemento central de la Materia orgánica y una fuente de energía vital para la biota del suelo.
• Mediante la descomposición de la Materia orgánica, la biota del suelo tiene acceso a este Carbono.
• La biomasa microbiana (la población de microorganismos), actúa como el motor para la transformación de la materia orgánica y la liberación de nutrientes.
• Los suelos con altos niveles de Materia Orgánica soportan mayor cantidad y diversidad de biota.
• Donde la energía proveniente de la materia orgánica es abundante, tendrá lugar la descomposición de residuos de cultivos y ocurrirá la acumulación de materia orgánica.
• Organismos específicos descomponen diferentes tipos de materia orgánica, por ejemplo, microorganismos celulolíticos solo descomponen la celulosa y no la lignina.
• La tasa de descomposición de la materia orgánica se relaciona con el ambiente del suelo, el número y tipo de organismos presentes y la estructura química de los residuos vegetales. La degradación puede ocurrir en meses o en varios miles de años.

1b. Transformación de Nutrientes:

• La conversión de la materia orgánica en nutrientes disponibles, por parte de los organismos del suelo, se llama mineralización. Este proceso es un elemento clave de la fertilidad del suelo.
• Mientras la materia orgánica se descompone para obtener Carbono, se liberan otros nutrientes. Estos pueden ser:

– solubles y lixiviarse, como el caso del Nitrato [NO₃],

– volátiles y perderse hacia la atmósfera, por ejemplo, el Nitrógeno, en forma de N₂ y N₂O, o el azufre en forma de H₂S, o bien

              -quedar fácilmente disponibles para la planta, por ejemplo, los Nitratos, Fosfatos y Sulfatos.

• Para aumentar la absorción de un nutriente específico, muchas plantas forman relaciones de mutualismo (simbiosis) con los microorganismos del suelo. Los ejemplos de relaciones simbióticas incluyen:

– leguminosas con especies de bacterias del género Rhizobium para fijar el nitrógeno atmosférico y

– la mayoría de los cultivos con hongos micorrícicos para absorber Fósforo y otros nutrientes del medio ambiente del suelo.

Se ha descubierto que las micorrizas mejoran la absorción de fósforo por parte de las plantas. Se cree que esto se debe a la gran «estructura de recolección» proporcionada por la red de hifas de hongos.

2. Degradación biológica:

• Los organismos del suelo pueden actuar como bio-filtros al limpiar los contaminantes del suelo.
• Muchos agroquímicos son descompuestos por la biota del suelo. Su efectividad será modificada por el ambiente del suelo. La degradación de los herbicidas es más rápida en suelos con alta actividad microbiana.
• Elementos tóxicos, como el arsénico, el cromo y el mercurio, pueden quedar ‘bloqueados’ en el suelo por la actividad microbiana, lo que evita una mayor contaminación. Este proceso depende del tipo de suelo.

Referencias:

Life in the soil: the relationship between agriculture and soil organisms. Vadakattu, Gupta; Neate, Stephen; Leonard Emma. CRC for Soil and Land Management. 1998. https://www.researchgate.net/publication/268800863_Life_in_the_soil_the_relationship_between_agriculture_and_soil_organisms

Los organismos del suelo (biota del suelo) realizan una amplia gama de procesos que son importantes para la sanidad y fertilidad del mismo, tanto en suelos naturales como en suelos con manejo agrícola.

El número de organismos, la diversidad de especies y la actividad de la biota del suelo fluctuarán a medida que cambie el entorno del suelo. Estos cambios pueden ser causados por sistemas naturales o impuestos. Existe una relación bidireccional entre la biota del suelo y la producción agrícola.

Los residuos vegetales proporcionan fuentes de energía y nutrientes para la biota, la cual transforma la materia orgánica (MO), mejora la disponibilidad de nutrientes y la estructura del suelo, previene la transmisión de enfermedades y degrada contaminantes. Las prácticas agrícolas pueden ser tanto benéficas como perjudiciales para la biota del suelo. Asimismo, la biota del suelo puede aumentar o reducir la producción agrícola.

Los organismos del suelo varían en tamaño, desde los que son microscópicos como las bacterias hasta los que miden centímetros como las lombrices.

• La actividad de la biota del suelo se concentra en los primeros 10 cm de suelo.

• Existen millones de organismos, pero solo se ha identificado una fracción de ellos, por ejemplo, el 5% de los hongos y el 3% de nematodos.

• El 80 – 90% de la actividad biológica del suelo es realizada por Bacterias y Hongos.

• La resistencia a los cambios extremos en el ambiente del suelo aumenta a medida que los organismos disminuyen de tamaño.

• El intervalo reproductivo se reduce con la disminución en el tamaño del organismo, por ejemplo, las bacterias se reproducen en horas, mientras que las lombrices pueden tardar semanas en hacerlo.

• En ambientes naturales y manejados existe una red alimenticia compleja. Estas relaciones “depredador-presa” ayudan a controlar el equilibrio de las especies presentes en el suelo.

• Cuando estas relaciones han evolucionado y se produce una reducción en la incidencia de enfermedades, los suelos se denominan ‘supresores’.

Microflora

Las bacterias y los hongos tienen diversas capacidades metabólicas y son los principales agentes para el reciclaje de nutrientes, por ejemplo, Nitrógeno, Fósforo y Azufre.

Pueden ser de vida libre o simbióticos y activos en la descomposición o acumulación de materia orgánica. También ayudan en la formación de agregados de suelo estables.

Microfauna

Los protozoos y los nematodos son un vínculo crucial entre la microflora y la fauna más grande. Regulan las poblaciones de bacterias y hongos y juegan un papel importante en la mineralización de los nutrientes.

Mesofauna

Los ácaros y los colémbolos se alimentan de los desechos y ayudan a fragmentar los residuos orgánicos. Son depredadores de hongos y microfauna, desempeñando un papel importante en la regulación de las poblaciones microbianas y el suministro de nutrientes.

Macrofauna

Las lombrices, las termitas, los escarabajos peloteros, etc. son agentes biológicos importantes que fragmentan los residuos orgánicos haciendo que quede expuesta una gran superficie. También ayudan a la formación de agregados y poros del suelo.

Referencias:

Life in the soil: the relationship between agriculture and soil organisms. Vadakattu, Gupta; Neate, Stephen; Leonard Emma. CRC for Soil and Land Management. 1998. https://www.researchgate.net/publication/268800863_Life_in_the_soil_the_relationship_between_agriculture_and_soil_organisms