En la Parte 1 de esta serie, explicamos cómo se desarrolla la vida microbiana en la lana de roca y compartimos los últimos conocimientos sobre las distintas funciones de los microorganismos "buenos, malos y feos". Está claro que es beneficioso gestionar activamente el microbioma de forma controlada para contribuir a una planta más fuerte, sana, resistente y productiva. Pero, ¿cómo pueden los cultivadores influir en el equilibrio microbiano de la zona radicular? ¿Y cuáles son las ventajas de la lana de roca en este contexto? Siga leyendo para descubrirlo.
«Un mayor enfoque en el microbioma favorece el cambio hacia un cultivo resiliente, ya que el registro de productos fitosanitarios tradicionales es cada vez más escaso para casos de uso especializados, como la horticultura en invernadero, y, a largo plazo, podría ser la clave para dirigir un cultivo hacia rendimientos aún mayores y ciclos de cultivo más rápidos».
Figura 1. Análisis de componentes principales (ACP) de la estructura de la comunidad bacteriana en lana de roca y coco con adición de biocarbón o sustrato de champiñón usado (SMS) durante el cultivo de pepino. Los resultados se obtuvieron dentro de un proyecto PPS Rootzone apoyado financieramente por Dutch Topsector Starting Materials & Horticulture , Club de los 100 de Wageningen UR Horticultura de Invernadero & Bulbos de Flores y Fundación Conocimiento en Invernadero (KIJK).
El microbioma de la zona radicular cambia con el tiempo en medios de cultivo orgánicos y no orgánicos como la lana de roca, según Marta Streminska, ecóloga microbiana de la Universidad e Investigación de Wageningen, Unidad de Negocio de Horticultura de Invernadero y Bulbos de Flores (WUR), en Bleiswijk (Países Bajos): "La propia planta dirige esto activamente hasta cierto punto produciendo diferentes exudados radiculares para atraer a los microbios más beneficiosos en diferentes momentos del ciclo de cultivo (Parte 1: Introducción al microbioma de la zona radicular). Mucha gente no se da cuenta de que los exudados radiculares no son simplemente un producto de desecho de la fotosíntesis. Al contrario, la planta envía intencionadamente a sus raíces entre un 20 y un 30% de los productos de la fotosíntesis para alimentar a los microbios". Así que, en efecto, la planta desempeña un papel activo en la formación de su propio microbioma de la zona radicular.
Influencia de los factores abióticos
Sin embargo, sería beneficioso que los cultivadores pudieran echar una mano a la planta controlando el microbioma. Una forma de hacerlo es influir en los diversos factores abióticos, como la temperatura, el pH y los niveles de oxígeno y agua, que pueden afectar directamente a la composición y las funciones del microbioma de la zona radicular. "Los distintos microbios prefieren temperaturas diferentes, pero felizmente muchos crecen muy rápidamente a 20 o 30 ⁰C, que son las temperaturas habituales en los invernaderos de alta tecnología. Los hongos también influyen en el pH del sistema degradando la materia orgánica compleja. Por eso, en la naturaleza, los suelos con alto contenido en carbono, como los de los bosques, suelen tener un pH bajo", comenta Marta.
"Mientras tanto, las bacterias pueden prosperar en diferentes rangos de pH, con algunos grupos específicos que prefieren niveles de pH de 7 u 8. Pero, como regla general, el pH debe ser lo más bajo posible. Pero como regla general, al igual que con las plantas, la estabilidad es clave para un microbioma sano en la zona radicular. Evita grandes fluctuaciones de humedad o temperatura que puedan causar estrés", subraya.
Ventajas de la lana de roca
La lana de roca ofrece varias ventajas clave en este contexto. En primer lugar, es un sustrato muy dirigible, que permite a los cultivadores gestionar y controlar con precisión los factores abióticos clave que afectan al microbioma de la zona radicular, como el contenido de agua (WC), la CE y el pH.
"Además, a diferencia de los sustratos orgánicos como la tierra o el coco, la lana de roca no contiene de forma natural mucha materia orgánica compleja como celulosa y lignina. Como ya se ha mencionado, los hongos prefieren este sustrato porque producen enzimas extracelulares que descomponen estos compuestos complejos. De hecho, en los medios de cultivo de la lana de roca, las poblaciones de hongos a menudo se ven superadas por las de bacterias, ya que estas últimas se alimentan de compuestos más simples y menos complejos, como la glucosa y los ácidos orgánicos que excretan las raíces de las plantas". explica Marta.
Además, a diferencia de la tierra y la turba de coco, la lana de roca no tiene "historia"; está limpia después de su fabricación y no contiene microbios que hayan quedado de la actividad del Cultivo anterior. Por lo tanto, la lana de roca nos brinda la oportunidad de empezar de cero. Pero, por supuesto, hay que tomar las medidas adecuadas para garantizar que el sistema permanezca libre de microbios nocivos, utilizando material vegetal sano y una solución nutritiva libre de patógenos. Recuerde que si quiere gestionar activamente el microbioma, tiene que empezar en cuanto ponga las semillas en el bloque de propagación de lana de roca; no espere hasta la mitad del ciclo de cultivo", aconseja.
La importancia del oxígeno
Los factores más importantes que afectan al crecimiento microbiano son la disponibilidad de carbono orgánico y oxígeno, afirma. "Sin embargo, es importante saber que los microbios no siempre dependen del oxígeno para respirar, también pueden utilizar nitratos o sulfatos. Por eso, si hay demasiada agua en el sustrato, utilizarán rápidamente el oxígeno restante y se convertirán en nitratos o sulfatos. Esto reducirá la disponibilidad de nutrientes para la planta. Por eso es importante que los cultivadores mantengan niveles suficientes de oxígeno en la zona radicular evitando el riego excesivo, no sólo para las raíces de la planta, sino también para los microbios". Sin embargo, es importante entender que la respiración anaeróbica no empieza hasta que los niveles de oxígeno en la zona radicular han caído muy por debajo de 1 mg O2/l. Los microbios sólo cambian a la respiración anaeróbica cuando no tienen otra opción. La respiración con oxígeno sigue proporcionando la mayor cantidad de energía", añade Marta.
Esta es otra área en la que los medios de cultivo de lana de roca pueden ser ventajosos, porque ofrecen la oportunidad de controlar de forma óptima el contenido de agua (WC%) en la zona radicular. Además, la lana de roca está diseñada para distribuir el agua y, por tanto, el oxígeno, de manera uniforme por todo el volumen del medio de cultivo. "Esto es importante, porque la investigación ha demostrado que, aunque la rizosfera, la zona situada a unos 2 mm de las raíces, tiene el mayor número de microbios, la diversidad microbiana puede ser realmente mayor más allá de esa zona y las plantas seleccionarán microorganismos especializados de toda la zona radicular para colonizar sus raíces. Por lo tanto, para tener un cultivo sano, hay que mantener activos todos los microbios buenos de toda la zona radicular, no sólo los más cercanos a las raíces", afirma Marta.
¿Se pueden añadir microbios beneficiosos?
Yendo un paso más allá de la dirección abiótica, ¿es posible también influir positivamente en el microbioma añadiendo mezclas de microbios beneficiosos al agua de alimentación? "Algunos cultivadores ya lo están haciendo y hay varios Productos Probióticos en el mercado, pero su eficacia varía", responde Marta. "Los Productos deben ser compatibles tanto con la especie de tu planta como con tu sistema. En algunos casos, el Bacillus o el Trichoderma permanecen como esporas en reposo en lugar de estar activos en el sistema. Los microbios añadidos tienen que establecerse primero en el sistema de Cultivo. A veces no pueden hacerlo porque no disponen de suficiente alimento. Además, algunos microbios no pueden sobrevivir en determinados sistemas de cultivo porque compiten con los microorganismos ya presentes en el sistema", añade.
Probióticos para plantas
"Por eso ahora estudiamos formas de influir positivamente en el microbioma natural. Porque si los microbios ya están ahí, al menos sabemos que pueden sobrevivir en el sistema. Así que si podemos dar a los buenos algo extra de lo que alimentarse, de forma similar a como funcionan los prebióticos en los humanos, podemos fomentar el predominio de microbios beneficiosos en la zona radicular", añade Marta. "Entonces, manteniendo unas condiciones estables en la zona radicular, los exudados de las raíces pueden hacer su trabajo".
Todo sobre el equilibrio
A pesar de la considerable investigación fundamental sobre el microbioma del suelo realizada en las últimas décadas y de los grandes avances de la investigación del microbioma en medios de cultivo sin suelo en los últimos cinco o seis años, aún queda mucho por aprender sobre el complejo mundo del microbioma de la zona radicular. "Sin embargo, ahora está claro que una planta no puede funcionar sin microbios y que desinfectarlo todo no es el camino a seguir, ya que acaba tanto con los buenos como con los malos. Además, la eficacia de los distintos métodos de desinfección varía mucho", afirma el ecólogo microbiano. "En lugar de eso, el objetivo es promover la supresión de enfermedades en la rizosfera y en la zona radicular más amplia. Se trata de equilibrio: los microbios 'malos' del microbioma de la zona radicular no son un problema, siempre que el sistema sea lo bastante estable para que los microbios 'buenos' y las propias respuestas de la planta impidan que la enfermedad se instale".
Por lo tanto, una mayor atención al microbioma apoya el cambio hacia un cultivo resistente, especialmente en vista de la actual eliminación progresiva de los Productos fitosanitarios de base química en Europa y en otros lugares. Esto encaja bien con la Agricultura en ambientes controlados, sobre todo en combinación con la lana de roca. Como medio de cultivo libre de patógenos, los Productos Grodan no sólo proporcionan un comienzo limpio y consistente para el cultivo, sino que también ayudan al cultivador a gestionar activamente un microbioma sano y equilibrado controlando los factores abióticos como el contenido de agua, el pH y los niveles de oxígeno.
Potencial de mayor producción y cultivo más rápido
"En la investigación fundamental, ya se ha visto que algunos microbios pueden desencadenar la producción de hormonas vegetales que conducen a un crecimiento de las plantas más generativo. En otras palabras, a largo plazo, los microbios podrían ser la clave para dirigir un cultivo hacia rendimientos aún mayores y ciclos de cultivo más rápidos. Hacer más hincapié en el microbioma de la zona radicular tiene el potencial de mejorar la productividad de las prácticas de horticultura en el futuro", concluye Marta.
