Food News Latam - La solubilización de fosfato ¿Una nueva alternativa biológica?

 

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La solubilización de fosfato ¿Una nueva alternativa biológica?

Agricultura Colombia

Lucía Constanza Corrales Ramírez, Docente investigadora de la Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca, Colombia, investigó la solubilización de fosfatos como una función microbiana importante en el desarrollo vegetal.

tierraEl suelo es un cuerpo natural que cubre la mayor parte de la superficie terrestre, posee las condiciones adecuadas para que exista una gran diversidad microbiana capaz de realizar procesos que ayudan al sostenimiento del mismo. Se encuentra conformado por rocas y capas de otros elementos como el humus, arcilla y arena, donde se desarrollan la mayor parte de los ciclos vitales microbianos, además es una importante fuente de macro y micronutrientes. Entre las funciones del suelo están: actuar como regulador del ciclo del agua, con capacidad de retener sustancias y favorecer la transpiración de aire a través de la superficie. Estas condiciones en el suelo hacen posible la presencia de diferentes microorganismos que por las funciones metabólicas que cumplen aumentan la cantidad de nutrientes asimilables para la planta, fortalecen la relación simbiótica con la raíz de la planta y por ende facilitan el crecimiento vegetal.

La creciente degradación de los suelos disminuye el rendimiento de la producción agrícola así como la actividad humana que lleva a procesos como la erosión, la deforestación y la contaminación de los ríos, obteniendo productos agrícolas de baja calidad y por ende baja productividad desde el punto de vista económico. Los agricultores utilizan de forma indiscriminada fertilizantes químicos que dañan el suelo acumulándose como sales que deterioran la calidad del mismo, optar por alternativas biológicas mejoraría notablemente el rendimiento de las cosechas y garantizaría la protección del medio ambiente.

La solubilización de fosfatos es una de las funciones que se ha convertido en tema de investigación por su importancia para la agricultura. Entre los géneros bacterianos que poseen esta cualidad se destacan Bacillus sp, Stenotrophomonas sp, Burkholderia sp, entre otros. La presencia de estas bacterias en el suelo aumentan la cantidad de diferentes iones, uno de éstos es el fósforo que al ser hidrolizado con enzimas como los fitasas, facilitan la movilidad de este elemento en el suelo y lo transforman en un compuesto accesible para la planta.

El fósforo es uno de los requerimientos esenciales para el crecimiento y funcionamiento de la planta, éste se encuentra involucrado en el desarrollo de la raíz y del grano, en el crecimiento y la floración; cumple funciones en el metabolismo energético celular y en procesos de fotosíntesis. Es uno de los elementos vitales para el desarrollo vegetal, sin embargo, este se encuentra en baja disponibilidad en la corteza terrestre debido a que la movilidad en el suelo es restringida, de tal forma que la planta absorbe el elemento de su entorno específico en mínimas cantidades. La reserva de fósforo se encuentra en las rocas, unido al oxigeno formando fosfatos.

El fósforo inorgánico está representado por el fósforo presente en minerales primarios como las apatitas, hidroxiapatitas y oxiapatitas, este no es asimilable por las plantas ya que es insoluble, por ello realiza procesos de intercambio a una velocidad muy lenta. Las principales formas del fósforo orgánico son el fosfato de inositol, los ácidos nucleicos y fosfolípidos. Se encuentra principalmente en restos vegetales y animales, es degradado por los microorganismos presentes en el suelo, estos hidrolizan el fósforo orgánico mediante enzimas, liberando el fosfato, el cual es asimilable por las plantas.

El depósito principal está constituido por rocas fosfóricas. El ciclo comienza con los iones de fosfatos disueltos, las plantas lo absorben a través de sus raíces y lo distribuyen en todas las células. A su vez, los animales lo adquieren al ingerir los vegetales. Al morir las plantas y los animales a través de sus excretas liberan fósforo insoluble y las bacterias que solubilizan fosfato transforman el fósforo en fosfatos inorgánicos disueltos, una parte de dichos fosfatos son arrastrados al mar, los cuales descienden hasta el fondo y forman rocas, la otra parte de estos fosfatos lo toman las algas, las aves marinas y los peces siendo finalmente ingeridos por los seres humanos con lo cual se completa el ciclo.

La solubilización de fosfato se da como resultado de la acidificación del espacio periplásmico por los ácidos producidos de la DO de la glucosa y otros azúcares aldosa reductasa por la glucosa deshidrogenasa. Entre los ácidos que se producen por esta vía se encuentran: ácido acético, láctico, málico, succínico, tartárico, oxálico y ácido cítrico.

El estudio sugiere que el sistema de la vía de oxidación para el metabolismo de la glucosa deshidrogenasa puede ser manipulada genéticamente al transferir los genes codificantes a otros microorganismos para que puedan actuar como potenciales solubilizadores de fosfato y sean aplicados en la agricultura.

Las fosfatasas son producidas por algunos microorganismos y su liberación se estimula en condiciones específicas como la disponibilidad de materia orgánica, humus, estiércol, residuos vegetales, coloides, así como el bajo nivel de fósforo en el suelo.

En la actualidad las fitasas son de gran interés biotecnológico por su aplicabilidad en el mejoramiento de cultivos, entre los mecanismos más comunes se encuentran la producción de fosfatasas ácidas por la presencia de sustratos específicos en el suelo.

Bacillus es el género más representativo del grupo de solubilizadores de fosfato, se encuentra presente en el suelo, agua, vegetales y aire, poseen diversos mecanismos de supervivencia como la formación de esporas centroméricas ante situaciones adversas, hasta encontrar las condiciones favorables para su crecimiento, con una gran capacidad metabólica que conlleva a que su colonización en la rizósfera sea exitosa.

Los biofertilizantes a base de microorganismos benéficos han sido objeto de investigaciones puesto que su aplicabilidad en los suelos presenta una mayor eficacia y la planta puede disponer de mayor fósforo soluble. Esta alternativa minimiza notablemente el impacto ambiental que producen los fertilizantes químicos, mejorando el rendimiento de los cultivos y limitando el uso de estos productos tóxicos para el suelo que conllevan a su erosión.

La alteración del equilibrio en el ecosistema del suelo se debe a la actividad agrícola realizada por el hombre quien en busca de mejorar la productividad de los cultivos utiliza fertilizantes químicos que no solo tienen un impacto negativo en el aspecto ambiental sino también en el económico. Optar por alternativas como los biofertilizantes constituye un aprovechamiento de los microorganismos como Bacillus sp, un género que se caracteriza por ser potencialmente solubilizador de fosfato. El uso de las técnicas de biología molecular permiten manipular genéticamente los microorganismos, ofrece un campo de alternativas para optar por medidas que pueden tener un impacto positivo en el medio ambiente y estrechar aún más la relación simbiótica entre las bacterias y la planta. Sin embargo es necesario obtener mayor conocimiento sobre las características específicas de las bacterias promotoras de crecimiento vegetal para lograr definir las condiciones adecuadas para el desarrollo óptimo del proceso de solubilización del fosfato.

Considerando que el fósforo es un elemento indispensable para el crecimiento vegetal, se ha visto la necesidad de buscar alternativas que permitan el uso eficiente de este nutriente mediante bacterias que logren obtener los iones solubles de fosfato para la planta. El género Bacillus sp ha demostrado ser una excelente alternativa en el proceso de solubilización de fosfato y por esto es recomendable caracterizar su perfil genético, para optimizar su desempeño como biofertilizante. En ese orden de ideas, la agricultura limpia con el uso de biofertilizantes a largo plazo va a permitir recuperar los suelos que hayan sido explotados con malas prácticas agrícolas, logrando minimizar daños al medio ambiente y a su vez recuperar las propiedades y fertilidad de los suelos y por ende la calidad de los cultivos.

Informó Carolina Brescia para FoodNewsLatam.com

 

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