Empleo de biofertilizantes bacterianos para la mejora nutricional de fresa

La utilización de bioestimulantes bacterianos formulados en base a bacterias es una alternativa segura y eficaz con la que conseguir una mejora del cultivo. Estos productos han sido utilizados con frecuencia en cultivos de leguminosas y otros cultivos extensivos donde los fijadores de nitrógeno en simbiosis y vida libre respectivamente han mostrado ser eficaces en la mejora de la productividad vegetal. Sin embargo, en las últimas décadas del siglo XX, el aumento del conocimiento de la biología de las plantas mostró que los microorganismos eran una parte esencial de los ambientes agrícolas, siendo fundamentales para el correcto desarrollo de las plantas, redundando en una mejora de la capacidad de las bacterias para interactuar con los vegetales, consiguiendo obtener un conocimiento más pormenorizado de los mecanismos que permiten a algunas bacterias incrementar el desarrollo de los cultivos.

Fresas obtenidas en el ensayo de campo de la Universidad de Salamanca. La utilización de bioestimulantes bacterianos mejoró la concentración de compuestos fenólicos con gran importancia en la salud humana.

Los mecanismos directos realizan su acción mediante el aporte de nutrientes, o la síntesis de un compuesto determinado con acción directa sobre la planta o sobre la adquisición de un recurso. Entre ellos tenemos la fijación de nitrógeno atmosférico, la solubilización de fosfato o potasio, la producción de sideróforos o la producción de fitohormonas, siendo la más común la producción de auxinas, aunque también de citoquininas y de giberelinas. De ellos, la fijación de nitrógeno y la solubilización de fosfato o potasio permiten incrementar la cantidad disponible de estos elementos para el cultivo, reduciendo la cantidad de fertilizante a utilizar y aprovechando los recursos disponibles en el suelo. Los sideróforos son moléculas capaces de secuestrar el hierro insoluble del suelo y la captación del complejo formado depende de receptores específicos presentes tanto en bacterias como en plantas por lo que estas últimas son capaces de valerse de la producción de estas moléculas para conseguir hierro del suelo de una manera eficiente. La producción de fitohormonas consiste en un efecto fitoestimulador, aportando cantidades equilibradas de estas moléculas, por ejemplo, auxinas, siendo este un mecanismo extendido entre los microorganismos de la rizosfera que induce en la planta un mayor desarrollo radicular y una elongación del sistema aéreo. La producción de giberelinas y citoquininas también ha sido detectada en algunas bacterias aisladas a partir de entornos vegetales, permitiendo incrementar el desarrollo de la planta con un efecto directo sobre el desarrollo de la parte aérea.

Estos mecanismos no son comunes a todas las bacterias que habitan en el suelo o la rizosfera (el volumen de suelo más cercano a la raíz), sino que sólo algunas de ellas presentan estos mecanismos y no es común que estén presentes en una sola cepa. También debemos tener en cuenta que la selección de bacterias útiles en agricultura debe estar supeditada a la utilización de microorganismos seguros que cumplan con los niveles más estrictos de bioseguridad, asegurando su inocuidad para humanos, plantas y animales.

Sólo algunos géneros bacterianos presentan estas características y permiten su utilización sin riesgo para los cultivos entre ellos el género Rhizobium y otros géneros afines como Phyllobacterium. Aunque el primero de ellos, Rhizobium, ha sido utilizado con asiduidad y éxito en la inoculación de leguminosas donde debe existir una especificidad hospedador-microsimbionte para que se lleve a cabo la formación de nódulos radicales y la fijación de nitrógeno atmosférico. Sin embargo, en los últimos años numerosas experiencias a nivel de campo y laboratorio han mostrado que su utilidad como biofertilizante no sólo está restringida a cultivos leguminosos sino que puede ser una herramienta sumamente útil en la mejora de la producción de cultivos hortícolas como pimiento, zanahoria, lechuga o espinaca en los que su aplicación ha mostrado tener un efecto positivo sobre la producción de biomasa foliar y radicular, así como un mayor aprovechamiento de los recursos disponibles para el cultivo.

La utilización de biofertilizantes formulados en base a microorganismos seguros es una opción a considerar principalmente cuando son aplicados en cultivos de consumo en fresco como por ejemplo la fresa, un cultivo de importancia estratégica en España por las características del mismo (un mercado con valor de más de 450 millones de euros), con un alto porcentaje de producción dedicada a exportación a países europeos donde las exigencias de los consumidores son elevadas, destinándose a consumo en fresco 270.000 de las 344.000 toneladas que se producen anualmente en España.

Otra característica reseñable es que el cultivo de fresa en España se realiza en dos etapas separadas temporal y geográficamente con una primera etapa de propagación en zonas del centro y sur de Castilla y León donde se favorece la producción de estolones, y una segunda etapa de producción en las regiones principalmente del sur de España, en concreto Huelva, aunque en los últimos años existe una tendencia a la deslocalización hacia otras regiones para poder competir en el mercado en fechas diferentes a las que se produce en el sur de España. Además, esta fruta es sumamente apreciada por sus cualidades nutricionales pues es una fuente de fibra, ácidos orgánicos como el ácido ascórbico también conocido como vitamina C y diversos compuestos fenólicos como flavonoides, ácidos fenólicos y taninos que presentan una fuerte actividad antioxidante, siendo la vitamina C y las antocianinas los compuestos bioactivos más importantes presentes en la fresa, por lo que su consumo en fresco y en forma de alimentos procesados como mermeladas es muy apreciado.

En el Grupo de Interacciones Microbianas de la Universidad de Salamanca hemos analizado el efecto de la inoculación de dos cepas de los géneros Rhizobium y Phyllobacterium en la mejora de la producción de fresa, mostrando unos resultados sumamente destacables tanto en invernadero como en campo. La selección de estas dos cepas de los géneros indicados fue resultado de un proceso de selección y evaluación de la capacidad de interacción de más de 40 cepas diferentes, seleccionando aquellas que mostraron tener capacidad para producir fitohormonas, sintetizar sideróforos y solubilizar fosfato. Estas cepas además mostraron tener una notable capacidad para colonizar la raíz de las plantas de fresas, una característica sumamente destacable pues permite establecer una relación más estrecha entre el biofertilizante y la planta. Los ensayos de producción y desarrollo en invernadero mostraron que la inoculación con estas bacterias ejercía un efecto positivo en las plantas mejorando parámetros tanto vegetativos como productivos (Fig 1).

En un primer lugar, se observó un incremento cercano al 100% en el número medio de estolones por planta, así como una mayor longitud de los mismos en las plantas que había sido tratadas con estas bacterias. Además, se incrementó el número de flores y frutos por planta, el tamaño radicular y las plantas inoculadas con bacterias presentaba un mayor desarrollo foliar que las plantas control sin inoculación bacteriana. También se observó que las plantas inoculadas presentaban una productividad mayor no sólo por el incremento en el número de frutos, sino por un incremento en el peso medio de los frutos de entre el 30% y el 20%. A su vez, el análisis elemental de los frutos mostró un incremento en la concentración de nitrógeno, fósforo y potasio, más destacable en los frutos provenientes de las plantas tratadas con Phyllobacterium. Sin embargo, los resultados más destacables fueron que las plantas inoculadas con P. endophyticum presentaban un incremento en la concentración de vitamina C, siendo este un aspecto que no había sido descrito con anterioridad, y que abre las puertas a la mejora no sólo a nivel productivo sino también cualitativo, donde la bioestimulación bacteriana puede jugar un papel fundamental.