Micorriza

Micorriza Concepto: Son simbiosis entre hongos y raíces de plantas superiores donde la planta suministra carbohidratos al hongo y éste a su vez contribuye a la absorción de agua y nutrientes

Micorriza Relación simbiótica que se establece entre un hongo y las raíces de una planta superior en la cual la planta suministra carbohidratos al hongo y éste a su vez contribuye a la absorción de agua y nutrientes de la primera. Las especies de hongos que establecen micorrizas se conocen como Hongos Micorrízicos Arbusculares (HMA).

Orígen del término

El término micorriza fue propuesto por el botánico alemán Albert Bernard Frank en 1885, quien lo tomó del griego, donde myco significa "hongo" y rhiz "raíz"; o sea la asociación simbiótica entre ciertos hongos mutualistas del suelo y las raíces de las plantas; aunque esta asociación era conocida desde 1835, pero se consideraban inicialmente organismos parásitos.

Los estudios realizados por el científico alemán fueron confirmados a través de técnicas de las ciencias modernas y constituyeron las bases de la micorrizología que se expandió por el mundo, representando hoy día una importante rama interdisciplinaria de las Ciencias Biológicas, con grandes posibilidades de explotación comercial, aumentando la producción de alimentos y reduciendo los costos y el impacto de los sistemas modernos de producción sobre elmedio ambiente.

Taxonomía

Las micorrizas se agrupan sobre la base de la anatomía de las raíces que colonizan en: Ectomicorrizas, Ectendomicorrizas y Endomicorrizas

Ectomicorrizas: Su característica es la penetración de la hifa del hongo entre las células de la corteza radicular formando un manto fúngico o “red de Harting”. Provoca cambios anatómicos que producen el crecimiento dicotómico de las raíces, fragmentando las mismas. Se pueden visualizar macroscópicamente.

Ectendomicorrizas: Presentan características intermedias entre las Ectomicorrizas y las Endomicorrizas, su distribución es restringida.

Endomicorrizas: Se caracterizan por penetrar en el interior de las células corticales, pero no atraviesan la membrana protoplasmática; no formar manto ni modificaciones morfológicas evidentes en las raíces y son dificilmente apreciables a simple vista. Este grupo incluye los Hongos Micorrizógenos Arbusculares (HMA) que constituyen la simbiosis más extendida sobre el planeta.

Los HMA se ubican en el orden Glomales, dividido en dos subórdenes: el Glomineae que contempla las familias y géneros siguientes: la familia Glomaceae con los géneros Glomus y Sclerocystis; Acaulosporaceae, con Acaulospora y Entrophospora; Archaesporaceae, con Archaespora y Paraglomaceae, con Paraglomus. El suborden Gigasporinae contiene a la familia Gigasporaceae con Gigaspora y Scutellospora. En la actualidad se encuentran descritas unas 150 especies de estos hongos, las cuales pueden formar simbiosis con más de 300 000 especies vegetales diferentes lo cual avala su gran extensión y poca especificidad.

Investigaciones en Cuba

En Cuba las investigaciones sobre micorrizas comenzaron en 1973 y se han realizado prospecciones y ubicaciones taxonómicas de varias cepas de HMA en diferentes zonas del país; con el objetivo de reproducirlas. Dentro de las principales cepas aisladas se encuentran IES-3. Glomus spurcum, IES-4. Glomus agregatum, IES-5. Glomus mosseae e IES-7. Glomus etunicatum, todas prospectadas en Topes de Collantes; también la IES-6. Glomus etunicatum de Pinar del Río. Estas cepas han resultado ser eficientes en varios cultivos y están registradas en el cepario del Instituto de Ecología y Sistemática.

Se han desarrollado diferentes productos comerciales en Cuba y en el extranjero, basados en los HMA (MicoFert, EcoMic, MusaMic, BIOCAS y MANIHOTINA), utilizándose con éxito en diferentes cultivos como: posturas de cafetos, cítricos y frutales, adaptación de vitroplantas, semilleros de hortalizas, leguminosas, raíces y tubérculos, plátanos y bananos, entre otros.

Los HMA no se desarrollan en medio de cultivo artificial y que el mismo tiene que ser en presencia de una planta hospedera, debido a la ausencia de síntesis propia nuclear de ácido desoxirribo nucleico (ADN).

Para el funcionamiento de los HMA, las hifas que recorren el suelo, procedentes de esporas o de otros propágulos, se ponen en contacto con las raicillas y forman la estructura conocida como “apresorio” sobre las células epidérmicas de la región posterior a la meristemática. A partir de este cuerpo las hifas penetran en la epidermis de la raíz, colonizando la región cortical y pasando a las capas más internas de la corteza sin llegar a atravesar la endodermis ni penetrar en el meristemo radical.

El hongo en el interior de la raíz avanza tanto en la dirección del crecimiento de la misma, como hacia las capas más internas de la corteza y cuando se encuentra cerca de la endodermis, comienza la formación de los “arbusculos” en el interior de las células corticales más internas, pero sin penetrar en la membrana protoplasmática.

Los arbúsculos tienen la función fundamental de realizar los intercambios entre la planta y el simbionte; por su parte el micelio externo o extramátrico del hongo forma una red bien distribuida en el suelo, en busca de nutrimentos y agua, debido a la explotación de sitios inasequibles para las raíces de plantas no micorrizadas; lo que representa la posibilidad de explorar un volumen de suelo hasta 40 veces mayor en las plantas micorrizadas.

Aspectos fundamentales en el estudio e investigaciones de los HMA

• Aislamiento y caracterización de especies.
• Ensayos de efectividad en los cultivos.
• Establecimiento de las técnicas para la reproducción masiva para su introducción en la práctica.
• Desarrollo de tecnologías de aplicación eficientes en los sistemas agrícolas.

Enfoques de su utilización

• Introducción en la rizosfera de la planta, de especies altamente eficientes
• Realizar prácticas de manejo para optimizar el beneficio de las especies nativas, mediante adecuada fertilización, el empleo de pesticidas y otros biopreparados compatibles y el mejoramiento de los suelos.

Principales beneficios

Los microorganismos utilizados como biofertilizantes tienen un triple papel como suministradores de nutrientes, fitohormonas y antagonistas de hongos fitopatógenos.

Los microorganismos que existen en el suelo no sólo son capaces de fijar el nitrógeno (N) atmosférico, aumentar la capacidad extractiva de nutrientes por parte del sistema radical de las plantas y solubilizar fósforo (P), sino que también producen sustancias promotoras del crecimiento vegetal y tienen en general un sin número de funciones en la microbiota del suelo, de gran interés teórico y práctico para la producción agropecuaria.

Otras de sus ventajas se enumeran a continuación:

• Incrementan los procesos microbianos y las plantas se benefician en breve tiempo.
• Consumen escasa energía no renovable.
• Son productos "limpios" que no contaminan el medio ambiente.
• Pueden mejorar la eficiencia de los fertilizantes minerales.
• Producen sustancias activas estimuladoras del crecimiento vegetal.
• Actúan sobre diversos microorganismos fitopatógenos, controlándolos.
• Mejoran la formación y estabilidad de los agregados del suelo.

Uso y manejo de las micorrizas en las raíces y tubérculos en Cuba

Las raíces y tubérculos: papa (Solanum tuberosum L.), yuca (Manihot esculenta Crantz), boniato (Ipomoea batatas Lam.), malanga (Colocasia esculenta Schott y Xanthosoma spp.) y ñame (Dioscorea spp.) constituyen cultivos de importancia económica. Para estos cultivos en el Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales se estableció la importancia de las asociaciones micorrízicas y su dependencia con el género o especie de los Hongos Micorrízicos Arbusculares (HMA) aplicados en dos tipos de suelos: Pardos con carbonatos y Ferralíticos Rojos.

Principales resultados obtenidos

• Se encontró una alta especificidad suelo-especie de HMA, la que definió las especies más eficientes, de forma tal que en los suelos Pardos con carbonatos en cualesquiera de los cultivos estudiados lo fue la especie Glomus intraradices, mientras que en los Ferralíticos Rojos lo fue la especie Glomus mosseae.
• Los resultados mostraron una alta respuesta de los cultivos a la inoculación con especies de HMA en ambos tipos de suelos, lográndose incrementos importantes en la masa seca, colonización de las raíces y extracción de nutrientes, que oscilaron de forma general entre 45 y 100 % con relación a los testigos.
• Se comprobó la alta participación de la micorrización con especies eficientes de HMA en la nutrición de los cultivos, oscilando entre 50 y 68 % y donde la micorrización de por sí no presentó una preferencia sobre la absorción de uno u otro elemento, como no fuera la definida por el propio sistema suelo-planta.
• Se observó una marcada influencia de los cambios de la disponibilidad de nutrientes dentro de cada uno de los suelos, sobre la eficiencia de la micorrización, así como entre ambos suelos; sin embargo en cualquiera de los años estudiados la efectividad relativa alcanzada con cada una de las especies, para los diferentes cultivos fue la misma.
• Se comprobó que en condiciones de baja disponibilidad de nutrientes, se incrementó la efectividad de la inoculación con HMA en la medida que aumentó la disponibilidad de estos, hasta llegar a un máximo en el cual la micorrización garantizó los requerimientos nutricionales del cultivo, a partir de este momento los incrementos posteriores en disponibilidad de nutrientes conllevaron a disminuciones de la eficiencia y de la participación de la micorrización en la nutrición de las plantas.
• Las condiciones de fertilidad de los suelos Pardos con carbonatos estudiados no suministraron las cantidades de nutrientes necesarias para que a través de las asociaciones micorrízicas se satisfagan los requerimientos nutricionales óptimo de las plantas, siendo necesario adicionar cantidades complementarias de nutrientes (NPK) que de forma general corresponden al 50 % de las recomendaciones de fertilizantes que se aplican para obtener altos rendimientos en los sistemas agrícolas tradicionales.
• En los cultivos micorrizados con especies eficientes de HMA, en los suelos Pardos con carbonatos, la aplicación de cantidades altas de fertilizantes, comúnmente superiores al 50 % de las recomendaciones tradicionales de fertilizantes, aunque dependientes del cultivo en cuestión, inhiben o disminuyen la eficiencia de la micorrización y por ende de los procesos de absorción, siendo por tanto menos económicas.
• En experimentos de microparcelas se encontró que la capacidad de micorrización efectiva del inóculo aplicado se mantuvo en los dos-tres primeros cultivos en los suelos Pardos con carbonatos, permitiendo una micorrización eficiente en una rotación de tres cultivos (papa, boniato y yuca), en la cual sólo se inoculó el primero, debiendo ser dependiente la respuesta del tipo y fertilidad del suelo e inclusive de los cultivos específicos utilizados

Fuentes

• Ruiz, L. 2001. Efectividad de las asociaciones micorrízicas en especies vegetales de raíces y tubérculos en suelos Pardos mullidos carbonatados y Ferralíticos Rojos de la región central de Cuba. Tesis presentada en opción al grado científico de doctor en ciencias agrícolas. La Habana: INCA. 100 p.
• Ruiz, L.; R. Rivera, J. Simó y Dinorah Carvajal. Nuevo método de inoculación con micorrizas en las raíces y tubérculos tropicales. XV Congreso del INCA. La Habana: INCA, 2006.
• Ruiz, L. A.; J. Simó Y R. Rivera. Nuevo método para la inoculación micorrízica del cultivo de la yuca (Manihot esculenta Cranrz). Cultivos Tropicales, 31(3):5-20, 2010.
• Rivera, R.; F. Fernández; K. Fernández; L. Ruiz; C. Sánchez y M. Riera. Advances in the management of effective arbuscular mycorrhizal symbiosis in tropical ecosystems. In: Mycorrhizae in Crop Production (eds.) Chantal Hamel and Christian Plenchette. Haworth Press. Binghamton, NY, 2009. p. 151-196.
• INCA (Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas). Dossier del producto EcoMic®. Resultados de las campañas de validación. La Habana, 1998: INCA, 45 p.
• MAartínez Viera, R. y G. Hernández. Los biofertilizantes en la agricultura cubana. II Encuentro Nacional de Agricultura Orgánica. La Habana, 1995: ACAO, 17-19 de mayo. p. 43.