Aportes de la microbiología de suelos a la producción de cultivos

Resumen Tercera Jornada del Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales (INBA-CONICET-UBA). 6 y 7 de junio de 2013.

Con el objetivo de discutir el futuro de la contribución de la microbiología al aumento en la producción, se llevaron a cabo dos jornadas de intercambio en la FAUBA. Guillermo Peralta, miembro de Sistemas Chacras, asistió como representante de Aapresid, compartimos los aspectos destacados sobre Microbiología de suelos y su rol en la producción agrícola, tema central en las exposiciones. 

Foto: archivo Aapresid

I. Contexto actual – realidad productiva
(Disertaciones F. Vilella-F. Bert –M.Díaz Zorita – R. Álvarez)

Argentina pasó de producir 30 millones de toneladas en 1980 a alrededor de 90 millones de toneladas en la campaña 2011-12. Esta incremento productivo estuvo asociado a un aumento en la superficie cultivada, que pasó de 16 millones de ha a 33 millones en ese período, así como a un incremento en los rendimientos de los principales cultivos, que duplicaron y hasta triplicaron su producción. Paralelamente se produjeron cambios en el uso de la tierra, con una mayor proporción de área cultivada con soja respecto a cultivos como maíz o girasol. Para el 2011, la exportación de soja y sus derivados pasó a representar alrededor del 24% del total de las exportaciones del país.

Este incremento productivo trajo aparejado cambios en las propiedades de los suelos. Con respecto a los niveles de materia orgánica y stock de carbono del suelo, se remarcó que, al menos en región pampeana, los cambios no resultaron tan abruptos como se esperaba. El stock de carbono orgánico se redujo en un 16% (0-50cm suelo) con respecto a las condiciones originales. En el promedio regional, entre 1980 y 2011-12 no se produjeron cambios significativos. Las zonas con mayores contenidos de carbono (115-180 tn C/ha a 1m) disminuyeron sus contenidos, mientras que zonas con menores niveles (35-55 tn C/ha 1m) incrementaron los stocks de C orgánicos, posiblemente debido a los incrementos en la producción de grano y biomasa aparejado con los avances tecnológicos de las últimas décadas.

A nivel nutricional, a pesar de que la relación entre los nutrientes aplicados y nutrientes removidos en grano ha ido incrementándose en los últimos años, en soja, el cultivo de mayor área sembrada, aún continúa habiendo un importante desbalance con respecto a otros cultivos como trigo y maíz Sólo alrededor de un 60% del área con soja recibe aplicación de fertilizantes.

Se reportaron disminuciones en los contenidos de Fósforo, Calcio, Magnesio, Zinc y Boro de los suelos de distintas zonas de la región pampeana en las últimas décadas. En este sentido, el manejo de la nutrición de los cultivos exigirá mejorar los diagnósticos de fertilidad de los suelos, intensificando los muestreos -en Arg. una muestra de suelo representa en promedio alrededor de 250 ha, mientras que en Brasil o EEUU cerca de 30 ha- y direccionando y sectorizando los muestreos y diagnósticos por ambiente. Será necesario también desarrollar estrategias complementarias a la fertilización que permitan aumentar la disponibilidad y uso de nutrientes.

II. El Rol de los microorganismos en la nutrición de cultivos. Impacto sobre rendimientos.
(Disertaciones O. Correa- A. Perticari – G. Ferraris – )

Los grupos de microorganismos que han recibido mayor atención por sus efectos positivos sobre los cultivos incluyen: los Rhizobios fijadores de N, las micorrizas arbusculares (MVA), las bacterias promotoras del crecimiento (PGPR) y recientemente, los hongos endófitos septados oscuros (DSE). Se han estudiado distintos beneficios directos o indirectos sobre los cultivos, como p.ej. un estímulo o promoción del crecimiento (especialmente en estadíos iniciales), una mayor tolerancia a patógenos, ventajas en la adquisición de agua y nutrientes, y efectos positivos sobre la agregación y estabilidad de los agregados del suelo. Sin embargo, si bien se han reportado respuestas de los cultivos a la inoculación del orden del 60-70% en la condiciones de laboratorio, la respuesta a campo se ha encontrado entre 5-20%, ya sea por interacción con la microflora local, temperatura, humedad del suelo, o por factores aún no determinados.

La práctica de inoculación con Rhizobios en leguminosas ha sido la práctica más difundida de uso de microorganismos en la producción de cultivos extensivos, y cerca del 90% del área sembrada con soja es inoculada. En estudios en distintas regiones del país, se ha determinado que alrededor de un 55% del N del cultivo es aportado por fijación. La respuesta a la inoculación (en kg grano/ha) resultará dependiente del ambiente – mayor en NOA y NEA, menor en Sur de Santa Fe; menor respuesta en suelos de mayor fertilidad o disponibilidad de N . Sin embargo en mayor o menor grado la respuesta es generalizada, y la no inoculación haría depender al cultivo de las poblaciones naturalizadas, que no necesariamente son homogéneas en su composición, y en cuanto a su VIABILIDAD, INFECTIVIDAD Y EFECTIVIDAD para la fijación de N. Desde el punto de vista de la eficiencia de la fijación, la mejor nodulación será la que consiga pocos nódulos pero de gran tamaño (0.5 a 1cm de diámetro: mayor fijación/menor gasto energético). En este sentido se está trabajando en evaluar distintas cepas de rhizobio que permitan aumentar la fijación con menor costo energético.

El uso de PGPR en maíz y trigo ha demostrado resultados positivos. En ensayos de INTA Pergamino de 10 campañas (2002-2012), la inoculación con azospirllum y pseudomonas generó en promedio un 8% de incremento en los rendimientos de trigo en Pergamino (alrededor de 200 kg/ha), especialmente en años de sequía. La respuesta ha sido mayor en cebada, posiblemente debido a que define el rendimiento más temprano en el ciclo que el trigo (y los mayores efectos de los PGPR se observan en etapas tempranas del ciclo). En maíz se observaron resultados similares (con mayor respuesta en maíz POP), con incrementos de rendimiento tanto en años secos como húmedos.

En ensayos de 10 campañas (2002-2012) de inoculación con Azospirillum de la empresa Novozymes en más de 700 lotes de producción de la región pampeana, se han reportado incrementos promedio de 8% en trigo (+240 kg/ha) y 6.4% en maíz (+490 kg /ha). Las mayores respuestas, en kg/ha, se observaron en los ambientes de mayor potencial. A su vez, el grado de respuesta estuvo estrechamente relacionado con las lluvias durante el período vegetativo (cuándo mayor se ha reportado el efecto de los PGPR): menos lluvias en etapas tempranas, mayor % de respuesta. La relación con las lluvias en etapas reproductivas es menos clara. Por último, los resultados de los ensayos indican que la respuesta a la inoculación se dio tanto en condiciones fertilizadas como no fertilizadas, y que la inoculación NO reemplazó el efecto del fertilizante inorgánico, por lo que debería pensarse como práctica complementaria.

III. Prospectiva.
(Disertaciones G. Rubio – M. Frodyma NOVOZYMES – JM Herrera)

Los últimos avances en el uso de “bioquímicos” incluyen el uso y procesamiento de imágenes de alta resolución como indicadores de salud del cultivo, evaluando en cortos períodos de tiempo los efectos de distintos microorganismos sobre las plantas. Se ha avanzado también en la evaluación de la diversidad de las comunidades microbianas del suelo a través de datos metagenómicos y análisis de redes (decodificando el “ADN” del suelo). La evaluación de los efectos de compuestos biológicos sobre los rendimientos requerirá de una mayor “presión” de muestreos a campo, así como la adopción de nueva maquinaria para ensayos y nuevas metodologías estadísticas para el análisis de la información generada. La complejidad de la investigación y aplicación de microorganismos a la producción de cultivos exigirá el desarrollo de estrategias de interacción público-privada de modo de asegurar un avance continuo sobre resultados firmes.

IV. Exposición de Avances de Proyectos de Investigación.
Además, se presentaron avances de distintas investigaciones, entre las cuales se resaltan:

N. E. Tobar: Capacidad enzimática de hongos endofíticos septados oscuros (DSE) y liberación de nitrógeno y fósforo del suelo.
I. F. Della Monica, Capacidad solubilizadora de la cepa fúngica s73 (Talaromyces flavus) y su efecto en plantas de trigo.
P. A. García Parisi, Implicancias de las interacciones entre hongos endofitos de pastos y bacterias fijadoras de nitrógeno.
M. Echeverria, Efectos de la inoculación con rizobios y/o micorrizas sobre el crecimiento de Lotus tenuis cultivado bajo diferentes condiciones de salinidad.
O. Sydorenko, Efecto del manejo agronómico sobre la microbiota de los suelos del oeste de la provincia de Buenos Aires.
M. González Mateu, Potencial aplicación del alperujo como abono en cultivos de olivo: efecto sobre las comunidades microbianas edáficas.
L. P. Di Salvo, Análisis de perfiles fisiológicos en cultivos de grano bajo inoculación y fertilización.
M. Tosi, Estabilidad de la eficiencia metabólica microbiana en suelos «sojeros» del noroeste argentino.
J. F. Orlowski, Estudio de grupos de co-ocurrencia en comunidades bacterianas de suelos agrícolas empleando datos metagenómicos y análisis de redes.