jueves, 21 de noviembre de 2013

CORRECCION DE SUELOS ACIDOS MEDIANTE ENMIENDAS CALIZAS

Enmiendas calizas y corrección de suelos ácidos

Enmiendas calizas - Corrección de suelos ácidos

Publicado el:
Autor/es:
(57078)
(83)
1. INTRODUCCIÓN

Los suelos ácidos contienen una cantidad considerable de cationes hidrógeno. La acidificación del suelo puede ser debida a causas naturales (materia original pobre en cationes básicos, lavado de calcio en regiones de clima lluvioso, etc.) o provocada por el hombre (incorporación de residuos o fertilizantes ácidos, lluvia ácida causada por ciertas industrias, etc.).
Clasificación de los suelos según el valor de pH
pH Evaluación Efectos
Menor de 4,5 Extremadamente ácido Condiciones muy desfavorables
4,5 - 5 Muy fuertemente ácido Posibles efectos de toxicidad
5,1 - 5,5 Fuertemente ácido Deficiente asimilación de algunos elementos
5,6 - 6 Medianamente ácido Adecuado para la mayoría de los cultivos
6,1 - 6,5 Ligeramente ácido El más adecuado para la asimilación de nutrientes
6,6 - 7,3 Neutro Efectos tóxicos mínimos
7,4 - 7,8 Medianamente básico Existencia de carbonato cálcico
7,9 - 8,4 Básico Deficiente asimilación de algunos nutrientes
8,5 - 9 Ligeramente alcalino Problemas de clorosis
9,1 - 10 Alcalino Presencia de carbonato sódico
> 10 Fuertemente alcalino Poca asimilación de algunos nutrientes

La causa más frecuente de la acidificación del suelo es el lavado del calcio en regiones con mucha pluviometría. En regiones áridas y semiáridas suele haber suficiente contenido de calcio, pero no así en las regiones muy lluviosas.
Los suelos ácidos no son favorables par el desarrollo de la mayoría de los cultivos, por lo que es preciso corregir la acidez, tratando de sustituir los cationes hidrógeno por cationes calcio. Esta operación se llama enmienda caliza o encalado.

La función de la enmienda es la de corregir las propiedades mecánicas y físicas del suelo. La adición de cal mulle las tierras compactas.


2. ¿CÓMO SE MANIFIESTA LA FALTA DE CAL?
Ciertas observaciones permiten, antes de cualquier análisis, reconocer los terrenos provistos insuficientemente de cal.

  • El estado físico del suelo- Un suelo que drena mal, que absorbe lentamente el agua de lluvia, un suelo difícil de lavar, es generalmente pobre en cal.
  • La descomposición de la materia orgánica-Cuando el estiércol, los abonos verdes u otros abonos orgánicos se encuentran intactos al hacer las labores un año o más después de haberse enterrado, se pone de manifiesto que la actividad microbiana es muy pequeña, debido a un pH bajo.
  • El aspecto de las cosechas y la vegetación espontánea- Cuando el trébol y, sobre todo la alfalfa vegetan, difícilmente, se puede diagnosticar el contenido insuficiente de cal en el suelo.

Los síntomas característicos de carencia de cal se localizan sobre todo en las hojas tiernas, que se tuercen en forma de ganchos. Las hojas terminales se desecan a partir de la punta y de los bordes.
La vegetación espontánea constituye también un buen índice de la acidez.
Antes de adoptar la decisión de encalar un suelo, es necesario conocer su estado cálcico. Se debe de disponer de los datos de pH y contenido en calcio (Ca2+).
pH y contenido de calcio (Ca2+)
pH Calcio activo Estado cálcico Necesidades de encalar
pH ≥ 6,5 Cualquiera Satisfactorio No necesita encalar
Control cada 2 o 3 años.
5,5 < pH < 6,5 ≥2 % ó 10 meq/100gr Satisfactorio Encalado de conservación
No satisfactorioEncalado de corrección
pH ≤ 5,5 Cualquiera No satisfactorio Encalado de corrección



a: Si el suelo es claramente ácido (pH = 5 o inferior) será necesario encalar.

  • En una primera aplicación sólo se debe elevar el pH media unidad y, después, con uno o dos años de intervalo, se puede hacer otro encalado que eleva otra media unidad, hasta que el pH quede dentro del intervalo 6 a 6,5.

  • No se sube más de media unidad cada vez para impedir el bloqueo de microelementos que un encalado fuerte puede producir.

  • Otras razones para no subir más de media unidad son:

    • Se acelera excesivamente la transformación de la materia orgánica del suelo.

    • Se modifica demasiado rápidamente la vida microbiana del suelo.

    • Se insolubiliza determinados elementos del suelo

    • Se hace un excesivo adelanto de capital.

Con pH » 6 y tierras ligeras con alto contenido en humus no se encala porque en estas tierras un pH superior a 6,5 puede ser perjudicial.

Con pH » 6 o 6,5 y suelo arcilloso o de limo fino es conveniente encalar hasta alcanzar pH » 7. (Se busca corregir sus propiedades físicas, disminuyendo su toxicidad y haciéndolas más sueltas).

Con terreno arcilloso y cultivo de alfalfa o remolacha, no hay problema por hacer encalado y subir el pH a 7,5.

Los productos utilizados como enmienda cálcica pueden ser:
  • Óxido e hidróxidos de cal.
  • Carbonatos cálcicos (calizas).
  • Dolomitas (carbonato cálcico magnésico)
  • Sulfato cálcico (yeso).
  • Margas
  • Cretas
  • Silicatos de calcio o magnesio.
  • Residuos industriales (subproductos de azucarería)
  • Cenizas de madera.
3. ENCALADO DE CORRECCIÓN
La dosis necesaria para elevar 1 Ud de pH en distintas clases de suelo y para una profundidad de 15 cm. (Si se quiere modificar 30 cm de suelo se multiplican estas cantidades por 2).



Encalado de corrección
Caliza necesaria (Kg CaCO3) para elevar el pH de:
 
4,5 a 5,5
5,5 a 6,5
Suelos arenosos
1.500
2.250
Suelos francos
2.000
3.000
Suelos limosos
2.750
3.750
Suelos arcillosos
3.500
4.250
Cal viva necesaria (Kg CaO) para elevar el pH de:
 
4,5 a 5,5

5,5 a 6,5
Suelos arenosos
850
1.250
Suelos francos
1.100
1.700
Suelos limosos
1.600
2.100
Suelos arcillosos
2.000
2.400


Según P.Urbano Terrón "Fitotecnia-Ingeniería de producción vegetal" se pueden utilizar distintos métodos para subir el pH de los suelos:

  1. Método basado en el pH y en el poder tampón del suelo.
  2. Método basado en el estado de saturación del complejo del complejo absorbente.
  3. Método de incubación.
  4. Método basado en el desplazamiento del aluminio de cambio.
  5. Método rápido basado solamente en el pH (este es el que hemos especificado o utilizado.

Poder neutralizante:
El efecto neutralizante de los diferentes productos suele referirse al de la caliza o al de cal viva tomados como índice 100.


Poder neutralizante de diferentes enmiendas
a) Índice 100 para la caliza b) Índice 100 para la cal viva
Cal viva CaO
180
Cal viva CaO
100
Cal apagada Ca(OH)2
136
Cal apagada Ca(OH)2
76
Dolomita CaCO3MgCO3
109
Dolomita CaCO3MgCO3
61
Caliza CaCO3
100
Caliza CaCO3
56
Silicato cálcico
86
Silicato cálcico
48
Yeso CaSO4 2 H2O
58
Yeso CaSO4 2 H2O
33



4. ENCALADO DE MANTENIMIENTO O DE CONSERVACIÓN

Una vez conseguido el pH deseado hay que hacer un encalado de mantenimiento.


Encalado de mantenimiento
 
Cal viva (CaO)
Kg/ha año
Cal apagada (Ca(OH)2)
Kg/ha año
Cal molida
Kg/ha año
Tierras ligeras
200 – 400
300 – 600
400 – 800
Tierras silíceo arcillosas
400 – 500
600 – 750
800 – 1.000
Tierras arcillosas
500 - 600
750 - 850
1.000 – 1.200

Estas dosis pueden suministrarse en tierras ligeras cada 3 años, en cuyo caso habría que multiplicar las dosis anteriores por 3.
En tierras fuertes estas dosis se pueden suministrar cada 5 años, en cuyo caso habría que multiplicar las cantidades por 5.
5. FORMA DE HACER LA ENMIENDA5.1. VELOCIDAD DE ACTUACIÓN
Las cales vivas (CaO) y apagadas (Ca(OH)2) se consideran productos de actuación rápida pues prácticamente en un mes reaccionan con el suelo y realizan su acción neutralizante.
La caliza (CO3Ca) finamente triturada es un producto de acción lenta ya que durante el primer mes solamente reacciona un 50% del producto aportado necesitándose 6 meses o más para que efectúe una acción neutralizante.
La dolomita es aún más lenta que la caliza. Resulta un 50% más lenta.

La actuación de los silicatos es excesivamente lenta por lo que son de escasa actuación.
Las espumas de azucarería y el yeso (CaSO42H2O) son de velocidad intermedia.
- Para suelos arenosos y determinados cultivos utilizar calizas (CO3Ca) y dolomitas (CaCO3 MgCO3).
- Para suelos arcillosos utilizar cal viva o apagada.


5.2. ÉPOCA DE APLICACIÓN
Se encala el suelo, no la planta. Elegir la época del año en la que se encuentren los suelos desnudos, sin cultivo. De acuerdo con la marcha de las rotaciones de los cultivos hay dos épocas muy definidas: otoño y primavera.
Normalmente se hacen aplicaciones de otoño aunque, en ocasiones, se realizan aportes en primavera. No se debe hacer aplicaciones con suelos muy húmedos para evitar pérdidas de producto.
De acuerdo con el calendario de siembras y según el producto a utilizar como enmienda, es recomendable:

  • Para encalados con cal viva, anticiparse 1 mes a las fechas de siembra. Debe cuidarse la posible acción cáustica de la cal sobre las semillas.
  • Para encalados con yeso o con espumas de azucarería se aportará la enmienda entre 1 y 2 meses antes de la siembra.
  • Para encalados con caliza, realizar el encalado aproximadamente 3 meses antes de la siembras para que el producto tenga tiempo de actuar.
  • Para encalados con dolomita, se deberá actuar con una antelación de 3 a 6 meses de la siembra.

El encalado del suelo se realizará como una operación individualizada antes de los posibles estercolados o de la fertilización de presiembra.
No debe aportarse en una vez una cantidad de enmienda que suponga una modificación de pH superior a una unidad y, siempre que sea posible, se actuará aportando cantidades menores, aproximadamente, para modificar 0,5 unidades de pH.

Observaciones:
  • Si se estercola habrá que hacerlo en dos operaciones diferentes, ya que si se pone en contacto el estiércol con la cal se desprende amoníaco.
  • Tampoco debe ponerse en contacto la cal con los fertilizantes nitrogenados amoniacales por los riesgos que se presentan de volatilización de nitrógeno amoniacal.
  • No mezclarse con los sulfatos de cal o con las escorias fosfatadas, por existir el peligro de retrogradación de las formas asimilables de P2O5 a fosfato tricálcico, no asimilable.
  • Pueden mezclarse estas enmiendas con KCl y K2SO4, pero solamente en el momento de la distribución. Sin embargo, no es práctica habitual este tipo de mezclas.

5.3. DISTRIBUCIÓN

  • Si se maneja cal viva, es necesario que se apague antes de distribuirla en el campo. Para ello, se hacen montones en el suelo y se deja que se apague con la humedad atmosférica. Para impedir que se carbonate, es conveniente tapar los montones con tierra. Después se cortan los montones y se distribuyen manualmente con pala por toda la parcela.
  • Si se aplica cal apagada, caliza triturada, yeso o espumas, pueden emplearse remolques o camiones distribuidores. Debe tenerse en cuenta que, debido a las elevadas cantidades a utilizar en el tratamiento, las abonadoras normalmente utilizadas en la distribución de fertilizantes minerales tienen escaso rendimiento.





5.4. ENTERRAMIENTO
Es necesario enterrar la enmienda con la ayuda de un rastra de dientes, rastra de discos o cultivador procurando que se mezcle bien con el suelo en la profundidad deseada. Generalmente, en estas operaciones se distribuye la enmienda sobre el terreno y se entierra superficialmente (15 a 20 cm) con una labor. Para una labor de mayor profundidad, se puede esperar que la cal descienda con las aguas de lluvia o de riego.
Para los cultivos polianuales como es el caso de las praderas, la aplicación se hace en cobertera utilizando productos no caústicos y aprovechando las épocas con suficiente humedad para que la cal penetre en el suelo, pero sin que las lluvias provoquen pérdidas de la enmienda.
En la práctica, para juzgar el efecto de una enmienda caliza, es necesario esperar 2 años (2 a 3 labranzas después de su incorporación) antes de tomar las muestras de tierra para su análisis.
6. CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA

  • Las aportaciones masivas de producto efectuadas de una sola vez modifican bruscamente las propiedades del suelo, pudiendo provocar efectos desfavorables, tales como la insolubilidad de algunos elementos fertilizantes y la modificación de la vida microbiana.
  • La cal, al modificar la reacción de los suelos en el sentido de basificarlos, les hace más exigentes en principios fertilizantes, contribuyendo a que se inmovilice el boro, hierro, manganeso, cobre, zinc y aluminio entre otros elementos; inmovilizado que si bien es beneficioso con relación al aluminio, no sucede otro tanto respecto a los cinco oligoelementos citados, pudiendo provocar como consecuencia carencias en los cultivos.
  • En suelos arenosos es preferible utilizar dosis pequeñas repetidas frecuentemente, mientras que en suelos arcillosos pueden utilizarse dosis mayores distanciadas más tiempo.
  • Una dosis excesiva en el encalado provoca una descomposición muy rápida de la materia orgánica, con lo cual aumenta el rendimiento de la cosecha durante unos cuantos años, pero a costa de agotar pronto el suelo.
  • La cal agota los suelos y los buenos efectos que puede desempeñar es a costa de consumir su humus, activando su descomposición y nitrificación; por ello no deben realizarse encalados en terrenos pobres en materia orgánica a menos que se aporte ésta.
  • Al incorporarse al suelo óxido, hidróxido o carbonato cálcico, una cierta proporción del producto reacciona con CO3H2 del suelo transformándose en bicarbonato cálcico soluble (CO3H)2 Ca.
  • En el enyesado, el aporte es mediante sulfato de calcio. El yeso, que desempeña un papel como modificador de la potasa en los suelos, influye también muy favorablemente sobre los cultivos por el azufre que proporciona. El enyesado debe aplicarse sobre terrenos previamente bien fertilizados con productos que aporten fósforo.
  • Las espumas de azucarería, que es un subproducto de la fabricación del azúcar, sirven perfectamente para ser utilizadas como enmienda caliza. Su descomposición acusa una riqueza en cal variable entre el 15% y el 30%, a la que acompañan pequeñas cantidades de ácido fosfórico, nitrógeno y potasa.

7. BIBLIOGRAFÍA

  • "Manual práctico sobre utilización del suelo y fertilizantes". José Luis Fuentes Yagüe.
  • "Fitotecnia-Ingeniería de la Producción vegetal". P. Urbano Terrón.
  • "El suelo y los fertilizantes". J. Luis Fuentes Yagüe.
  • "El suelo, los abonos y la fertilización de los cultivos". Andrés Guerrero.
  • "Interpretación de análisis de suelo y consejo de abonado". Junta de Extremadura. Consejería de Agricultura, Industria y Comercio.
  • "Abonos-Guía práctica de la fertilización". Andrés Gros.
  • "Fertirrigación Cultivos Hortícolas y Ornamentales". Carlos Cadahía López.

BIOFERTILIZANTES (MICORRIZAS)

La micorriza arbuscular (MA) centro de la rizosfera: comunidad microbiológica dinámica del suelo

Publicado el:
Autor/es:
(1527)
(17)
Resumen
Los hongos micorricicos arbuculares (HMA) son parte integral del sistema suelo. La rizosfera se compone del suelo cercano a las raices de las plantas y es afectada por la actividad de ellas. La micorrizosfera es la zona del suelo afectada por la asociacion micorrizica, la cual tiene dos componentes, la capa de suelo alrededor de las raices micorrizadas y la otra es el suelo cercano a las hifas del hongo micorricico (HM)o micelio externo que compone la hifosfera o micosfera. Las interacciones del (HMA) son multiples e involucran microorganismos y microfauna en la micorrizosfera. Entre los organismos que interactuan con los HMA estan los solubilizadores de fosforo, productores de hormonas de crecimiento y quitinasa, saprofitos, patogenos de plantas, depredadores y parasitos. Investigaciones futuras deben dirigirse hacia el papel de los HMA en relacion a ciclos de nutrimentos tanto en ecosistemas naturales conservados como degradados con enfasis en su productividad y estabilidad.
Palabras clave: Rizosfera, hongos micorrizicos arbusculares, edafosistema, Glomeromycota.
El objetivo de abordar este tema es el de difundir ¿que es la risosfera? introduciendo al lector en este microcosmos viviente, donde uno de los protagonistas es la micorriza arbuscular (MA), donde participan hongos beneficos para el crecimiento de las plantas y mejoran la fertilidad del suelo.
La rizósfera comprende la región del suelo ocupada por las raíces de las plantas, donde crece una comunidad microbiológica diversa y dinámica, cuya actividad se vincula con distintos procesos relacionados con el agua, nutrición mineral, intercambio de cationes y producción de exudados, entre muchos otros, que la hacen diferente del resto del suelo en sus propiedades físicas, químicas y biológicas.
Un ejemplo de ello es el pH o potencial de iones hidrogeno, que en la rizósfera es mas acido por el intercambio cationico y por la producción de ácidos orgánicos, el potencial de agua también cambia y es menor, así como la presión parcial de oxigeno, la actividad respiratoria permite acumular mas dióxido de carbono y de carbohidratos solubles procedentes de exudados de las raíces (Suresh y Bagyaraj, 2002).
Estas condiciones favorecen el crecimiento de microorganismos por gramo de suelo, que es dos o tres veces mayor que en el suelo que no es parte de la rizósfera. La disponibilidad de nutrimentos se ve influenciada por las raíces y en consecuencia la microflora compuesta principalmente por bacterias, actinomicetos, hongos y algas que es dinámica y cambia cualitativa y cuantitativamente, repercutiendo de diferente forma en el crecimiento de las plantas y de otros microorganismos del suelo, entre ellos la microfauna (protozoarios y nematodos) y la mesofauna, donde los ácaros juegan un papel importante.
Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) forman una parte medular de la rizósfera, por que entre otras cosas se caracterizan por crecer una parte de ellos en el interior de la raiz de la planta hospedera, especificamente en el apoplasto de las celulas corticales y la otra en su exterior, ambas comunicadas por un micelio externo que explora gran superficie de suelo.
Esta dualidad le confiere cierta ventaja en el edafosistema, debido a que el hongo MA intraradical no tiene competencia o antagonismo con otros microorganismos del suelo y tiene asegurado el suministro de nutrimentos de la planta hospedera, lo cual le permite una mayor biomasa cercana a la raíz y mayor influencia en la planta, ventaja que no tienen otros microorganismos que habitan únicamente la rizósfera.
Los hongos MA pertenecen al phylum Glomeromycota (ShüBler et al, 2001) son poco conocidos por la mayoría de las personas, pero de gran importancia para los ecosistemas terrestres. El termino micorriza hace referencia a la asociación simbiótica entre raíces de plantas y hongos, es llamada mutualista porque tanto los hongos como la planta hospedera se benefician. El hongo simbionte recibe carbohidratos de la planta ya que el es incapaz de realizar fotosíntesis y, a cambio, brinda a la planta varios beneficios reflejados en su crecimiento como se describe posteriormente.
Hay distintos tipos de micorrizas de las cuales hay abundante información (Brundrett, 2004), sin embargo la MA se ha encontrado en la mayoría de las plantas terrestres incluyendo cultivos de importancia agrícola.
Con base en registros fósiles se calcula que el origen de los microscópicos hongos Glomeromycota, ocurrió o hace aproximadamente 600 millones de años, por otra parte esporas e hifas de hongos Glomales fueron descubiertas en rocas que datan de hace 460 millones de años en el período Ordivicico (Redecker et al, 2000), se maneja la hipótesis de que fueron un valioso instrumento de las plantas al inicio de la colonización del ambiente terrestre.
Estos hongos crecen en el suelo de todo el mundo y establecen relaciones simbióticas con las raíces de más del 80 % de las plantas terrestres. Se han descrito alrededor de 200 especies, clasificados en cuatro ordenes: Glomerales, Diversisporales, Paraglomerales y Archaeosporales; 11 familias y 17 géneros (Schüßler y Walker, 2010; NCBI, 2010). Históricamente muchas especies de este phylum se han descrito y nombrado con base en la morfología de sus esporas, pero se ha visto que no es suficiente para conocer su verdadera filogenia, recientemente se esta recurriendo al análisis de los genes para circunscribir los taxa (Schüßler y Walker, 2010).
Los hongos MA se han considerado simbióticos obligados, es decir no pueden completar su ciclo de vida, sin establecer simbiosis con la raíz de una planta, sin embargo conforme se conoce mas de la diversidad de estos organismos, lo anterior puede ser una generalización ya que hay especies de las cuales aun se desconoce su nutrición.
Se les llama arbusculares ya que en las células corticales de la raíces, sus hifas forman estructuras que parecen tener forma de arbolitos microscópicos (Fig. 1a y b). Además en muchas ocasiones al colonizar la planta intraradicalmente desarrollan unas estructuras que reciben el nombre de vesículas (Fig. 1.c y d), donde almacenan sustancias de reserva, en algunas especies como Glomus intraradices también pueden formar esporas.
Los hongos producen esporas o clamidosporas que son células reproductoras producidas asexualmente, que permiten la dispersión y supervivencia por largo tiempo en condiciones adversas y que se podrán "comparar" con las semillas que producen las plantas (Fig. 2). Son la parte mas conspicua de estos hongos, no son visibles a simple vista se requiere de un microscopio para su observación.
La producción de esporas de estos hongos puede ser individualmente en el suelo (Fig. 3a-c), en el interior de las raíces de la planta hospedera, o formando densas masas no estructuradas o bien en esporocarpos en o cerca de la superficie del suelo (Fig. 3e).
En su mayoría, son de forma globosa (esférica) pero algunas especies tienen esporas ovaladas u oblongas; de ellas se desprende una hifa de sustentación que en conjunto dan la apariencia de un globo con su hilo colgando (Fig. 3c). Las esporas son de diferentes colores: blancas, amarillas, pardas, magenta, etc. y su tamaño puede variar de 20 a 50 μm, y en las mas grandes de 200 a 1000 μm (Brundrett et al, 1996). Son multinucleadas, contienen gotas de lípidos y otros contenidos los cuales varían en color y al romperse la espora en un porta objetos se observa su arreglo en gotas pequeñas o grandes, lo cual puede ser una ayuda en la identificación del hongo (Fig. 2 y 3h).
Figura 1. Estructuras de los HMA: a- d, microfotografías de secciones de raíces de plantas colonizadas con HMA, tenidas con azul de tripano. a: hifas intraradicales, b: células corticales con un arbusculo, c y d: vesículas tenidas en el cortex de raíz, e: espora de HMA cultivada in vitro, produciendo un profuso micelio, f: ilustración de las esporas de HMA asociadas al micelio externo en la rizósfera. (h): hifa, (eg): espora germinada.
Figura 2. Microfotografías de diferentes esporas de HMA, algunas rotas y otras enteras, mostrando distintos colores, paredes y formas.
Las paredes de las esporas están formadas por una o mas laminas, que varían en grosor, estructura, apariencia y tinción a reactivos, características que también ayudan al taxónomo a identificar la especie. Pueden ser lisas o presentar ornamentacion en forma de espinas, papilas o reticulaciones, entre otras (Fig. 3b, f, g). Sus hifas son multinucleadas, cenociticas (no hay paredes, membranas o septos que separen los nucleos) (Fig. 1a), aunque pueden septarse en condiciones ambientales adversas,por ejemplo deficiencia de agua (Fig. 1d).

¿Por que se le llama asociacion simbiotica a esta micorriza arbuscular?
Los HMA son capaces de crecer dentro de las raices sin causar sintomas de una enfermedad, el hongo coloniza las raices con sus hifas, formando arbusculos con los cuales mantiene un intercambio bioquimico con la planta. Esta simbiosis altamente especializada anteriormente se le llamo "micorriza vesiculo arbuscular" porque algunos hongos de los glomeromyc oticos forman estructuras de almacenamiento dentro de las celulas corticales llamadas vesiculas (Fig. 1c y d).
Actualmente no se tiene evidencia de que los hongos Glomeromycota se reproduzcan sexualmente. Por lo que se considera que las esporas se forman asexualmente. Bajo condiciones favorables las esporas de estos hongos germinan (Fig. 1d) y al establecer contacto con la raiz, desarrollan una estructura que se llama apresorio y asi, inicia una nueva simbiosis micorricica. Esporas nuevas se pueden formar en el micelio interno o externo de la raiz y el hongo puede completar su ciclo de vida ya que cada espora potencialmente puede generar un nuevo organismo (Fig. 1f).
Al ser estos hongos simbiontes obligados y por lo tanto completamente dependientes de su relacion con las raices de las plantas, han desarrollado estrategias adaptativas y de sobrevivencia que los hace unicos y dignos de admiracion, por ejemplo cuando la espora germina en el suelo crecen hifas que se ramifican en busca de una planta hospedera, si no tiene exito, sus hifas exploradoras detienen su crecimiento despues de un tiempo, mientras su citoplasma se retrae dentro de la espora a la vez que las hifas se van septando. Es por ello que estos hongos no se pueden cultivar sin la presencia de raices, tanto in vitro como en condiciones de invernadero.
Los investigadores han encontrado que por medio de sus hifas los hongos MA transportan varios elementos del suelo al interior de la planta huesped, entre ellos fosforo, zinc y cobre cuya disponibilidad para las plantas es limitada y se beneficia con la asociaci on MA. Estos hongos por medio de su micelio extraradical pueden explorar de 8-20 km l−1 de superficie de suelo (Marschner, 1995) lo que le permite una mayor capacidad de captacion de agua, que beneficia a la planta reduciendo el estres hidrico causado por alta salinidad, metales pesados, compuestos toxicos que se pueden acumular en el suelo. El micelio extraradical es profuso y contribuye a la formaci on de agregados del suelo, con lo cual mejora sus propiedades fisicas evitando su erosion.

Interacciones Biologicas de los hogos MA
La influencia de estos hongos en el crecimiento de las plantas afecta tambien su interaccion con otros microorganismos tanto beneficos como patogenos. La colonizacion de las raices por los HMA cambia en la planta aspectos relacionados con su fisiologia como es la fotosintesis, la produccion de fitohormonas (citocininas y giberelinas), disminuye la permeabilidad de las membranas, afectando la dinamica de los exudados de la raiz, con lo que se afecta a la microflora de la rizosfera.
El microambiente de la rizosfera y los organismos que la habitan, son diferentes al resto del suelo de la micorrizosfera, que es la zona de influencia por la MA, su comunidad microbiana es diferente al resto, ya que los hongos usan parte de los exudados y asi modifican las funciones de la raiz.
La diversidad de organismos del suelo, asi como sus interacciones son muy complejas y en la actualidad aun poco conocidas. Los HMA se relacionan con organismos solubilizadores de fosforo, de vida libre, simbioticos fijadores de nitrogeno, productores de antibioticos, sideroforos, productores de hormonas de crecimiento para las plantas, saprofitos, patogenos de plantas, predadores y parasitos. Dando como resultado interacciones positivas, negativas o neutras tanto para el hongo como para las plantas.
Figura 3. Microfotografias de esporas de HMA. a-d: esporas de forma globosa, c: Scutellospora sp. d: Glomus sp, e: esporocarpo de Sclerocystis sp., f: ornamentacion de la superficie de la pared celular de una espora, g: espora con pared celular gruesa, h: espora rota (squashed) mostrando gotas de lipidos y otros contenidos, i: esporas fotografiadas con microscopio estereoscopico. (hs): hifa de sustentacion, (pc): pared celular, (eg): escudo germinativo, (e): espora, (es): esporocarpo, (h): hifa, (g): gota de lipidos, (o): ornamentacion.
Diversos estudios han demostrado que Pseudomonas florescens se considera la bacteria mas comun de la micorrizosfera y que asiste a los HMA para colonizar las raices de las plantas. Por otra parte en la hifosfera (hifas del HMA) predominan Arthrobacter y Bacilus, de lo que se concluye que la MA puede regular la microflora para su propio beneficio y a la vez para la planta hospedera.
En otro tipo de interrelaciones se ha reportado la de los HMA y las bacterias fijadoras de nitrogeno presentes en las leguminosas como es Rhizobium, la cual es considerada sinergistica, ya que el hongo proporciona el fosforo indispensable para su nodulacion y crecimiento e incrementa la cantidad de sustancias isoflavanoides o fitoalexinas que inducen la expresi on de genes NOD.
Otra micro-interaccion benefica es la inoculacion dual del actinomiceto Frankia, fijador de nitrogeno en plantas que no son leguminosas como la Casuarina, mostrando un incremento en el peso seco de brotes y raices, numero de nodulos, peso de tejido nodular y niveles de nitrogeno y fosforo (Vasantha Krishna et al, 1994).
De igual forma se ha visto un efecto benefico con varias bacterias fijadoras de nitrogeno de vida libre como Azotobacter y Azospirillum. El trabajo en equipo de estos maravillosos organismos del suelo se ve complementado con el de las bacterias solubilizadoras de fosforo Agrobacterium sp y Pseudomonas sp las cuales tambien producen hormonas de crecimiento para las plantas (Azcon et al, 1976).
En este microcosmos los HMA tambien interactuan con hongos y bacterias patogenos, es decir da˜ninos para las raices de las plantas, varios estudios sugieren que la micorriza reduce la severidad de la enfermedad causada por el hongo patogeno de la planta, incluso se ha propuesto usarlos como un control biologico de los patogenos de raices.
La presencia de bacterias como Azotobacter sp y Pseudomonas sp asociadas con los HMA, se considera que lo ayudan a infectar las raices, probablemente produciendo enzimas o sustancias promotoras del crecimiento.
De la misma forma pero internamente en el citoplasma del hongo Acaulospora laveis, se han encontrado bacterias similares a organelos, mucho tiempo nombrados bacterias parecidas a organelos (BLOs). Estos organismos Biancioto et al,. (1996) y (2000) los encontraron en el citoplasma de hifas intercelulares, arbusculos y esporas de Gigaspora margarita y las determinaron como Burkholderia cepacia. Este no parece ser el unico caso en que en el interior de clamidosporas de HMA se encontraron otros organismos, ya que dentro de ellas se ha reportado la presencia de estructuras similares a esporas paras iticas de Anguillospora pseudolongissima, Humicola fuscoatra, Phylyctochytrium y Rhizidiomycopsis stomatosa. Se ha llegado a considera que estos micopar asitos pueden ser un problema en la producci on comercial de HMA.
Otros enemigos asociados a los HMA son los colembolos, Folsomia candida que se come las hifas externas del hongo Glomus fasciculatum, restandole efectividad a la MA; de igual forma algunos nematodos como Aphelenchoides spp comen HMA y con ello controlan la densidad de inoculo de los propagulos.
En conclusion el aprovechamiento de las investigaciones sobre estos hongos beneficos nos permiten ver el gran potencial que tienen como biofertilizantes y mejoradores biologicos del suelo, particularmente para suelos degradados o de baja fertilidad. Por otra parte al analizar la complejidad de la rizosfera y sus intrincadas redes troficas, asi como su biodiversidad es evidente que son muy vulnerables a la aplicaci on de sustancias toxicas como los herbicidas o cualquier clase de pesticida, da˜namos este microcosmos que a nivel macroscopico implica matar el suelo y con ello la posibilidad de generar vida y alimento, practica que se hace con frecuencia en los sistemas agricolas de produccion intensiva y extensiva, asi como en naciones donde en situacion de guerra, para destruir la vegetacion se emplean quimicos nocivos, que destruyen nuestro patrimonio —el suelo fuente de vida.

Agradecimientos
La autora agradece a la Dra. Blanca Perez Garcia y al M. en C. Aniceto Mendoza, del Laboratorio de Biologia de Pteridofitas, del Departamento de Biolog ia de la UAM-Iztapalapa por el apoyo prestado para fotografiar los HMA por medio de microscopia de luz. Asi como a las estudiantes Nancy Yaridia Flores Hernandez y Ma. Isabel Hernandez Godinez quienes contribuyeron en la extraccion y procesamiento del material biologico durante sus Seminarios de Investigacion, parte del cual se empleo para ilustrar el presente manuscrito.

Bibliografia
1. Azcon, R., Barea, J. M. and Hayman, D.S.1976. Utilization of rock phosphate in alkaline soils by plants inoculated with mycorrhizal fungi and phosphate solubilizing bacteria. Soil Biology Biochemistry 8: 135-138 Azcon-Aguilar, C. and Barea, J. M. 1992. Interactions between mycorrhizal fungi and others rhizosphere microorganisms. En: M. F, Allen (Ed.). Mycorrizal Functioning: An Integrative Plant- Fungal Process. Chapman & Hall, New York. Pp.163-198.
2. Blee, K. A. and Anderson, A. J. 1996. Defencerelated transcript accumulation in Phaseolus vulgaris L. colonized by the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices. Plant Physiology. 100: 675-688
3. Bianciotto, V., Bandy, C., Manerdi, D., Sironi, M., Tichy, H.V. and Bonfante, P. 1996. An obligately endosymbiotic mycorrhizal fungus itself harbours obligately intracellular bacteria. Applied and Environmental Microbiology 62:3005-3010.
4. Bianciotto, V. Lumini, E., Lanfranco, L, Minerdi, D., Bonfante, P. and Peroto, S. 2000. Detection and identification of bacterial endosymbionts in arbuscular mycorrhizal fungi belonging to the family Gigasporaceae. Applied and Environmental Microbiology. 66(10): 4503-4509.
5. Bonfante, P. Plants, mycorrhizal fungi and endobacteria: a dialog among cells and genomes. 2003. The Biological Bulletin. 204: 215-220.
6. Bowles, D. J. 1990. Defence related proteins in higher plants. Annual Review of Biochemistry 59: 873-907
7. Bude, S. W., Van Tuinen,D., Martinotti, G., Gianinazzi, S.1999. Isolation from the Sorghum bicolor mycorrhizosphere of a bacterium compatible with arbuscular mycorrhiza development and antagonistic towards soil borne fungal pathogenes. Applied Environmental Microbiology. 65: 5148- 5150
8. Brundrett, M., Bougler, N., Dell, B., Grove, T. and Malajczuk, N. 1996. Working with mycorrhizas in forestry and agriculture. Australian Centre for International Agricultural Research. Canberra, Australia. Pp. 141-186
9. Brundrett, M. C. 1999. Arbuscular Micorrizas: http:www.sft66.com/fungi/html/vam.html CSIRO Forestry and Forest Products, Canberra.
10. Brundrett, M. C. 2004. Diversity and classification of mycorrhizal associations. Biological Reviews. 79: 473-495
11. Marschner, H. 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press, London.
12. NCBI. 2010. Glomeromycota Taxonomy. http/ /www.Amf-phylogeny_home
13. Redecker, D., Kodner, R. And Graham, L. E. 2000. Glomalean fungi from the Ordovician. Science 289(5486): 1920-1921
14. Sh¨ußler, A., Schwarzott, D. and Walker, C. 2001. A new fungal phylum, the Glomeromycota: phylogeny and evolution. Mycological Research 105: 1413-1421
15. Sh¨ußler, A. and Walker, Ch. 2010. The Glomeromycota: species list with new families and new genera.
16. Suresh, C. K. and Bagyaraj, D. J. 2002. Mycorrhiza-Microbe Interactions: Efect on rhizosphere. En: A. K. Sharma and B. N. Johri (Eds.). Arbuscular Mycorrhizae. Interactions in plants, rhizosphere and soils. Science Publishers, Inc. Enfield (NH), USA, Plymouth, UK. pp. 7-28.
17. Vasantha Krishna, M., Bagyaraj, D. J. and Nirmalnath, P. J.1 994. Response of Casuarina equisetifolia to inoculation with Glomus fasciculatum and/or Franquia. Forest Ecology Management. 68: 399-402
 
Autor/es
, México
Biólogo

AGRICULTURA DE PRECISION BASADA EN SATELITES

Agricultura de Precisión y Siembra Variable

Agricultura de Precisión y Siembra Variable de insumos en tiempo real mediante el uso de GPS y una prescripción con sembradora IOM Inteligente Mega de 12 surcos a 52,5 cm

Publicado el:
Autor/es:
(14237)
(0)
La Agricultura de Precisión es una tecnología de información basada en el posicionamiento satelital y que consiste en obtener datos georeferenciados en los lotes para un mejor conocimiento de la variabilidad de rendimiento expresado por los cultivos en diferentes sitios como loma, media loma y bajo; se obtiene mejor respuesta en lotes que posean alta variabilidad de potencial de rendimiento ya sea por relieve, historia del lote (secuencia de cultivos y fertilizaciones anteriores, etc). También con esta tecnología es posible ajustar la mejor dosis de fertilización para cada sitio o lote específicamente o el mejor híbrido, variedad, densidad de siembra, espaciamiento entre hileras, etc. Los beneficios se pueden resumir valorando el análisis y diagnóstico posible de realizar partiendo de más de 800 datos de rendimiento por hectárea versus el análisis partiendo del promedio de rendimiento de todo un lote que ofrece la agricultura tradicional sin la ayuda del monitor de rendimiento satelital. Los datos recogidos a través de las diferentes capas de información posibles como son: mapas de rendimiento de cultivos anteriores, fotografía aérea, mapas topográficos, imágenes satelitales, experiencias anteriores del productor o bien mapas de suelo de áreas homogéneas, todo ello nos permite definir dentro de un lote sitios con potencialidad de rendimiento muy diferentes, bien definidas. Si el área y las diferencias de rendimiento justifican agronómica y económicamente el tratamiento diferencial de los insumos, se comienza con la segunda etapa que consiste en la caracterización de los ambientes y posterior diagnóstico de la aplicación de insumos (semilla y fertilizante) en forma variable, estos cambios de dosis y densidades pueden lograrse dado que existen en el mercado navegadores - actuadores y GPS que posibilitan realizar esos cambios en tiempo real siguiendo prescripciones agronómicas previamente cargadas en máquinas inteligentes. La aplicación variable de insumos siguiendo una prescripción agronómica puede realizarse en forma automática con el uso del GPS o en forma manual por medio de un operario conocedor de la variabilidad espacial del lote. Desde el año 1998 un equipo constituido por INTA, Agrometal, D&E y Tecnocampo trabajaron en forma conjunta para adaptar y desarrollar un equipamiento para sembradora variable guiada satelitalmente y luego de 4 años de trabajo intenso, lograron el funcionamiento correcto de todo el equipamiento necesario para realizar siembra variable de semilla y fertilizante en forma simultanea copiando una prescripción a través del posicionamiento satelital GPS (origen de equipo EE.UU). Hoy la realidad es otra, ya existen empresas en argentina que basadas en el prototipo de la sembradora inteligente diseñaron modelos totalmente nacionales para realizar dosis variable en tiempo real, con el gran logro de reducir los costo de esta herramienta y ponerla al alcance del productor argentino hoy pesificado. El ejemplo de una empresa argentina que desarrolló el equipamiento necesario es la firma Verión que en convenio con Agrometal creó un equipo de avanzada tecnología que puede variar de manera simultanea e independiente la densidad de siembra y la dosis de 2 tipos de fertilizante (tanto en la línea como al costado) mediante un monitor con GPS que trabaja como navegador y actuador de 3 motores hidráulicos permitiendo la triple variación de insumos (semilla y fertilizante en la línea y al costado).



Este esquema de los pasos de la Agricultura de Precisión es el ideal para incorporar toda la tecnología a disposición, pero no quiere decir que sea el único camino para insertarse en esta tecnología. Primero habría que conocer bien los lotes con los que nosotros deseamos trabajar y la variabilidad que poseen. Si el manejo de la variabilidad justifica económicamente la inversión probablemente este círculo termine con la aplicación variable de insumos. Pero si la variabilidad de un lote o campo no justifica el manejo variable de los insumos el productor, asesor o encargado del campo puede hacer uso del mapa de rendimiento que nos ayuda a tomar decisiones de manejo de los resultados que surgen de analizar ensayos que pueden realizarse en el campo como lo son: ensayos de híbridos, variedades, dosis de fertilizantes, cuerpos de siembra, velocidad de siembra, tipo, momento y dosis de agroquímicos, etc o sino como sistema de control de las actividades de siembra, fertilización, pulverización, cosecha, etc. La Agricultura de Precisión no discrimina futuros adoptantes, pero si los posibles adoptantes deberán conocer en que paso de este círculo deberán situarse o poner mayor énfasis.

Sembradora IOM Inteligente Verión - Agrometal - INTA (triple dosificación variable), única en el mundo por sus características.
Esta sembradora que está siendo evaluada por el INTA Manfredi (Proyecto Agricultura de Precisión) posee diferencias respecto de otras sembradoras en cuanto a la forma de variar la densidad de siembra o dosis de fertilizante.



Este equipamiento no requiere diseño ni construcciones especiales en la sembradora. En este caso el equipamiento está montado sobre una sembradora Agrometal TX Mega 12/52.5 equipada con doble fertilización en la línea y al costado 2x2. Distribuidor neumático de semilla por succión, con accionamiento de turbina en forma hidráulica por bomba acoplada a la TDP. Distribuidor de semilla/tren cinemático, motor hidráulico variable. El sistema de fertilización es doble dosificación con distribuidor tipo chevron; tren cinemático comandado por motor hidráulico. El resto de la sembradora es igual al resto de las Agrometal Mega convencionales y el incremento de costo no es significativo.

Esquema del circuito del sistema de la sembradora IOM Agrometal - Verion inteligente




Funcionamiento
La programación se inicia confeccionando la prescripción de semilla y/o fertilizante variable dentro del lote a sembrar con sus correspondientes coordenadas GPS de acuerdo a la información disponible y al conocimiento agronómico del asesor. Para ello se pueden utilizar diferentes software que puedan leer archivos Excel y realizar archivos con puntos georeferenciados (latitud y longitud) que posean los cambios de dosis y densidad correspondientes. Luego esa información se ingresa a un programita específico de Verión llamado MapEdit que es muy sencillo y es el que va a leer esa prescripción. Prescripción es lo que el asesor indica que tiene que ir dosificando la sembradora en cada sitio del lote. El último paso consiste en ingresar los datos elaborados de la computadora al monitor que va en la cabina del tractor.
Calibración Todo el equipo posee una calibración previa en forma estática, para cargar las constantes en el monitor. Estas constantes son la cantidad de semilla a poner en 10 m lineales de surco y el peso del fertilizante arrojado en una determinada cantidad de vueltas que da el tren cinemático de la sembradora. También se cargan datos de lote, datos específicos de la máquina como lo son cantidad de surcos, distancia entre surcos, número de agujeros que posee la placa de semilla, factor de corrección de rueda de donde el sensor de velocidad va a medir la velocidad (si la rueda esta más desinflada o se hunde más se cambia el factor que varía en cuanto se vea disminuido el diámetro ej: 0,9 o 0,8). Por último se realiza un test de semilla y fertilizante poniendo la velocidad en modo simulador. Además el monitor posee alarma que indica si la batería esta baja, si el giro de los motores tanto de semilla como de fertilizantes es alto o bajo, alarma de giro de la rueda de velocidad, alarma de válvulas de semilla y / o fertilizante en posición máxima o mínima, también si la sembradora está en posición de siembra o levantada y por último también entrega información sobre la comunicación eléctrica con el control ubicado en la sembradora.


Fig 3: ubicación en el tractor del monitor Verion (arriba) y monitor de siembra Agrometal (abajo).



Fig 4: detalle monitor Verion para dosis variable manual o satelital.



El monitor de la figura 4 es un navegador de 3 canales que sirve para aplicar 3 productos variables en tiempo real (único en el mundo) y de manera independiente. El monitor de la fig. 3 es un monitor de siembra Agrometal que mide velocidad, indica la densidad de siembra, la distribución de la semilla y mediante una alarma indica si algunos de los cuerpos de siembra se queda sin semilla.


Fig. 5: sensor en la rueda y activador de siembra cuando la máquina está clavada.



Fig. 6: detalle de 1 de los 3 motores hidráulicos variadores de vueltas del tren cinemático para dosificar variable tanto semilla como fertilizante.




Fig. 7: ejemplo de la prescripción de uno de los ensayos de maíz realizado en Río Primero Pcia. de Córdoba, campaña 2004.

Mapa generado por programa MapEdit donde se pueden ver diferencias de colores y es debido a la variación de la densidad o dosis a aplicar en el lote en tiempo real cuando esté conectado a un GPS.

La dosis y densidad variable que se puede notar por las diferencias en los colores del mapa del lote que está en la figura 7 se determinó según potencial de rendimiento de mapas anteriores, mapa de topografía, muestreo de suelos y caracterización de ambientes por resultados de los análisis físicos y químicos de cada ambiente. Luego de conocer a que se debían las diferencias en el rendimiento se planificó la densidad de siembra variable y la dosis de nitrógeno según método del balance aplicando el fósforo en las zonas donde el nivel crítico estaba cercano al punto donde se limita el potencial de rendimiento del cultivo de maíz (15 ppm según Bray).

Comentarios de los técnicos de INTA Manfredi sobre el funcionamiento de la sembradora Agrometal Mega IOM Inteligente
1- Fácil calibración de la densidad de siembra y la dosis de fertilizante a utilizar. 2- Capacidad para guardar hasta 4 opciones que cada una posee una densidad y dosis de fertilizante a utilizar y que se puede ir cambiando a medida que el operario lo desee. 3- Opción de uso satelital donde se guarda una prescripción y por medio de GPS la sembradora va cambiando la dosis de aplicación. 4- Exactitud de dosificación, independiente de la temperatura del aceite. 5- Amplio rango de trabajo en número de vueltas de los motores hidráulicos, lo que se traduce en el logro de un amplio rango de densidades de siembra y dosis de fertilizantes posibles sin intermitencias en los motores, ej: de 50 kg/ha de urea a 350 kg/ha de urea (cambio de 700%) 6- Hasta la fecha los técnicos de INTA Manfredi llevan realizados 5 ensayos de maíz y uno de soja que representan en total 350 has, no evidenciando ningún problema en el sistema Verion - Agrometal evaluado. Las pruebas continuarán en toda la campaña de siembra de grano grueso.