El cultivo de maíz fertilizado con nitrógeno incrementa el contenido de glomalina del suelo

La medición de la calidad y productividad del suelo son necesarios para definir la sustentabilidad de las prácticas agrícolas. La glomalina es una proteína que se utiliza como uno de los indicadores biológicos de calidad de suelo más eficientes, se encuentra en los hongos micorrícicos arbusculares (HMA). Estos hongos están relacionados con la nutrición de la planta, su sanidad y la estructura del suelo en el que se desarrollan los cultivos. Esto se debe a que los HMA se establecen en simbiosis en el sistema radical de las plantas, produciéndose un intercambio de nutrientes del suelo. Las plantas se benefician ya que incrementan su nivel nutricional debido a que las hifas tienen una capacidad exploratoria del suelo hasta 100 veces mayor que la de las raíces, mientras que los HMA reciben sustratos carbonados a cambio (Mosse y Phillips, 1971).

Estos HMA producen glomalina, una glicoproteína que protege a las hifas durante el transporte de nutrientes desde la planta hasta el extremo de la hifa, y desde el suelo hasta la planta. Una vez que las hifas dejan de transportar nutrientes y senesen, la glomalina contenida en sus células se libera y se acumula en el suelo, representando el 5% del contenido de carbono (C) y nitrógeno (N) edáfico (Treseder y Turner, 2006). Esta glicoproteína una vez liberada actúa como un aglutinante de minerales y materia orgánica, por lo que está en directa relación con la estabilidad de agregados y la estructura del suelo. Es decir que la cuantificación de glomalina de un agroecosistema tiene varias implicancias, ya que su abundancia estaría reflejando buenas posibilidades nutricionales para la planta debido al incremento del volumen radicular, la mejor agregación del suelo e infiltración de agua, la mayor permeabilidad al aire, mejor actividad microbiana del suelo, entre otros procesos. El objetivo de este trabajo fue cuantificar el efecto de la fertilización nitrogenada sobre el contenido de glomalina del suelo.

 

Para cuantificar el efecto de la fertilización nitrogenada del cultivo sobre el contenido de glomalina del suelo, se tomaron muestras de un ensayo de maíz variedad Leales 25 como monocultivo, en parcelas de 50 m2 con una densidad de 50 000 plantas por ha, ubicado en Finca el Manantial de la Facultad de Agronomía y Zootecnia de la Universidad Nacional de Tucumán. En este ensayo se aplican tres dosis de nitrógeno bajo la forma química de urea, 50, 30 y 10 kg ha-1 y un tratamiento testigo (sin adición de fertilizante), con 3 repeticiones siguiendo un diseño en bloques completos al azar. Cada parcela con una dosis determinada se mantuvo durante las  campañas 2009/10 hasta 2013/14. Hacia el final del ciclo del cultivo de la campaña 2013/14, se tomaron muestras de suelo provenientes de los primeros 5 cm. De cada parcela se extrajeron seis muestras compuestas. Los muestreos se efectuaron durante la cosecha del cultivo. Las muestras de suelo fueron secadas y tamizadas, para determinar el contenido de C total (Black, 1965), N total por micro-Kjeldhal (Bremmer, 1996), P extractable (Bray y Kurtz, 1945) y azufre (Fontanive et al., 2004). La cuantificación de glomalina fácilmente extractable se realizó según Wright y Upadhyaya (1996).

 

Los datos encontrados, resumidos en la Tabla 1, presentaron una correlación positiva y significativa entre los valores de glomalina (Figura 1) y el contenido de C total (r=0.52), N total (r=0.68), P extractable (r= 0.58) y S inorgánico (r=0.45) en el suelo. También se encontró una correlación positiva y significativa entre la abundancia de glomalina y el rendimiento del cultivo de maíz (r=0.62) mostrado en la Figura 2, registrándose el mayor rendimiento con el tratamiento con la mayor dosis de N.

Entre las poblaciones microbianas de la rizosfera están las micorrizas vesículo arbusculares cuyas funciones están en directa relación con el estado nutricional de la planta, siendo un indicador de su presencia, el contenido de glomalina del suelo. La

 

producción de glomalina por el hongo, como así también el volumen radicular, la presencia de plantas hospedantes, y el balance de nutrientes en el tejido vegetal, influencian decididamente la respuesta del cultivo (Nichols y Wright, 2005). La glomalina producida por los hongos de micorrizas, puede ser alterada por características del suelo como la disponibilidad de nutrientes, que influirá sobre la actividad microbiana (Nichols y Wright, 2005). Las plantas micorrizadas translocan C y N a sus HMA simbiontes, pero cuando el crecimiento está restringido por la falta de nutrientes del suelo, el agregado de fertilizantes mejora la presencia y funcionalidad de las micorrizas (Treseder, 2004), es decir que una fertilización con N en maíz, muestra un mayor contenido de glomalina en el suelo Estos resultados coinciden con la investigación de algunos autores que afirman que en suelos fertilizados la cantidad de glomalina suele ser alta ya que la descomposición de la hifas, con su consiguiente liberación, es más rápida que en suelos no fertilizados (Lovelock et al., 2004).

 

La cuantificación de glomalina del suelo es un biomarcador que permite valorar el efecto de prácticas agrícolas de fertilización. El cultivo de maíz fertilizado con diferentes dosis de N incrementa el contenido de glomalina, siendo esta superior con las dosis más altas.

Black, C.A. 1965. Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy, Inc., Publisher Madison, Wisconsin, pp. 770. 

Bremmer, J.M. 1996. Nitrogen-total. In: Methods of soil analysis, Part 3, Chemical methods. Sparks, DL (ed.). Soil Sci Soc America. Book series Nº 5, pp. 1085-1128.

Bray, R.H., y L.T. Kurtz. 1945. Determination of total organic and available forms of Phosphorus in soils. Soil Science 59: 39-45. 

Fontanive, A., H. Jiménez., A. De la Horra., D. Effron, y L. Defrieri. 2004. Determinación de azufre inorgánico en suelos. Método turbidimétrico. In: Sistemas de apoyo metodológico para Laboratorio de Análisis de suelo, agua, vegetales y enmiendas orgánicas. SAGPyA. ISBN 987-9184-40-8

Lovelock, C.E., S.F. Wright, y K.A. Nichols. 2004. Using glomalin as an indicator for arbuscular mycorrhizal hyphal growth: An example from a tropical rain forest soil. Soil Biol. Biochem. 36:1009–1012. 

Mosse, B., y J.M. Phillips. 1971. The influence of phosphate and other nutrients on the development of vesicular-arbuscular mycorrhiza in culture. J. Gen. Microbiol. 1971: 157-166.

Nichols, K.A., y S.F. Wright. 2005. Comparison of glomalin and humic acid in eight native US soils. Soil Sci. 170: 985–997.

Treseder, K.K., y K.M. Turner. 2006. Glomalin in ecosystems. Soil Sci. Soc. Am. J. 71:1257–1266.

Wright, S.F., y A. Upadhyaya. 1996. Extraction of an abundant and unusual protein from soil and comparison with hyphal protein of arbuscular mycorrhizal fungi. Soil Science 161: 575–586.