Potencialidad para su uso a campo
Ing. Agr. Santiago de Achával; Technical Sales Representative, Argentina, Lallemand Plant Care; sdeachaval@lallemand.com
Ing. Agr. Martín Lage; Field Solutions Southern Cone, Lallemand Plant Care; lagem@lallemand.com
Las mejoras genéticas en el potencial de producción de los cultivos requieren un manejo cada vez más ajustado en cuanto a la nutrición de las plantas, para poder lograr el rendimiento y la calidad esperada. A nivel de cultivos extensivos, hoy en día no sólo debemos considerar los macronutrientes como nitrógeno y fósforo, sino también los micronutrientes, ya que en muchos ambientes los niveles aportados por el suelo son deficitarios para alcanzar altos rendimientos.
Es sabido que algunos sistemas de agricultura continúan llevados adelante sin la adopción de prácticas de manejo sustentable como lo son la fertilización de reposición, la incorporación de cultivos de servicio o la rotación cultivos/pasturas perennes generan cambios a nivel físico y químico en el suelo que limitan cada vez más la disponibilidad de nutrientes para las plantas. Pero además de este deterioro a nivel de las características físico-químicas, los suelos sufren una merma en cuanto a su calidad biológica, ya que se reduce la diversidad y funcionalidad de microorganismos, meso y macrofauna.
“Un suelo de alta capacidad agrícola es en definitiva un ecosistema muy complejo y dinámico”
Un suelo con alto potencial para la producción agrícola no solamente debe presentar una alta fertilidad natural, buenos niveles de materia orgánica, pH no limitante, adecuada estructura y buena capacidad de retención de agua, sino que también debe presentar una intensa actividad de diferentes géneros y especies de microorganismos. Un suelo de alta capacidad agrícola es en definitiva un ecosistema muy complejo y dinámico, donde conviven numerosos organismos y especialmente microorganismos, que interactúan entre sí y con los sistemas radiculares de las plantas.
Entre las múltiples funciones que cumplen los microorganismos de suelo, que impactan directa o indirectamente en el crecimiento y desarrollo de los cultivos, podemos citar:
- descomposición de restos vegetales y rastrojos, favoreciendo los procesos de elaboración de la materia orgánica y secuestro de carbono
- ciclaje de nutrientes (inmovilización, mineralización, solubilización, etc.), contribuyendo activamente en la reposición hacia la solución del suelo
- fijación biológica de nutrientes (en vida libre o en asociaciones simbióticas)
- producción y secreción de compuestos que contribuyen en la estabilidad de los agregados (minerales), favoreciendo la estructuración del suelo
- producción y secreción de fitohormonas, que impactan en la regulación de crecimiento de las plantas, especialmente de su sistema radicular.
- degradación de moléculas químicas, como por ejemplo los herbicidas, evitando la acumulación de éstos y los consecuentes efectos fitotóxicos para cultivos no tolerantes.
- regulación de las poblaciones de microorganismos patógenos, mediante diferentes mecanismos de acción.
La rizósfera es la zona del suelo que comprende una muy delgada capa alrededor de la superficie de las raíces y pelos radiculares vivos, pero en la cual se da una intensa actividad microbiológica, en fuerte interacción con el vegetal. Los compuestos orgánicos liberados por las plantas en lo que se conoce como exudados radiculares, permiten generar un ambiente propicio para el establecimiento de diferentes géneros de microorganismos entorno a las raíces y éstos en contrapartida, pueden realizar ciertos procesos que a su vez impactan positivamente en la planta. Aquellos cultivos instalados en suelos que permiten un rápido crecimiento inicial, sin limitaciones físicas para el crecimiento de raíces y donde se den condiciones propicias para altas tasas de fotosíntesis, tendrán una mayor producción de exudados radiculares, favoreciendo así una intensa actividad rizosférica de los microorganismos, los cuales, en contrapartida, retroalimentan y benefician el crecimiento radicular, al secretar fitohormonas y disponibilizar nutrientes para la planta.
A través del estudio de las comunidades de microorganismos que naturalmente ocurren en la rizósfera de los cultivos de interés agronómico, se ha podido identificar una serie de géneros y especies que ofrecen múltiples beneficios para el normal crecimiento de las plantas y para potenciar su productividad, tanto a nivel de forraje como de grano. Entre las ventajas más relevantes, se deben considerar aspectos relacionados con la mejora de la actividad fisiológica de los vegetales (modulación de las hormonas de crecimiento y de senescencia), la nutrición con macro y micronutrientes y la reducción de las condiciones propicias para la ocurrencia de enfermedades (supresión de poblaciones de patógenos, estimulación de la resistencia sistémica inducida).
“Algunos microorganismos tienen la capacidad de tolerar mejor las condiciones ambientales rigurosas, como altas temperaturas, elevada radiación y baja humedad relativa”
La conocida interacción simbiótica entre las especies vegetales de la familia de las leguminosas y las bacterias diazotróficas genéricamente denominadas rizobios, a través de la cual se da el proceso de Fijación Biológica de Nitrógeno atmosférico (con el consecuente suministro a la planta de este fundamental nutriente), representa el ejemplo más claro de relaciones planta – microorganismo de alto impacto positivo en el crecimiento de los cultivos y en la agricultura en general.
En las últimas décadas, la investigación ha generado valiosa información en relación al beneficio que ofrecen otros microorganismos, fundamentalmente bacterias y hongos, en cuanto al suministro de nutrientes para las plantas, no sólo de la familia de las leguminosas, sino también de gramíneas, brassicas y otros grupos de relevancia productiva.
La contribución en la nutrición vegetal de otros microorganismos, más allá de los rizobios, se da por uno o más de los siguientes mecanismos:
- aumentos en la disponibilidad de fósforo en la solución del suelo, ya que favorecen la mineralización de fósforo orgánico o la solubilización de fuentes de fósforo inorgánico insoluble. Algunas bacterias también tienen capacidad de solubilizar azufre.
- mejoras en el desarrollo radicular, que permiten una mayor exploración del suelo, favoreciendo la absorción de agua y nutrientes, impactando fuertemente en la captación de nutrientes poco móviles en el suelo. Esto se puede dar gracias al efecto de fitohormonas como el ácido indolacético, producidas y liberadas por ciertos microorganismos. También es interesante señalar lo que ocurre con las asociaciones micorrízicas, donde el propio crecimiento de las estructuras del hongo actúa como una extensión del sistema radicular de las plantas.
- secreción de metabolitos secundarios como sideróforos, que favorecen la asimilación del hierro por parte de la planta.
- Fijación Biológica de Nitrógeno, sea en vida libre o en asociación simbiótica.
- efectos sinérgicos con los rizobios, aumentando así la cantidad de nitrógeno proveniente de la FBN en el ciclo del cultivo.
Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)
Dentro de las bacterias, merecen especial destaque aquellos géneros incluidos en la categoría conocida como Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR), como lo son, por ejemplo, Azospirillum, Bacillus, Delftia, Herbaspirillum y Pseudomonas. Estas bacterias poseen varios de los mecanismos de acción citados anteriormente.
Estos géneros de microorganismos son hoy en día utilizados a nivel de la investigación, pero también, y en forma creciente año a año, en formulaciones de “Productos Biológicos” disponibles comercialmente para ser utilizados a nivel de campo, con el objetivo de favorecer la nutrición de los cultivos. Estos Productos Biológicos contienen al microorganismo en cuestión en forma viva, viable, para que luego de su aplicación sobre la semilla a sembrar o el cultivo, se pueda establecer una asociación con la planta durante cierto período de tiempo.
Estos Productos Biológicos también pueden recibir la denominación de “Biofertilizantes” o “Bioinsumos” según el país, pero a los efectos de esta publicación, no se consideran incluidos bajo estos términos aquellos productos en base a extractos vegetales, extractos de algas o formulaciones de hormonas de síntesis y micronutrientes (generalmente denominados “Bioestimulantes”).
La eficacia en campo de los Productos Biológicos está determinada por distintos factores, algunos relacionados con la calidad intrínseca del producto, la forma y tecnología de aplicación y otros relacionados al manejo agronómico del cultivo, el tipo de suelo y el ambiente (condiciones de humedad y temperatura, especialmente a nivel de suelo).
Algunos microorganismos tienen la capacidad de tolerar mejor las condiciones ambientales rigurosas, como altas temperaturas, elevada radiación y baja humedad relativa. En el grupo de las bacterias PGPR, las especies categorizadas como Gram-positivas presentan características que les permiten mejor sobrevivencia sobre semilla y durante la aplicación que aquellas que son Gram-negativas. Ciertos géneros, como Bacillus, puedenformar esporas que facilitan el logro de formulaciones estables y permiten una mayor sobrevivencia en condiciones de campo desfavorables, para luego retomar su actividad metabólica una vez se levante la limitante ambiental.
“En sistemas agrícolas comerciales, la incorporación de Productos Biológicos para nutrición debe considerarse como complementaria a la fertilización”
Si bien en muchos casos se utiliza al microorganismo (género/especie/cepa) como indicativo o referencia del Producto Biológico en cuestión, es fundamental considerar que la calidad de formulación del insumo tiene también gran relevancia a la hora de generar un efecto positivo en el cultivo. En cuanto a la calidad, aspectos como la concentración, viabilidad y estabilidad del microorganismo son claves para el éxito en la utilización del Producto Biológico.
Los Productos Biológicos conteniendo microorganismos donde se busca una localización a nivel de la rizósfera son típicamente aplicados en semilla o chorreados con agua en el surco de siembra, buscando localizarlos próximos al sitio de acción. Para ciertos Productos Biológicos, especialmente aquellos con microorganismos que forman esporas, la pulverización en estadíos muy tempranos, inmediatamente luego de la siembra, también puede ser una forma efectiva para introducirlos al sistema.
Es importante señalar que salvo en el caso de la utilización de inoculantes en base a rizobios y bradyrhizobios para Fijación Biológica de Nitrógeno, el empleo de Productos Biológicos no puede ser considerada como una sustitución de la fertilización química, especialmente cuando se busca maximizar el rendimiento potencial de los cultivos.
En sistemas agrícolas comerciales, la incorporación de Productos Biológicos para nutrición debe considerarse como complementaria a la fertilización. En este sentido, el beneficio de los Productos Biológicos puede provenir de los mecanismos de acción ya señalados, como promoción de crecimiento y solubilización de nutrientes, pero también aumentando la absorción y aprovechamiento de los fertilizantes aplicados.
Con respecto a la eficacia de los Productos Biológicos destinados a la nutrición de los cultivos, las evaluaciones a campo en general muestran impactos menores a lo que sucede en condiciones controladas. Sin embargo, aunque en algunos ensayos de campo no se verifiquen diferencias estadísticamente significativas en forma individual, la evaluación en conjunto de varios sitios, localidades y campañas es lo que permite concluir acerca del gran aporte de los Productos Biológicos. Este beneficio permite mejorar el aprovechamiento de los recursos productivos, aumentando así los potenciales de rendimiento y contribuyendo al mismo tiempo con manejos agronómicos más sustentables.
Resultados de ensayos
A continuación, se presentan resultados de ensayos de investigación y validación de la empresa Lallemand en cultivos de soja y maíz, con el objetivo de mejorar la nutrición de los cultivos y potenciar los niveles de productividad.
El Producto Biológico utilizado en los datos aquí presentados refiere a una formulación conteniendo a la bacteria Bacillus velezensis, cepa NCIMB 30322. Esta especie presenta capacidad de promoción del crecimiento vegetal, mediante la producción y secreción de fitohormonas. También tiene capacidad para solubilizar fósforo inorgánico retenido mediante la producción de ácidos orgánicos y mineralizar fósforo orgánico mediante la producción de enzimas fitasas.
- Resultados obtenidos por el Ing. Agr. Gustavo Ferraris (INTA EEA PERGAMINO) en el cultivo de soja en las campañas 2019/20 y 2020/21
En las campañas 2019/20 y 2020/21 se llevaron a cabo experimentos de campo destinados a evaluar la interacción entre fisiología y nutrición, con la aplicación de tratamientos biológicos, en soja de primera. Se evaluó la co-inoculación en soja con la utilización de distintos inoculantes en base a Bradyrhizobium (B. elkanii y B. japonicum) + Bacillus velezensis.
Los experimentos se implantaron en la EEA INTA Pergamino, sobre un suelo Serie Pergamino, Argiudol típico, familia mixta, franca, térmica, Clase I-2, IP=85. El sitio experimental registra una rotación agrícola continua con alto nivel de intensificación y rotación de cultivos.
Los inoculantes de Bradyrhizobium se aplicaron a la semilla, previo a la siembra. En V1, se realizó la aplicación pulverizada del Producto Biológico en base a Bacillus velezensis cepa NCIMB 30322, donde una parte de la pulverización alcanza a las plantas recién emergidas, pero en su mayoría alcanza el suelo (ya que la cobertura del mismo es muy baja en este estadío), pudiendo incorporarse luego con lluvias que ocurran con posterioridad.
Ensayo Campaña 2019/20
Fecha de siembra: 19 de noviembre; variedad DM 4919 RRSTS. Antecesor: maíz.
Se realizó una fertilización de base con un fertilizante de composición (10-40-0-S9), a la dosis de 80 Kg/Há.
Análisis de suelo al momento de la siembra.
Rendimiento en grano (Kg/Há) según tratamiento y diferencia con el testigo absoluto.
Ensayo Campaña 2020/21
Fecha siembra: 12 de noviembre; variedad: DM 4618 STS. Antecesor: maíz.
Se realizó una fertilización de base con una mezcla química de composición (0-32-0-S6), a la dosis de 100 Kg/Há.
Análisis de suelo al momento de la siembra.
Rendimiento en grano (Kg/Há) según tratamiento y diferencia con el testigo absoluto.
La aplicación del Producto Biológico en base a la bacteria PGPR Bacillus velezensis cepa NCIMB 30322 marcó una tendencia de aumento de rendimiento por sobre los tratamientos con inoculación convencional, tanto para el inoculante en base a B. elkanii como para el tratamiento con B. japonicum.
- Resultados obtenidos en 6 ensayos de maíz (INTA PERGAMINO – Ing. Agr. Gustavo Ferraris; INTA 9 DE JULIO – Ing. Agr. Luis Ventimiglia; ESTACIÓN EXPERIMENTAL AGROINDUSTRIAL OBISPO COLOMBRES EEAOC – Ing. Agr. Daniel E. Gamboa; AGRALITY / INDEAR – Ing. Agr. Agustín Menéndez, Ing. Agr. Matías Moreno; LAS ESTACAS – Ing. Agr. Facundo Telechea, Ing. Agr. Juan Martín Gutiérrez, Ing. Agr. Javier Kitroser, Ing. Agr. Marcelo Lopez de Sabando)
En estos ensayos se evaluó la respuesta del maíz a la aplicación de diferentes tratamientos de fertilización fosfatada y nitrogenada, en combinación con la aplicación del Producto Biológico a base de Bacillus velezensis cepa NCIMB 30322, aplicado en pulverización en las etapas iniciales post-siembra. La aplicación de la fertilización fosfatada se realizó a la siembra, y consistió en 60 Kg/ha de MAP para los ensayos realizados por INTA y de 60 Kg/Há de DAP para el resto de los experimentos. La fertilización nitrogenada se realizó siempre en V6, aplicando 100 Kg/ha de urea en el ensayo de la EEAOC y 220 Kg/Há de urea en los restantes 5 ensayos.
Tratamientos:
T1) Testigo sin fertilización
T2) Fertilización fosfatada
T3) Fertilización fosfatada + B. velezensis
T4) Fertilización fosfatada + fertilización nitrogenada
T5) Fertilización fosfatada + fertilización nitrogenada + B. velezensis
Principales datos referentes a los experimentos realizados.
Rendimiento en grano de maíz en función de los tratamientos aplicados, para los 6 ensayos.
En condiciones de campos con niveles de fósforo en la solución del suelo bajo-intermedio, la utilización de Productos Biológicos destinados a la mejora del desarrollo radicular y al aumento de la disponibilidad del fósforo para las plantas, muestra una tendencia positiva de aumentos de rendimiento en grano en conjunto con la correcta fertilización tradicional. Además de las ventajas directas por el impacto en la cosecha, también es interesante considerar posibles mejoras en distintas características del suelo relacionadas con un mayor crecimiento radicular (aporte de restos vegetales y estructuración del suelo).
Conclusión
Los resultados obtenidos indican que una correcta utilización de Productos Biológicos en base a microorganismos permite aumentar los potenciales de rinde en cultivos como soja y maíz, al mejorar fundamentalmente el crecimiento radicular, la absorción y aprovechamiento de los diferentes nutrientes por parte de la planta.
