Cómo los Microorganismos Mejoran la Absorción de Nutrientes en las Plantas (Parte II)

En esta segunda parte, exploramos más mecanismos por los cuales los microorganismos del suelo mejoran la absorción de nutrientes en las plantas, profundizando en la descomposición de materia orgánica, la producción de fitohormonas, las asociaciones micorrícicas, la liberación de enzimas y compuestos bioactivos, y la reducción del estrés abiótico.

1. Descomposición de Materia Orgánica

La descomposición de materia orgánica es un proceso fundamental realizado por microorganismos del suelo, incluidos hongos saprófitos y bacterias descomponedoras. Estos microorganismos degradan residuos de plantas y animales, liberando nutrientes esenciales como nitrógeno, fósforo y potasio en el suelo. Estos nutrientes se vuelven disponibles para las plantas, mejorando su crecimiento y desarrollo.

• Hongos Saprófitos: Los hongos saprófitos, como los del género Trichoderma, descomponen la materia orgánica compleja en compuestos más simples. Este proceso no solo libera nutrientes esenciales, sino que también mejora la estructura del suelo, aumentando su capacidad para retener agua y aire.

La incorporación de Trichodermas en prácticas agrícolas aumenta la fertilidad del suelo y mejorar el rendimiento de los cultivos. Los hongos Trichoderma también tienen la capacidad de competir con patógenos del suelo, actuando como agentes de biocontrol, lo que contribuye a la salud general del suelo y las plantas.

• Bacterias Descomponedoras: Bacterias como Bacillus subtilis y Pseudomonas spp. juegan un papel crucial en la descomposición de materia orgánica. Liberan enzimas hidrolíticas que descomponen lignina, celulosa y otros componentes orgánicos complejos en moléculas más simples que las plantas pueden absorber.

La adición de estas bacterias al suelo puede acelerar el proceso de compostaje y mejorar la disponibilidad de nutrientes. Además, estas bacterias pueden liberar sustancias que promueven el crecimiento de las plantas, como sideróforos, que aumentan la disponibilidad de hierro, y antibióticos naturales que suprimen patógenos del suelo.

2. Producción de Fitohormonas

Algunos microorganismos beneficiosos producen fitohormonas, como auxinas, citoquininas y giberelinas. Estas hormonas vegetales estimulan el crecimiento de las raíces y la expansión de la superficie radicular, lo que mejora la capacidad de la planta para absorber nutrientes del suelo.

• Auxinas: Las bacterias del género Azospirillum son conocidas por producir auxinas, que promueven el alargamiento y la ramificación de las raíces. Este aumento en el desarrollo radicular permite a las plantas explorar un mayor volumen de suelo en busca de nutrientes y agua.
• Citoquininas y Giberelinas: Otros microorganismos, como Bacillus megaterium, producen citoquininas y giberelinas, que no solo estimulan el crecimiento de las raíces, sino que también mejoran la división celular y el crecimiento general de la planta.

3. Micorrizas y Extensión del Sistema Radicular

Los hongos micorrícicos forman asociaciones simbióticas con las raíces de la mayoría de las plantas terrestres. Estas micorrizas extienden la red de hifas en el suelo, aumentando significativamente la superficie de absorción de nutrientes como fósforo, zinc y cobre. Además, las micorrizas mejoran la absorción de agua y ayudan a las plantas a resistir el estrés hídrico y otros factores ambientales adversos.

• Micorrizas Arbusculares (AM): Estos hongos penetran las células de las raíces y forman estructuras especializadas llamadas arbúsculos, donde se intercambian nutrientes entre el hongo y la planta. Las micorrizas arbusculares son esenciales para la absorción de fósforo.
• Micorrizas Ectotróficas (EM): Estos hongos rodean las raíces sin penetrar las células. Forman una red de hifas que extienden la capacidad de la planta para absorber nutrientes y agua. Son comunes en árboles como pinos y abedules.

4. Liberación de Enzimas y Otros Compuestos Bioactivos

Los microorganismos del suelo liberan una variedad de enzimas y compuestos bioactivos que ayudan a descomponer minerales y materia orgánica, facilitando la disponibilidad de nutrientes.

• Enzimas Fosfatasas: Microorganismos como Bacillus megaterium liberan enzimas fosfatasas que descomponen compuestos orgánicos de fósforo, liberando fosfato utilizable por las plantas. Este proceso es crucial en suelos donde el fósforo está presente en formas orgánicas no disponibles.
• Sideróforos y Ácidos Orgánicos: Microorganismos como Pseudomonas fluorescens producen sideróforos que quelan metales pesados y ácidos orgánicos que movilizan nutrientes. Estos compuestos aumentan la disponibilidad de nutrientes como hierro y potasio para las plantas.

Utilizar estos microorganismos puede mejorar la eficiencia del uso de fertilizantes y reducir la dependencia de insumos químicos. Los sideróforos pueden mejorar la disponibilidad de hierro en suelos alcalinos, donde la solubilidad del hierro es baja, y los ácidos orgánicos pueden movilizar otros nutrientes, como el calcio y el magnesio, aumentando su disponibilidad para las plantas.

5. Reducción de Estrés Abiótico

Algunos microorganismos del suelo pueden ayudar a las plantas a enfrentar el estrés abiótico, como salinidad y sequía, mejorando indirectamente la absorción de nutrientes. Estos microorganismos pueden inducir cambios en la fisiología de la planta que le permiten mantener un equilibrio de nutrientes más estable bajo condiciones de estrés.

• Microorganismos Inductores de Resistencia: Bacillus subtilis y Pseudomonas putida pueden inducir resistencia sistémica en las plantas, mejorando su capacidad para tolerar el estrés abiótico. Producen compuestos que activan mecanismos de defensa en las plantas, aumentando su resiliencia.
• Colonización de Raíces: La colonización de raíces por estos microorganismos mejora la absorción de agua y nutrientes, incluso en condiciones de estrés. Esto ayuda a las plantas a mantener un crecimiento saludable y estable. Los agricultores pueden utilizar estos microorganismos para mejorar la salud de sus cultivos en condiciones de sequía o alta salinidad. La colonización efectiva de las raíces puede aumentar la eficiencia del uso del agua y mejorar la resistencia a la sequía, permitiendo a las plantas sobrevivir y prosperar en condiciones de estrés hídrico.

Conclusión 

En esta segunda parte del artículo, hemos profundizado en cómo los microorganismos del suelo contribuyen a la absorción de nutrientes en las plantas a través de la descomposición de materia orgánica, la producción de fitohormonas, la formación de asociaciones micorrícicas, la liberación de enzimas y compuestos bioactivos, y la reducción del estrés abiótico. Estos procesos no solo mejoran la disponibilidad de nutrientes, sino que también fortalecen la salud general de las plantas y del suelo, promoviendo un sistema agrícola más sostenible y resiliente. Al integrar estos microorganismos beneficiosos en las prácticas agrícolas, se pueden obtener cultivos más saludables y un entorno agrícola más productivo y sostenible.