Leguminosas forrajeras: Diversidad todo terreno que hay que aprovechar

Dr. (Ing Agr) Carlos Fabián Piccinetti & Ing Agr. Alejandro Perticari. Miembros de la Mesa de Nutrición Biológica (MNB)

La diversidad todo terreno de las Leguminosas forrajeras, además, por sus características de adaptabilidad, producción y calidad nutritiva, son aprovechadas en los planteos de manejo agronómico por el productor. Los planteos pueden ser ganadero, agrícola o mixto, anual o perenne, de verano o de invierno, de nativas o introducidas, como así también dependiendo de la región de clima tropical o templado, herbáceo o arbustivo, etc. Básicamente, en la ganadería se utiliza las Leguminosas porque todas aportan un alto contenido de proteínas para la alimentación animal; en los agrícolas, porque mantienen una cobertura verde en los momentos de barbecho (previo a la siembra de la cosecha gruesa generalmente) y en ambos porque incorporan nitrógeno (N) biológico al sistema productivo. Sin embargo, pocos son los estudios de Argentina dedicados a evaluar la cantidad de N incorporado al sistema desde la simbiosis y tampoco cuáles son los microorganismos (rizobios y otros) más adecuados para mejorar esos aportes.

Para que las interacciones entre rizobios y Leguminosas sea un mutualismo (beneficio de ambos) primero éstas deben asociarse (simbiosis) con sus microorganismos específicos. Luego, para que la planta fije el N₂ del aire (78% de los gases de la atmósfera) se debe generar un sistema de nódulos que albergue en su interior a los rizobios. Aunque la expresión de los nódulos en una planta es una condición necesaria para el establecimiento de la simbiosis, no es una condición suficiente para la fijación biológica (microbiana) de N.

Cuando la planta logra obtener el N desde la simbiosis, podemos aplicar el concepto de Eficiencia Simbiótica en la producción, porque se obtiene con la participación de ambos organismos (simbiontes) el mayor beneficio productivo posible.

Para el agregado de valor a la simbiosis fueron desarrollados los formulados inoculantes, líquidos o pulverulentos, que mantienen a los rizobios vivos y fisiológicamente activos hasta su momento de acción. Muchas semillas de Leguminosas forrajeras comerciales contienen un tratamiento denominado comunmente “pelletizado”, que significa que las semillas se pildorizan para un mejor manejo y eficiencia de la siembra y que traen además incorporados a los rizobios específicos. En cambio, si las semillas tienen que inocularse a la siembra, la recomendación es que los formulados que se usen deberán tener al momento de elaboración, no menos de 1×10⁹ unidades formadoras de colonias por mililitro o gramo (ufc ml^-1 ó g^-1) que permita una cantidad mínima de rizobios viables por semilla “tipo alfalfa” de 1×10² ufc semilla^-1 (Res 310/94, art. 8, SAGYP). Además, que los formulados biológicos deberán contar al vencimiento un recuento igual o superior a 1×10⁸ ufc ml^-1 ó g^-1 (Res 264/11, Cap. 3, sección 1. D, SENASA). Por lo tanto, prestar atención a la calidad de los inoculantes, y seguir la regla de las “3E” de buenas prácticas de inoculación: a. Elegir un inoculante de calidad; b. Elegir un adecuado tratamiento de semillas y c. Establecer una condición de crecimiento del cultivo óptima.

En este contexto los inoculantes rizobianos toman alta relevancia en la producción de forrajes, porque las cepas seleccionadas por su eficiencia simbiótica permiten explorar los potenciales productivos de cada especie. El IMYZA-INTA mantiene en su colección cepas recomendadas para la formulación de inoculantes capaces de generar un sistema de nódulos temprano en el ciclo del cultivo y fijar N de forma eficiente según la especie de Leguminosa. Esta recomendación es dinámica debido a que constantemente se generan nuevos cultivares de forrajeras y la recomendación está sujeta a cambios.

En la Tabla 1 se presentan las cepas de rizobios recomendadas para la formulación de inoculantes y referencias bibliográficas de las capacidades de aporte de N biológico al sistema productivo de diferentes especies forrajeras.

Tabla 1: Cepas de rizobios recomendadas por el INTA-IMYZA para la formulación de inoculantes para Leguminosas forrajeras y referencias sobre los aportes de la Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN) al sistema productivo.

En la siguiente figura se presentan los aportes promedio de diferentes leguminosas forrajeras provenientes de la simbiosis rizobio-Leguminosa observadas en ensayos de campo tomadas de referencias bibliográficas. Los valores promedio para el porcentaje de la fijación biológica de N (%FBN) de esta reseña fue del 63%, mientras que para el N derivado de la FBN (NdFBN) fue de 119 kg N ha^-1año^-1. Con un rango de %FBN entre 37% (Crotalaria) y 91% (L. corniculatus), mientras que el Trébol blanco en cinco citas promedió un 80% y el rango del NdFBN entre 19 kg N ha^-1año^-1 (Desmantus) y 350 kg N ha^-1año^-1 (Alfalfa), mientras que alfalfa en cuatro citas promedió aportes por 295 kg N ha^-1año^-1.

La alfalfa por su relevancia es el cultivo forrajero más estudiado históricamente en Argentina. Uno de los trabajos recientes fue el realizado por Toniutti y Fornasero (2020) en la localidad de Esperanza (Santa Fe) donde observaron con la inoculación, una producción promedio de +47% de materia seca (MS) respecto del control sin inocular; con fertilización fosforada entre 23 y 58% y tuvieron un mayor contenido de N (28-59%) y de proteína bruta (17-24%) en las estructuras vegetativas. Determinaron además que la inoculación mejoró el número de nódulos en la raíz primaria en un 59% (p˂0,001), la biomasa nodular por planta en un 84% (p˂0,001) y ambas con una correlación positiva con la producción de MS. Mientras que Berardo y Marino (2001) determinaron en Balcarce (BA), que la pastura de alfalfa inoculada y con fertilización fosforada a la siembra tuvo una producción de MS en el primer año de 20,2 Mg ha^-1 y finalizando la pastura en el cuarto año con 11,9 Mg ha^-1 un 101% y un +45% más respecto al control inoculado pero sin fertilizar, respectivamente.

Por otro lado, en ensayos de selección de cepas de IMYZA-INTA (no publicados 2006/2007) se observaron que en dos cortes del primer año hubo incrementos significativos del 15% (p˂0,01) de MS entre los mejores tratamientos inoculados (8,2 Mg MS ha^-1) respecto del control sin inocular (7,2 Mg MS ha^-1) en la localidad de 9 de Julio (BA). Asimismo, en Junín (BA), De Benedetto y col. (2017) con la inoculación con cepas eficientes mejoró la producción de MS en un 21% (24,6 Mg ha^-1) respecto al control sin inocular.

En cuanto al aporte desde la Fijación Biológica de N (FBN), desde el proyecto Pronalfa (1993-1997) observaron un promedio del 55% (Racca y col 2001), mientras que desde el proyecto FONTAGRO FTG-13/2001 observaron un promedio del 68% en los inoculados (Racca y col, 2013) y en ambos con un rango de 29-81% del N derivado de la FBN, mientras que los reportados por Jozefkowicz y col (2017 b) fue del 86%. Desde nuestro punto de vista agregaría estudios de medición de FBN en nuevos ambientes incluyendo no solo rizobios sino otras especies microbianas que actuando como co-inoculantes socios del rizobio puedan colaborar para mejorar la respuesta simbiótica antes distintas situaciones y regiones de Argentina.

Actualmente, tomaron un nuevo impulso los estudios de Leguminosas forrajeras no tradicionales, nativas e introducidas, en un contexto de reconsideración de los servicios ecosistémicos, reducir las pérdidas de N por erosión, percolación o por las emisiones de gases con efecto invernadero y a la vez maximizar la introducción de N al sistema productivo por la vía biológica. Adicionalmente, despierta la inquietud de explorar nuevos potenciales de producción en los diferentes ambientes.

Referencias

Armstrong, R. D., Mc Cosker, K., Johnson, S. B., Millar, G., Walsh, K. B., Kuskopf, B., Standley, J. 1999. Legume and opportunity cropping systems in central Queensland. 1. Legume growth, nitrogen fixation, and water use. Australian Journal of Agricultural Research, 50(6), 909-924.

Campillo, R. R., Urquiaga, S. C., Pino, I. N., y Montenegro, A. B. (2003). Estimation of biological nitrogen fixation in forage legumes using a 15N labeling methodology. Agricultura Técnica, 63(2), 169-179.

Dear, B., & Peoples, M. (2010). Estimated symbiotic N₂ fixation by annual legume and lucerne pastures on 2 Vertosols with and without applied gypsum. In” Food Security from Sustainable Agriculture”, Proceedings of the 15th Australian Agronomy Conference, 15-18 November 2010, Lincoln, New Zealand. Australian Society of Agronomy Inc.

Danso, S. K. A., and Curbelo, S. (1991). Herbage yield and nitrogen-fixation in a triple-species mixed sward of white clover, lotus and fescue. Soil Biology and Biochemistry, 23(1), 65-70.

Danso, S. K. A., Bowen, G. D., Sanginga, N. 1992. Biological nitrogen fixation in trees in agro-ecosystems. In Biological nitrogen fixation for sustainable agricultura (pp. 177-196). Springer, Dordrecht.

Enrico, J. M.; Piccinetti, C. F.; Barraco, M. R.; Agosti, M. B.; Eclesia, R. P.; Salvagiotti, F. 2020. Biological nitrogen fixation in field pea and vetch: Response to inoculation and residual effect on maize in the Pampean region. European Journal of Agronomy, 115, 126016.

Garten, C. T., Classen, A. T., Norby, R. J., Brice, D. J., Weltzin, J. F., Souza, L. 2008. Role of N₂-fixation in constructed old-field communities under different regimes of [CO₂], temperature, and water availability. Ecosystems, 11(1), 125-137.

Irisarri, P., Cardozo, G., Tartaglia, C., Reyno, R., Gutiérrez, P., Lattanzi, F. A., … y Monza, J. (2019). Selection of competitive and efficient rhizobia strains for white clover. Frontiers in microbiology, 10, 768.

Jozefkowicz, C., Brambilla, S., Frare, R., Stritzler, M., Piccinetti, C., Puente, M., & Ayub, N. (2017). Stable symbiotic nitrogen fixation under water-deficit field conditions by a stress-tolerant alfalfa microsymbiont and its complete genome sequence. Journal of biotechnology, 263, 52-54.

Kumar, K., & Goh, K. M. (2000). Biological nitrogen fixation, accumulation of soil nitrogen and nitrogen balance for white clover (Trifolium repens L.) and field pea (Pisum sativum L.) grown for seed. Field Crops Research, 68(1), 49-59

Mendonça, E. D. S., Lima, P. C. D., Guimarães, G. P., Moura, W. D. M., Andrade, F. V. 2017. Biological nitrogen fixation by legumes and N uptake by coffee plants. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 41.

Mueller, T. and Thorup-Kristensen, K. (2001). N-fixation of selected green manure plants in an organic crop rotation. Biological Agriculture & Horticulture, 18, 345-363.

Peoples, M. B., Herridge, D. F., Ladha, J. K. 1995. Biological nitrogen fixation: an efficient source of nitrogen for sustainable agricultural production?. In Management of biological nitrogen fixation for the development of more productive and sustainable agricultural systems (pp. 3-28). Springer, Dordrecht.

Perrone, S. (2018). Biological nitrogen fixation of winter annual legume cover crops in Upper Midwest horticultural cropping systems.

Racca, R. W., D. Collino, J. Dardanelli, D. Basigalup, N. González, E. Brenzoni, N. Hein y M. Balzarini. 2001. Contribución de la Fijación Biológica del Nitrógeno a la nutrición nitrogenada de la alfalfa en la Región Pampeana. ISBN 987-521-045-5. Ediciones INTA. Buenos Aires, Argentina, 56 p.

Racca, R. W., Odorizzi, A. S., Arolfo, V., Balzarini, M., Basigalup, D. H., Brenzoni, E., … y Rosas, S. (2013). Contribución a una producción sostenible de alfalfa mediante el manejo de microorganismos rizosféricos en Argentina, Chile y Uruguay.

Sant’Anna, S. A. C., Martins, M. R., Goulart, J. M., Araújo, S. N., Araújo, E. S., Zaman, M., Urquiaga, S. 2018. Biological nitrogen fixation and soil N₂O emissions from legume residues in an Acrisol in SE Brazil. Geoderma Regional, 15, e00196.

Sparrow, S.D., Cochran, V.L. & Sparrow, E.B. (1995). Dinitrogen fixation by 7 legume crops in Alaska. Agronomy Journal, 87, 34-41.

Toniutti, M. A., & Fornasero, L. V. (2020). Efecto de la inoculación con rizobios y la fertilización fosfatada sobre la nodulación y producción de alfalfa (Medicago sativa L.) en el centro de Santa Fe (Argentina). Agriscientia, 37(2), 1-10.

Unkovich, M. (2012). Nitrogen fixation in Australian dairy systems: review and prospect. Crop and Pasture Science, 63(9), 787-804.