Suelos supresivos, suelos sanos

"Plantas orgullosas"

En esta ocasión me gustaría hablarles de los suelos supresivos, un concepto que conocí por primera vez hace ya varios años gracias a mi amigo el Dr. Jorge Vivanco, Director del Centro de Investigación de la Biología de la Rizosfera en la Universidad de Colorado, en Estados Unidos.

Nos encontrábamos en Perú para impartir una serie de conferencias por el país y recuerdo que durante una de sus ponencias compartió el ejemplo de un cultivo agrícola asediado por una enfermedad radicular. Éste llamaba la atención porque un pequeño segmento del predio en cuestión, no manifestaba ningún impacto de la enfermedad, al contrario, parecía resurgir de esa área infestada. El Dr. Vivanco comentaba que esas plantas, a las que él llamaba "orgullosas", eran de gran interés, por que no se enfermaban a pesar de estar completamente inmersas en el medio infectado, y por lo tanto, debían guardar "secretos" en su microbioma, que probablemente permitirían al resto de las plantas, resistir enfermedades y plagas.

Posteriormente, procedió a explicar, que de acuerdo al resultado de sus investigaciones, la clave de la resiliencia de esas plantas, en esos suelos era la diversidad biológica. Los suelos con mayor diversidad biológica tienden a resistir y recuperarse con mayor rapidez de diferentes tipos de estrés biótico y abiótico. Esos suelos por lo tanto, son considerados como "supresivos", porque impiden la proliferación de enfermedades brindando mayor protección a los cultivos agrícolas.

Los suelos con mayor diversidad biológica tienden a resistir y recuperarse con mayor rapidez de diferentes tipos de estrés biótico y abiótico

Producir sandías sin fumigar el suelo, la clave: suelos supresivos

Algunos años después, en el noroeste de México, específicamente en la costa de Sonora, tuve la oportunidad de trabajar con productores de sandía que me indicaron que sus cultivos presentaban una alta incidencia de pudriciones de raíz ocasionadas por damping off, de modo que no les quedaba otro remedio que aplicar metam sodio para "sanitizar" sus suelos, y aún así, corrían el riesgo de que sus plantas colapsaran al entrar en producción.

En esta zona de México por lo general se realizan dos campañas o ciclos de cultivo, por lo tanto, la incorporación de metam sodio era el doble que en otras regiones del país. Me decían que cuando empezaron a aplicar metam sodio incorporaban 200 L/ha, pero que debido a la gran incidencia de problemas radiculares, en los últimos ciclos tenían que incorporar hasta 400 - 600 L/ha, para un total de 800 a más de 1,000 L/ha de metam sodio ¡al año! Este fumigante está prohibido en algunos países del mundo, pero en México aún puede utilizarse como fumigante de suelos.

El caso es que ellos querían liberarse de esta práctica de fumigar el suelo, y empezar a regenerarlos. Porque además he de mencionarles que en la costa de Hermosillo se tienen suelos en su mayoría con pH altos (alcalinos), arenosos y con muy, pero muy poca materia orgánica. Entonces, después de haber fumigado el suelo, procedimos a elaborar un plan de manejo que consistió en la incorporación de materia orgánica de distintas fuentes (compostas, lixiviados y ácidos húmicos), además de la inoculación de consorcios de microorganismos para regenerar la biota del suelo.

El productor fue muy enfático en decirme que al entrar el cultivo en la etapa de producción quería que yo visitara personalmente sus campos para que revisara los resultados junto con él, porque si eso colapsaba, yo iba a estar en problemas. Para mi fortuna, ya había probado en varias ocasiones estas prácticas regenerativas, y me sentía un poco confiada de que tendríamos resultados favorables, pero aún así me preguntaba si sería posible observar resultados en un ciclo tan corto, de apenas 2-3 meses. Sin embargo, al realizar mi visita de campo, me sentí muy aliviada de ver que el cultivo seguía libre de enfermedades radiculares, y gracias a los resultados del análisis microbiológico de los suelos, notamos que se empezaba a ver mejoría entre los grupos de microorganismos y la biodiversidad.

Al cabo de ese exitoso primer ciclo, el productor me indicó que gracias a los buenos resultados, el siguiente ciclo había decidido no fumigar con metam sodio. La verdad sentí un poco de miedo, porque mi plan era realizar una reducción gradual a lo largo de al menos 4 ciclos (dos años), pero el productor estaba tan motivado por lo que había visto, que me dijo: "nos la vamos a aventar así Armenia, sin metam, al cabo los microorganismos ya demostraron que pueden". No está demás mencionar que me sentí muy preocupada por su decisión, porque el primer ciclo habíamos partido de un suelo "desinfectado" y me inquietaba pensar que este siguiente ciclo sin fumigar se nos dispararan los patógenos.

Entonces, nos preparamos muy bien con la inoculación de agentes de control biológico y "vacunamos" la planta desde el vivero, reinoculamos el suelo durante la preparación del terreno y realizamos inoculaciones de microorganismos e incorporación de materia orgánica desde la primera etapa de desarrollo del cultivo. Y ¿adivinen qué? ¡logramos tener otro ciclo libres de patógenos! Este resultado me dio muchísima alegría, porque no estamos hablando de una prueba pequeña, estamos hablando de un campo de cientos de hectáreas. Esta fue una excelente oportunidad de probar lo que había leído previamente en artículos científicos y observado en resultados de laboratorio. Y me complace compartirles que por más de 5 años el productor no tuvo necesidad de volver a fumigar sus suelos con metam sodio.

Así como estos resultados, muchísimos productores alrededor del mundo han experimentado los beneficios de los suelos supresivos y actualmente está creciendo el interés de la comunidad científica en mejorar la comprensión de estos procesos biológicos que incrementan la resistencia de los suelos.

Así que, a continuación me gustaría compartirles algunos conceptos y detalles que hay que tomar en cuenta para incrementar la supresividad de nuestros suelos y reducir así la dependencia crónica de productos químicos que padecen nuestros sistemas agrícolas.

Antes que nada, el concepto de Suelos Supresivos

En 1974, Baker y Cook, en su artículo "Control biológico de patógenos de las plantas" describieron los suelos supresivos como aquellos en los que "el patógeno no se establece o persiste, se establece pero causa poco o ningún daño, o se establece y causa la enfermedad por un tiempo, pero luego la enfermedad desaparece o se vuelve menos importante, aunque el patógeno puede persistir en el suelo". Por el contrario, aquellos suelos que favorecen el desarollo de enfermedades se han denominado conducentes o no-supresivos.

Clasificación de la supresividad de los suelos

De acuerdo con varios autores, los suelos supresivos pueden clasificarse desde una perspectiva biológica en dos tipos:

1. Supresión general, atribuida principalmente a la competenca por espacio y alimento
2. Supresión específica, debida a la acción de los agentes de control biológico sobre un patógeno o grupo de patógenos en particular

Los suelos supresivos podrían presentar simultáneamente ambos tipos de supresión, debido a la influencia de las prácticas agrícolas, características físico químicas del suelo, condiciones climatológicas, entre otras condiciones.

Mecanismos de supresividad

Jayaraman y colaboradores (2021) señalan que, mantener una alta diversidad funcional de microorganismos incrementa la resiliecia del agroecosistema volviendo al suelo menos vulnerable a los chambios ambientales a corto plazo.

La biodiversidad del suelo puede contribuir de manera significativa a incrementar la supresividad de enfermedades a partir de diferentes mecanismos que pueden ser directos e indirectos:

• Parasitismo y antagonismo contra agentes patogénicos por parte de un grupo de microorganismos/comunidad microbiana
• Producción de metabolitos, toxinas y antibióticos
• Competencia por nutrientes/recursos/sustratos
• Activación de genes de resistencia de enfermedades en la planta hospedera por parte de los microorganismos benéficos
• Mejoramiento de la nutrición vegetal y la salud del suelo

Factores abióticos y su efecto en suelos supresivos

Al hablar de factores abióticos nos referimos a aquellos de origen físico-químico o bien, a aspectos ambientales, por ejemplo, la temperatura. Estos factores abióticos pueden incrementar o disminuir el grado de supresividad de los suelos, ya que indudablemente tienen efecto tanto en la raíz como en la microbiología del suelo. A continuación, un listad de los factores abióticos que afectan la supresividad del suelo:

• Temperatura. Se ha reportado que las altas temperaturas del suelo pueden ejercer un efecto de selectividad, disminuyendo la población de algunos fitopatógenos, y favoreciendo el desarrollo y proliferación de cepas termoresistentes que posteriormente pudieran tener un efecto antagonista y favorecer la supresividad del suelo. Es por ese motivo que la biofumigación o calentamiento del suelo se ha vuelto una práctica recurrente a través de la cual se sanitizan los suelos.
• Tipo de arcillas. Jayaraman y colaboradores (2021) mencionan que las caolinitas e ilitas limitan la supresividad, mientras que las vermiculitas y esmectitas la incrementan.
• Textura del suelo. Los suelos de textura pesada limitan la supresividad de los suelos, lo cual puede deberse a los problemas inherentes de drenaje y a las limitaciones que ofrece este tipo de suelo para el desarrollo radicular. Por el contrario, los suelos de textura gruesa se ha reportado que pueden incrementar la supresividad de los suelos, al favorecer el drenaje, el desarrollo radicular y la oxigenación de los suelos.
• Enmiendas orgánicas. Dependiendo del tipo de enmienda, la fuente de origen, la relación carbono/nitrógeno, su pH y la composición química, las enmiendas pueden tener efectos positivos en la supresividad de los suelos. Algunas investigaciones indican que la incorporación de zeolita, silicio, carbón activado, quitosano, ácidos húmicos y ácidos carboxílicos, pueden tener un efecto en la actividad radicular y por consiguiente, alterar la composición de la biota del suelo, favoreciendo la supresividad del suelo en la gran mayoría de los casos.
• Estatus nutricional del suelo. La supresividad de los suelos con frecuencia se observa en suelos con alto contenido nutricional, esto suena lógico, ya que las deficiencias nutricionales del suelo provocan que las plantas se vuelvan más susceptibles a patógenos y enfermen. Sin embargo, mantener un óptimo balance nutricional en el suelo es crucial para la supresión de enfermedades. La baja concentración de carbono, nitrógeno, fósforo, calcio y hierro, así como un pH bajo, y una alta concentración de nitratos se ha encontrado que favorece la supresividad de los suelos, de acuerdo con Jayaraman y colaboradores (2021).
• pH del suelo. En los suelos con pH bajo se observa con frecuencia la inhibición de pudriciones de raíz; sin embargo, también se ha observado en algunos cultivos que el pH alto de los suelos puede inhibir la pudrición causada por Fusarium spp. Por lo tanto, se dice que el efecto del pH depende del tipo de patógeno y la susceptibilidad de éste a los cambios de pH, o visto desde otra perspectiva, la supresividad depende del espectro de tolerancia de los microorganismos benéficos a diferentes rangos de pH.

El caso de la enfermedad del replante en manzanos y los beneficios de suelos supresivos en los viñedos

La enfermedad del replante de manzanos (ERM) es un padecimiento ampliamente conocido en el sector fruticultor. Se le llama así, porque al momento de renovar una huerta, retirar las plantas viejas y replantar arbolitos nuevos, estos empiezan a desarrollar una enfermedad que termina por matar una alta proporción de las plantas replantadas en ese suelo agotado.

En una ocasión, un productor de manzanas de Cuauhtémoc, Chihuahua me explicó esta problemática con una analogía muy particular, diciéndome que el desarrollo de esta enfermedad era como si al morir un paciente ya mayor de una enfermedad contagiosa, trajéramos a un bebé sano a vivir en esa misma habitación y dormir en la cama de ese paciente enfermo. Claro está que el bebé, cuyo sistema de defensas aún está inmaduro, y muchos de sus órganos y tejidos aún están creciendo y fortaleciéndose terminaría enfermándose o contagiándose con los patógenos que ha dejado el anterior paciente. Es así, como en las huertas viejas, el árbol anterior ha dejado una microbiota del suelo que podría potencialmete matar al nuevo arbolito.

En una reciente revisión de literatura, Somera y Mazzola (2022), proponen un modelo conceptual que describe los cambios sucesorios en la comunidad microbiana asociada a la raíz y relacionada con la enfermedad del replante en el cultivo de manzano. Ellos encontraron que mientras más altas sean las interacciones cooperativas en la zona rizosférica, mayor es la supresividad del suelo, mientras que, por el contrario, cuando las interacciones competitivas se incrementan, el suelo se vuelve más suceptible a la enfermedad. También mensionan que en los suelos supresivos se observa una alta eficiencia en la toma de nutrientes y el ciclaje de compuestos complejos de carbono, mientras que al reducirse la supresividad, también disminuye la eficienia en la toma de nutrientes y se favorece el ciclaje de formas lábiles de carbono. Finalmente, concluyen que mejorar el entendimiento de los factores que promueven la supresividad, podría contribuir a disminuir la incidencia de la enfermedad del replante.

Mientras más altas sean las interacciones cooperativas en la zna rizosférica, mayor es la supresividad del suelo, por el contrario, cuando las interacciones competitivas se incrementan, el suelo se vuelve más susceptible a las enfermedades

Es decir, desde la planeación del establecimiento y manejo de la huerta se podrían manipular algunos factores bióticos y abióticos del suelo de manera que éste pueda ser supresivo. Del mismo modo, al replantar los nuevos árboles pueden diseñarse estrategias que favorezcan las interacciones cooperativas entre los microorganismos del suelo, y entre la rizosfera y los microorganismos.

Con respecto a la salud de los viñedos, Bettenfeld y colaboradores (2022) consideran que la salud de la planta puede estar condicionada por la diversidad y estructura de las comunidades microbianas del holobionte, término que se refiere al microbioma completo del agroecosistema, es decir, tanto los microorganismos endófitos al interior de los tejidos de la planta, como a la biota de la rizósfera y filósfera del cultivo. De manera que, una composición microbiana en óptimas condiciones es representativa de un cultivo sano. Por lo tanto, existe una estrecha relación entre la supresividad del agroecosistema en general y del suelo en particular, y la biodiversidad del holobionte, es decir del microbioma completo que integra todo ese sistema.

Una composición microbiana en óptimas condiciones es representativa de un cultivo sano

Así mismo, las relaciones entre la biota del suelo en la zona rizosférica son variadas y complejas. Una de las principales interacciones y de las más importantes es la rizodeposición, es decir, la liberación de exudados radiculares, los cuales dentro de todas sus funciones, también se encargan de reclutar y alimentar a la biota del suelo. Por lo tanto, el sistema radicular debe estar activo. Si inoculas microorganismos benéficos, pero la raíz no está activa, o no tiene condiciones para desarrollarse, es complicado que la biota del suelo se establezca. Realiza una revisión continua de tus raíces, mejora la aireación del suelo, cuida tu riego y el grado de compactación del suelo porque son factores que afectan la rizodeposición. También puedes auxiliarte incorporando ácidos orgánicos y aminoácidos o extractos de algas que favorezcan la actividad radicular.

Es importante, que antes de bioestimular la raíz, tengas en cuenta que en el suelo también puede haber organismos patógenos, y que si las poblaciones de organismos benéficos en tu suelo son muy bajas, es decir, que tu suelo es conducente y no supresivo, es probable que la raíz atraiga patógenos y se induzca la enfermedad. Por lo tanto, también se tiene que tomar en consideración la presencia e inoculación de microorganismos relacionados a la biofertilización, bioestimulación y bioprotección. En última instancia, todos estos factores contribuirán a mejorar la salud del cultivo y la estructura del suelo.

Consideraciones finales

Las prácticas agrícolas actuales en las que por lo general se abusa del uso de agroquímicos, tanto para fertilizar como para proteger a las plantas, así como algunas prácticas agronómicas como la falta de cuidado en el riego, la degradación del suelo y la pérdida de biodiversidad microbiológica están relacionadas con la falta de supresividad.

Mientras más empobrecido o agotado esté el suelo, más susceptible a la incidencia de plagas, enfermedades y deficiencias Por el contrario, un suelo saludable, activo en términos biológicos, biodiverso, se autogestiona y se repone con mayor rapidez de diferentes tipos de estrés biótico y abiótico, es más resiliente

Por tal motivo es tan importante, hoy más que nunca el que trabajemos por la regeneración de nuestros suelos, y busquemos devolver esa riqueza biológica a este holobionte. Pensemos en los agroecosistemas como un ente vivo, que requiere una adecuada gestión de su salud, para reducir el riesgo de enfermedades.

Recordemos que, en suelos sanos se desarrollan cultivos sanos, los cultivos sanos nos brindan alimentos sanos, y al consumir alimentos sanos, nosotros también estaremos más sanos.

¡Nos leemos la próxima semana!

Armenia Velázquez-Gurrola

Referencias bibliográficas

Baker K.F. y Cook R.J. 1974. Biological control of plant pathogens. W.H. Freeman and Company, San Francisco, 433 pp.

Bettenfeld P., Cadena i Canals J., Jacquens L., Fernandez O., Fontaine F., van Schaik E., Courty P.E. y Trouvelot S. 2022. The microbiota of the grapevine holobiont: A key component of plant health. Journal of Advanced Research 40:1-15. DOI: 10.1016/j.jare.2021.12.008

Jayaraman S., Naorem A.K., Lal R., Dalal R.C., Sinha N.K., Patra A.K. y Chaudhari S.K. 2021. Disease-suppressive soils-Beyond food production: a critical review. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 21:1437-1465. DOI: 10.1007/s42729-021-00451-x

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Somera T.S. y Mazzola M. 2022. Toward a holistic view of orchard ecosystem dynamics: A comprehensive review of the multiple factors governing development or suppression of apple replant disease. Front. Microbiol. 13:949404. DOI: 10.3389/fmicb.2022.949404

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