La falacia de la fertilización iónica y algo más

La falacia apunta solamente a que la fertilización ionica, no es de manera alguna, el único mecanismo de las plantas ( reino vegetal ) para nutrirse. En realidad, existe otro mecanismo diferente la fertilización ionica en el suelo.

Sin entrar en preámbulo, en forma directa diremos de entrada, que el mecanismo natural del reino vegetal es la fertilización oxidativa. Y sobre esto versan las siguientes lineas a manera introductiva para dejar invitado a lector curioso para que se introduzca en este apasionante mundo microscópico.

He utilizado la palabra falacia, porque en este foro se ha afirmado que no existe otro mecanismo de fertilización que dispongan las raíces para la nutrición de la planta, que no sea aquel de la fertilización ionica (es una intervención fisiológica en el vegetal).

En realidad, aquí no está en discusión que exista la fertilización ionica con todos sus equipamientos científicos; solo se muestra otro mecanismo, que resulta ser la versión original, robusta, equilibrada e integral que entrega la naturaleza:
“es un proceso oxidativo en plantas para extracción de nutrientes de microbios simbióticos”.

Pero también es falacia para aquellos que solo vislumbran el mundo de los microorganismos como funcionales para un suelo orgánico, formadores de agregados, actuando en consorcios y control de enfermedades, sin una mirada global en su rol de bioma…… no es una visión errónea, es incompleta . Y por extensión , se podría decir que la generación de biofertilizantes naturales (consecuencia de la reacción oxidativa de la materia orgánica), no es mas que “otro eslabón” de una cadena articulada de creación, que desarrollan los microorganismos con su aporte enzimático.

El rol de los microrganismos, su microbiologia, esta interconectada, e integralmente activa en toda la naturaleza; no existe un ecosistema que escape esta constatación.

Y podría decirse algo similar para aquellos que ven la panacea en la agricultura denominada regenerativa; encasillar una categoría de conceptos y otorgarles nombre para crear moda, o una onda de comunicación, resulta mezquino para la naturaleza que actúa a modo de orquesta, cada instrumento tocando su pentagrama, pero que forma un todo integral.
Por supuesto que aquí se anota el rol de la “rizofagia”, pero no para crear una ola de adeptos, sino solo para dar cuenta de otra pieza de conocimiento faltante, que ayuda a dar una visión panorámica del conjunto de la nutrición vegetal. ¡¡Y aún así, no todo esta dicho!!

FORMA DE ACTUAR DE LA FERTILIZACIÓN OXIDATIVA

Hacia el año 2010 una grupo de investigadoras australianas (Queensland: Charry Paungfoo-Lonhienne) reconocieron el mecanismo de bacterias endofitas en raíces de plantas, (parcialmente) en base a tinciones para crear contraste en la observación microscópica, le otorgaron el nombre de rizofagia, en atención a que sus observaciones mostraban que los microbios marcados con tinta y que se introducían en la raíz, desaparecían repentinamente ( rizofagia : comer raíz) . Mas adelante 2018 se obtuvo la información completa del proceso. Rutgers: Universidad Estatal de New Jersey (Estación Experimental de Agricultura)

El "ciclo de rizofagia" es un proceso en el que los microbios alternan entre una fase endófita y una fase de suelo de vida libre. Los microbios de la rizofagia se vuelven intracelulares en las células de la raíz al infectar las células en el meristema de la punta de la raíz. Los microbios existen principalmente como protoplastos sin pared ("formas L" para bacterias y 'micosomas' para hongos) en estrecha asociación con las membranas plasmáticas de las células huésped en las raíces.

En la siguiente gráfica se explicita el mecanismos que involucra.

Una vez introducido el microorganismo (bacteria) en el meristema de la raíz, produce en la punta del pelo radicular, oxido nítrico, que actúa como hormona, provocando una paulatina elongación del pelo radical. Como reacción, la planta (la raíz) genera peróxido de oxígeno (potente oxidante); lo cual produce una liberación de nitrógeno (en forma de nitrato), que reconduce la raíz ahora como nutriente asimilado en su interior.

Al mismo tiempo la bacteria, pierde su membrana y queda en forma de protoplasma, siendo de esta forma expulsada de la raíz (dicho en claro: bacteria sin piel) que regresa al suelo rizosferico.
Se cree que la hipótesis mas factible, respecto del mecanismo de elongacion y creación (intermitente ) de pelos radicales, sea la emisión por parte de los microbios de nanoparticulas de  etileno; la otra hipótesis es que sea el propio oxido nítrico, ambos actúan como hormona.

En la foto siguiente, la científica Xiaoqian Chang (2020 misma Universidad), compara una raíz esterilizada (simulando un manejo convencional de fertilización química ), con otra raíz de la misma especie, pero en presencia de suelo inoculado con pseudomonas fluorescentes: de esa manera se comprueba el ciclo de la rizofagia, donde asoma los pelos radicales expulsando el protoplasma de la bacteria pseodomonas.

Lo notable de esta demostración es la dinámica de la gestión de los pelos radicales: éstos, aparecen y desaparecen en función del ciclo de la rizofagia; no son permanentes en ninguna especie vegetal.

El investigador líder de este tema J. White, estima que en ambientes muy ácidos ( como por ejemplo el que requiere el arándano ) es el único espacio donde la rizofagia es mínima.

En las fotos siguiente, se muestran las dos colonizaciones de las bacterias.

En la lámina siguiente se aprecia el esquema de la reacción interna que resulta de la rizofagia: La dinámica de la rizofagia: en realidad las plantas están cultivado microorganismos en sus raíces. Rastrean microbios hacia ellas, los internalizan, extraen sus nutrientes y los expulsan a travez de los pelos radicales. Este bioma no trasmite enfermedad, solo entrega su carga útil (nutrientes) ; es decir, otorga nutrición y protege contra patogenos; le dá característica mixta endofito /endosimbiotica (mutualismo).

La biota endofítica puede venir inoculada en la semilla o la capta por la raiz; ademas, protegen del extress oxidativo; contra metales pesados , sequía, etc.

El descubrimiento de la rizofagia como mecanismo de entregar nutrientes, muestra la importancia del uso de bacterias en las siembras y plantaciones para reducir costos y fracasos económicos y de manejo agronómicos.

Algunos trabajos indican una reducción de entre 22 a 110 kg / ha menos de Nitrógeno , que puede entregar esta tecnología.
Las plantas cultivas microbios, como nosotros cultivamos a las plantas.

En este caso se trata de microorganismos de caracter endofito que pueden estar en las raíces, semillas, tallos u hojas; pueden bacterias, hongos y en algunos casos algas; se trata de una pluralidad de microbios, es decir, una comunidad.
En los pastos y malezas, es frecuente encontrar endófitos en sus hojas; por ejemplo en las células del parenquima de epicloe-festuca.
Una planta contiene múltiples endófitos. No hay plantas sin microbios.

Aquí se entiende por suelo sano , un suelo con gran diversidad de microorganismos.

La raíz de la planta, exuda diversas sustancias (ácidos orgánicos, aminoácidos, azucares, etc. ) y con eso, atraen los microorganismos; unas vez dentro la planta genera su peróxido de oxigeno con lo cual disuelve o quita la pared celular, así extrae el nutriente y luego los expulsa.

Nuevamente en el suelo regeneran su pared y reiniciar su ciclo.

En alguna fase de desarrollo vegetativo de la planta, cuando no hay absorción de endófitos, no se desarrolla pelos radicales, no emiten elongación sus raíces para expulsar los microbios.

El proceso dentro de la célula se desarrolla no en el citoplasma, sino en el espacio entre la pared celular y la membrana plasmática. Ahí en donde la planta secreta el peróxido de oxigeno.
Existe otro detalle, la planta mueve, a modo de batidora, a los microbios endófitos , lo que se denomina cyclosis.

Simultáneamente, también esta ocurriendo un intercambio desde la planta al microbio, le está aportando fotosintatos ( azucares )

DOS APORTES CONCEPTUALES DE LA RIZOFAGIA:

Ahora bien, estos endófitos son críticos para las plantas en dos aspectos para su adecuado desarrollo ; 1º dan respuesta gravitrópica (triplican esta respuesta) , lo que significa, qué es la razón por la que crecerán hacia abajo las raíces en el suelo. Si no hay endofitos, las raíces no profundizan; y el segundo aspecto ya mencionado, es que no existirán pelos radicales sin endofitos.

Entonces, se puede definir a la rizofagia, como un proceso nutricional de la planta, al igual que la rizosfera.

Cada planta (cultivo) según su suelo/clima, requiere de un paquete de endofitos particular, y esa es la gran tarea que esta desencadenando en todo los centros de investigación, identificar esos componentes de microorganismos adecuados. Sea Algodón, Tomate, Manzanos, Maíz, Cítricos, etc.

En ensayos de laboratorios se ha determinado que la comparación de los cultivos sin endofitos y con endofitos, hay siempre un 30% mas de producción ( biomasa ) ; y cuando se identifican cepas de bacterias específicas portadoras de cada nutrientes, esta cifra se incrementa significativamente.

Pero el aporte se extiende a otros frentes requeridos para un buen manejo agronómicos; como atenuar controles de estrés, mayor tolerancia al estrés oxidativo, antioxidantes, extress de sequía, metales pesados, salinidad, alta temperaturas ( que paralizan la fotosíntesis ); beneficios estos que los fertilizantes por si solos no entregan; también las planta son mas saludables. En esta misma linea de análisis, los microbios que retornan al suelo, provocan otra reacción entre los microbios patógenos, a los cuales colonizan.

LO QUE VIENE:

Esta presentación no pretende mostrar a fondo todo el mecanismo de la rizofagia; solo lo esencial que facilite una comprensión inicial al tema. Aún así, quedaran muchas incógnitas de lógica ocurrencia que no tienen respuesta; por ejemplo ¿que hace que algunas bacterias o microorganismos de la rizofera , que son alimentados por los exudados de la raíz, entren como endofitos y otros permanezcan colonizando la rizosfera? No se sabe si son cepas diferentes de una misma bacteria (pseudomonas fluorescens) , o usen mecanismo desconocido que facilita la penetración o absorción por el meristema de la raíz.
Se desconoce de que manera los estados fenológicos influencian el ciclo de la rizofagia, y así muchas otras incógnitas que otros darán luz.

La Presencia de Endofitos en el Tiempo
No es novedad la constatación de la existencia de los endofitos dentro de organismos vivos de origen animal o humano.
Existe evidencia científica de utilización de endofitos en usos farmacológicos y también agrícolas; aquí algunos ejemplos:

En agricultura para control de fusarium oxysporum, inoculando plantas de tomate precisamente con cepas no patógenas de este mismo microorganismo.

En el área de la contaminación, se han aisladlo endofitos, como el “pestalotiopsis microspora” que degradan el poliuretano tanto en condiciones anaerobia como aerobias. Otro ejemplo es la colonización de la hierba triguera (mazorra) y del sauce o sargatillo, por un hongo denominado DSE (dark septate endofyto) que les dan tolerancia al cadmio y plomo.

De la conifera “tejo del pacifico” se extrae el alcaloide taxol, (paclitaxel) potente anticancerígeno para quimioterapia, como producto del hongo endofito taxus sp.

Existen centros de investigación y estudios que llevan años trabajando en este ámbito; incluso muchos han patentado productos extraídos de estos endófitos.

Señalo algunos como Universidad de la Laguna en Isla Canarias España; el CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo, Montecillo, Mexico.; Universidad Autónoma de Nuevo León Mexico, con avanzados estudios de nutrición endofitica en Algodón, etc.
Y de esta manera se podría alargar la lista de diferentes investigaciones y productos , sin embargo, lo interesante del asunto, es que esta visión ( rizofagia ) es el primer enfoque agronómico de fertilización oxidativa, y es esto, lo que otorga una visión panorámica amplia que ademas da respuesta a incógnitas botánicas y fisiológicas que se mantuvieron por larga data, como la explicación de la aparición y desaparición de los pelos radicales la raíces de las plantas y la razón de porque la rices se quien hacia abajo en su prospección de búsqueda de agua y nutrientes.

También otorga una visión integral al análisis de la bioma en el suelo, donde los consorcios microbianos, son realimentados por la expulsión desde la raíz ( en forma de protoplasma) retornan al suelo para recuperar su estructura ( pared celular) y reiniciar su ciclo como biofertilizantes.

El quorun sensing de los microorganismos, el mecanismo de comunicación para actuar en conjunto ( ) es el formato que da cuerpo a las magnitudes de beneficios que provoca la rizofagia. 1

REFLEXIÓN

Durante los últimos años he estado en distintos foros y charlas sobre los retos que provoca la modificación de la fertilización “convencional” en su transito de sustitución, hacia una fertilización biológica; considerando que desde los orígenes de la revolución verde( ) , ésta, esencialmente 2 dejo fuera el componente orgánico , siendo la causa de los desequilibrios ambientales y nutricionales en la salud humana. Ademas de la contestación diversas voces que , incluso antes de la aplicación masiva del paquete de la revolución verde, ya habían hecho su aparición publica aunque con escasa difusión, denunciando esta omisión.

En efecto, en 1924 Rudolf Steineer habia aparecido con su visión biodinámica y el análisis cromatografico: 1930 aparecieron los libros de Balfour y Howard (marido y mujer ingleses de regreso de India) que apuntaban a una agricultura orgánica en Testamento Agricola y Salud del Suelo, etc, etc.; y por otra parte, la múltiples y acuciosas consultas en torno al libro sobre Fertilización Foliar Total, precisamente sobre mecanismos de la fertilización sus distintas moléculas y bio moléculas, todas estas atenciones, señalan un tipo de interés común en el tema de la fertilización.

En esta senda dos aspectos fundamentales emergieron como de interés en profundización temática: la biofertilizacion y la evolución de la plantas sometidas a este cambio de manejo, y ambos, debido precisamente a que se trata de una “intervención fisiológica” sobre la planta provocada al sustituir el modelo meramente químico.

Un parámetro permanente para medir la riqueza del comportamiento fisiológico de las plantas, en estos procesos de transición de sustitución en fertilización, ha sido la medición del grado brix, que resulta ser eficaz al momento de verificar resultados nutricionales.

En este panorama, la profundización de la fertilización oxidativa y el rol de los microorganismos endófitos, entrega esclarecedoras explicaciones , pero al mismo tiempo abre un amplio campo a nuevas investigaciones; como cito en mi libro, en el campo de la agronomía, nunca existe la palabra final a un tema, como tampoco, una sola explicación a un efecto. Bienvenida sea la rizofagia.

1 Microorganimos y Agricultura, editado y publicado en engormix.com por este mismo autor 2001 - El origen del término “revolución verde” proviene del discurso de 1968 que vertió el entonces Director del USAID
2 WILLIAM GAUD, para referirse a los beneficios que estaba provocando el nuevo paquete de tecnología implementado paulatinamente entre 1955/65 por un grupo de científicos encabezados por Norman Borlaug.