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Interacciones entre suelo y planta. La Rizósfera o Zona Radicular Inmediata La actividad del edafón y el sol de la materia orgánica como fuente de nutrientes.

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1 Interacciones entre suelo y planta

2 La Rizósfera o Zona Radicular Inmediata La actividad del edafón y el sol de la materia orgánica como fuente de nutrientes son ya bastante reconocidos. En el ciclo suelo - planta - suelo, existe un complejo de interacciones que influyen en el desarrollo y calidad de las plantas. La Rizósfera es el espacio inmediato alrededor de la raíz donde tiene lugar una vida microbiana más activa, estimándose, por gramo de suelo, una población de cientos de millones de bacterias que se alimentan no sólo de las sustancias que el suelo da, sino también de las excreciones radiculares de las plantas, esto a cambio de entregar otras sustancias nutritivas a otras plantas, existiendo un complejo de intercambios e interacciones entre las plantas y los organismos del suelo. Cada una de las diferentes especies de plantas favorecen el desarrollo de un tipo especifico de vida, y las raíces de las plantas también tienen una población particular de microorganismos con las que interactúa.

3 Las Excreciones Radiculares Se puede afirmar que las excreciones radiculares son sustancias biológicas activas que producen favorables o de represión sobre determinados patógenos. Algunos son de efecto alelopático, es decir, influyen en el desarrollo de las plantas vecinas debido a sus excreciones o productos metabólicos (solución o gas). En solución el efecto es a través de las hojas o raíces, en forma gaseosa es a través de los estomas; pudiendo ser el efecto de activación o inhibición, en ambos casos. Durante la germinación cada semilla libera por la radicula diversas fitohormonas, entre ellas las auxinas, que regulan el crecimiento y que pueden jugar un rol importante en el control de malezas. Diversas investigaciones muestran que tales auxinas pueden llegar hasta un radio de 3 cm. alrededor y actuar como inhibidores de las semillas de estas malezas que se encuentran en el suelo. La duración del efecto de las auxinas dependerá de las condiciones del suelo. Estudios realizados en Estados Unidos, encontraron una duración de 6-8 semanas en suelos activos y de solo 3-4 días en suelos empobrecidos. Esta auxina permitiría germinar a los cultivos más rápidamente para imponerse en el medio o por lo menos retardar la germinación de otras especies y evitar la competencia en el primer establo.

4 Alelopatía Este fenómeno no puede ser explicado por efecto de la competencia por luz, agua y nutrientes. La propiedad que tienen las plantas de inhibir el crecimiento de otras plantas e inclusive la misma especie, se conoce como alelopatía. Algunas gamíneas producen excreciones radiculares que influyen negativamente en otras plantas. Las excreciones radiculares de alfalfa retardan el crecimiento del algodón pero no del trigo; el rechazo mutuo entre las raíces de la soya se debe también a excreciones radiculares; el coquito (Ciperus rotundus) tiene efecto alelopático sobre el algodón; rastrojos de maíz usados como cobertura muerta inhiben la germinación del trigo; en el maíz pueden observarse el efecto de las auxinas cuando ocurren fallas en la germinación, al intentar una resiembra de aquel difícilmente prosperará, pues aquellas tratarán de imponerse reprimiendo a las plantas de la resiembra; las raíces de manzanos vecinos se rechazan mutuamente, lo mismo sucede entre los duraznos; en cambio, si existe una buena compatibilidad entre las de las raíces de las siguientes especies: manzano - ciruelo amarillo, manzano - cerezo. Existen también exhudados radiculares de algunas gramineas que son utilizados por algunas bacterias del genero Azospirilum, y éstas a cambio entregan amonio (NH+4) a la planta.

5 Los Fitoncidas Diversos estudios muestran que dentro de una comunidad vegetal existen diversas relaciones de reciprocidad, principalmente a través de las excreciones radiculares. Determinadas sustancias excretadas por las plantas se conocen como fitoncidas, pudiendo ser de efecto tóxico o de apoyo para la planta vecina, o indirecto cuando la planta es estimulada vía los microorganismos del suelo, los mismos que pueden también colonizar la zona radicular de otras plantas influenciando positiva o negativamente. Son múltiples las razones por las que la agricultura ecológica juzga de manera diferente a las malezas. Muchas pueden ser favorables para nuestros propósitos, pues a pesar de desconocer una serie de sustancias fitoncidas, es conocido el efecto de extractos o infusiones vegetales contra plagas y enfermedades provenientes de las malezas. Por lo tanto, producto de la actividad metabólica, existen excreciones radiculares que pueden impedir o estimular el desarrollo de otras especies vegetales, siendo esto importante para la regulación de malezas y la asociación de cultivos. Además, en la zona radicular hay determinada flora microbiana que repele y regula la presencia de gérmenes patógenos.

6 Simbiosis en la Zona Radicular En la zona radicular existen diversas formas de interacciones, una muy importante es la simbiosis. En ésta, sea con bacterias u hongos, se estimula una mayor actividad fotosintética de la planta, ya que en el hongo y las bacterias requieren energía, para elaborar sustancias nutritivas y entregarlas a la planta.

7 Micorrizas Este termino refiere la simbiosis existente entre un hongo y una planta, en la que las hifas de los hongos atraviesan el tejido radicular formando una unidad, incrementando el radio de acción de las raíces, desempeñando así un rol importante en el abastecimiento de fósforo. Las micorrizas al igual que los líquenes y las bacterias nodulares, presentan el mismo tipo de simbiosis. Estos hongos viven en las raíces de muchas plantas, ayudando a solubilizar el fósforo y el potasio e inclusive a fijar el nitrógeno. Ana Primavesi (Brasil, 1,992), menciona que estos microorganismos pueden estimularse al polvear las semillas con determinados microelementos. Por ejemplo en la avena se usa manganeso (Mn) al 0.5 % en maíz, zinc (Zn) y boro (B) al 0.03 % y en el trigo boro y manganeso al 0.03 %.

8 Bacterias Nodulares Determinadas bacterias que viven en el suelo penetran por los pelos radiculares formando nódulos debido al estimulo del metabolismo bacteriano. Estas bacterias aportan compuestos nitrogenados a la planta, haciendo posible un buen desarrollo de la misma, aun en suelos pobres el nitrógeno. Las mas importantes son las del genero Rhizobium que realiza simbiosis con las leguminosas, llegando a fijar hasta 300 Kg. N/Ha. Para que las diversas razas del genero Rhizobium nodulen correctamente, es necesario que el suelo presente condiciones biológicas, físicas y químicas óptimas.

9 Susceptibilidad de las Plantas a Plagas y Enfermedades debido a razones nutricionales Las alteraciones fisiológicas y bioquímicas en la planta se deben al uso de agroquímicos, los que favorecen el aumento de plagas y enfermedades así como el riesgo de las cosechas. Normalmente la susceptibilidad a plagas y enfermedades es vista sólo como algo inherente a la carga genética de la planta. El profesor Chaboussou (INRA-FRANCIA) demostró que la susceptibilidad a las plagas y enfermedades está en relación directa a la cantidad de sustancias solubles presentes en las células provenientes de los fertilizantes sintéticos, que ya no pueden ser sintetizados a proteínas. Se sabe que ahora, que la mayoría de plagas y patógenos se nutren de sustancias solubles en agua como azúcar, glucosa, aminoácidos, etc. La capacidad de sintetizar proteínas por las plantas, puede verse afectada por factores como aspersiones químicas, temperatura, disponibilidad de micro-macro nutrientes y agua. Una buena aplicación de la agricultura ecológica, se basa en prácticas que generan una fertilidad propia a través de la actividad del edafón, por lo que el ataque de plagas y enfermedades es menor en suelos abonados con materia orgánica, debido a que sus efectos positivos sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo influyen en el vigor y resistencia de las plantas. Chabousson sefiala tres aspectos que pueden explicar el aumento de la susceptibilidad a plagas y enfermedades: - Influencia directa de los agroquímicos (en especial el exceso de nitrógeno). - Selección de patrones susceptibles. - Variedades de alto rendimientos que absorben grandes cantidades de nitrógeno, quizá más de la que pueden sintetizar. Todo parece indicar, que el efecto de los productos fitosanitarios químicos y de los fertilizantes de rápida acción quiebran la resistencia de la planta; la teoría de la trofobiosis de Chaboussou dice: Todo ciclo de vida depende de la satisfacción de las necesidades nutricionales del organismo vivo, igual si se trata de un virus, una planta o un animal; por esta razón, investiga desde hace años las relaciones entre el parasitismo y la fisiología de la planta hospedera, afectada por las prácticas agrícolas (control químico y fertilización), que alteran la síntesis de proteínas. Se puede afirmar, que todas las sustancias que perjudican el crecimiento de las plantas perjudican también la síntesis de proteínas, la cual es un proceso importante durante el crecimiento. En la agricultura ecológica se toma en cuenta la relación directa que existe entre el estado metabólico de la planta y la susceptibilidad a plagas y enfermedades. La nutrición de los vegetales es alterado por los fertilizantes químicos, pero ésto no debe llevar a pensar que el simple hecho de usar abonos orgánicos hará al vegetal resistente. Un suelo pobre sólo dará plantas enfermas, por lo que las plagas tendrán que destruirlas buscando un equilibrio. Evidentemente, la síntesis de proteínas no pueden explicarlo todo; existen otros mecanismos que se están estudiando, como las sustancias repelentes propias de las plantas, proceso en el suelo, suelos represores, etc., que limitan el desarrollo de plagas y enfermedades. Sin embargo, en la actualidad se sabe que la nutrición vegetal constituye un factor principal en la resistencia a tales plagas y enfermedades.

10 El Potencial de defensa del suelo Hasta mediados del siglo XIX, el humus era considerado el sustrato nutritivo irremplazable para la planta; luego, con la publicación de la teoría de J. Von Liebig se dejo de lado dicha convicción. Cada ves son más los informes sobre la disminución del humus y su efecto en la compactación y erosión de los suelos, y en la aparición de plagas y enfermedades resistentes y/o nuevas; en consecuencia, no obstante el uso de agroquímicos, los ingresos marginales de los agricultores decrecen cada vez más. Actualmente, los filopatólos buscan nuevas formas de detectar y desarrollar las defensas del suelo y de las plantas, por lo que se habla ya de regulación ecológica, higiene del suelo, control biológico, potencial antifitopatógeno, todas ellas, tratan de desarrollar o activar en forma armónica determinadas propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. En la agricultura ecológica es importante el principio del manejo cuidadoso de la materia orgánica e intensificación del ciclo de ella. Tanto en manejo apropiado del suelo, la generación de la materia orgánica y la cobertura vegetal deben ser, en lo posible la estructura natural del bosque, o mediante el uso de cobertura verde y mulch; ello contribuye a intensificar el ciclo de la materia orgánica y a mejorar las características del suelo. La generación de la fertilidad orgánica enriquece e intensifica la relación suelo-planta, produce una mayor estabilidad en el sistema que disminuye las pérdidas por plagas y enfermedades. Los productos resultantes de la descomposición de proteínas, carbohidratos y ligninas estimulan una diversidad de funciones de los microorganismos. Asimismo, suelos con un buen contenido de materia orgánica presentan un equilibrio entre la flora patógena (que esta regulada), mejoran las propiedades físicas-químicas del suelo, la nutrición de las plantas y activan las defensas de éstas.

11 Efectos de la materia orgánica sobre la resistencia a plagas y enfermedades Un mayor contenido de materia orgánica aumenta la resistencia a plagas y enfermedades. -La materia orgánica tiene características repelentes y activadores de la micro flora y fauna competitiva en el suelo. -Suelos con abundante humus, fomentan la producción de antibióticos contra las enfermedades. -La alta producción de anhídrido carbónico (CO2) en un suelo vivo inhibe o destruye en cierto grado algunos patógenos, por ejemplo, nemátodes. -Residuos de agroquímicos incrementan la susceptibilidad a plagas y enfermedades.

12 Productos metabólicos de Hongos - micotoxinas En los últimos años se ha producido un notable incremento de enfermedades en los animales, mencionaremos: perdidas en el peso, alteraciones en la fecundidad, baja en el rendimiento lácteo, en la producción de huevos, en la longevidad del animal, etc. La mayor parte de estos casos se reportan en los países industrializados, no sólo por la mayor artificialidad en la crianza, sino también porque en los países del Sur no se ha realizado estudios acerca del efecto y relación de estas toxinas con la salud de los animales. El incremento de enfermedades, tales como la aflatoxicosis (falvotoxina del hongo Aspergillus flavus) en aves, e incluso en el hombre, la Stochybotryotoxicosis en caballos, vacunos, pollos, cerdos que junto con la intoxicación por Fusarium, pueden ocasionar retardos en el crecimiento, alteraciones filosóficas, formaciones cancerígenas, etc., que preocupan en la actualidad a los científicos, pues, hay que considerar que en muchas enfermedades bacterianas fracasaron los tratamientos con antibióticos, no pudiendo excluirse su transmisión al hombre. Investigaciones realizadas señalan a determinados hongos como responsables de estas enfermedades, producto de la agricultura intensiva, que al perturbar el equilibrio de la flora del suelo crea condiciones favorables, para que estos patógenos produzcan micotoxinas en cantidades desproporcionadas que luego van a ser ingeridos por los animales en los forrajes u otros alimentos, siendo el clima un factor de propagación importante. El uso de agroquímicos y la existencia de determinadas condiciones ambientales, muchas veces modificadas por el hombre, han ocasionado cambios bruscos en la flora del suelo, en cuanto a proporción, dominancia y funciones de las poblaciones, fomentando así una dimensión y acumulación nociva de patógenos y sus respectivos metabolitos. Existe un mayor consenso, para afirmar que el enfoque actual de la agricultura convencional se orienta sólo a considerara los rendimientos máximos visibles, dejando de lado las leyes de la biocenosis, que se traducen en perturbaciones del ecosistema agrícola y de los procesos biológicos, de graves consecuencias en los animales y humanos que ingieren estos vegetales; se pretende subsanar el error de este enfoque con el empleo de venenos químicos, que lejos de ser una solución han agravado el problema, por ejemplo, el fomento de patógenos y creación de resistencia en ellos. Sólo existe un remedio contra las micotoxinas: consiste en eliminar las prácticas que fomenten el desarrollo y la producción desproporcionada de patógenos con sus respectivas toxinas.

13 Conclusiones Como hemos podido apreciar en este capitulo, la vida de las plantas no está desligada del suelo, es así que, ya no se ve al suelo tan sólo como el elemento que sostiene a la planta sino como elemento interactuante para el desarrollo de la misma. De seguir perdiendo el suelo - que es lo que se está haciendo con la agricultura convencional - se agravarían los desequilibrios ecológicos ya existentes dentro del mismo; se perdería la fauna microbiana, el problema de plagas y enfermedades se acrecentaría y estaríamos ganando suelos descubiertos y pobres para la producción agrícola.

14 Efectos de la fertilidad orgánica y la salud de las plantas Fomento del Edafón activación de la flora de la Rizósfera. Fomento de la Micorriza Liberación de Enzimas Disminución de la susceptibilidad de la planta a enfermedades y plagas Descomposición de toxinas Estimulación de la Germinación ANTAGONISMO Aumento de la concentración de CO2 en el suelo Antibiosis competencia Parasitismo Mejoramien to del suelo Activación del metabolismo mediante sustancias orgánicas Absorción de sustancias de defensa, antibióticos del humus, etc. Resistencia de las plantas contra enfermedades y plagas Inhibición y eliminación de agentes patógenos Mejoramiento de las defensas propias de las plantas Mejoramiento del rendimiento y de la sanidad vegetal Fertilidad Orgánica

15 La conservación e incremento del humus se justifica por lo siguiente: Mejorar las cualidades físicas del suelo, (color, olor, formación de agregados mas estables y una adecuada formación de poros) así como también regula la temperatura del suelo. Mejorar la estructura del suelo, incrementando la capacidad de retención de agua (muy importante en zonas áridas); asimismo, permite un mejor uso del agua y mayor resistencia a la sequía. Participación en los procesos químicos del suelo aumentando la capacidad de intercambio iónico. Su poder tampón o capacidad buffering le permite retener y liberar los nutrientes en función de las necesidades de la planta. En suelos ácidos, facilita la solubilización del fósforo e inmoviliza y neutraliza, a ciertos niveles, elementos tóxicos como el aluminio. Es muy importante en suelos tropicales, para elevar su poder tampón y de intercambio iónico. Formación de complejos de materiales pesados, difícilmente solubles; abastecimiento complementario de sustancias nutritivas inorgánicas; influye sobre las reacciones de oxido - reducción; quelatificación intensificada de micronutrientes, etc.


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