Un equipo de investigación de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC), en colaboración con el Grupo de Alelopatía de la Universidad de Cádiz, el Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal de la Universidad Nacional de Córdoba (Argentina) y el Instituto de Botánica de la Academia de Ciencias de la República Checa (República Checa) ha propuesto el uso de una hormona como biofertilizante alternativo a los abonos tradicionales. Estos compuestos biológicos, las estrigolactonas, sirven de alerta cuando la planta sufre un déficit nutricional. A esta ‘llamada de auxilio’ acuden microorganismos beneficiosos del suelo para proteger y aportarle los nutrientes que necesita para crecer sana. Los investigadores proponen, por un lado, el desarrollo de abonos que empleen esta hormona como bioestimulante para mejorar el crecimiento de los cultivos y los protejan de microbios patógenos.

Por otro lado, sugieren que su investigación, titulada ‘Strigolactones: New players in the nitrogen–phosphorus signalling interplay’ y publicada en Plant, Cell & Enviroment, puede emplearse para desarrollar nuevas estrategias de cultivo que reduzcan, además, el uso de fertilizantes tradicionales. Éstos suplen las carencias nutricionales, pero al mismo tiempo bloquean la capacidad de la planta de emitir señales de alerta e interactuar con el entorno natural y los microorganismos del suelo, como lo haría de forma natural.

Equipo de investigación que ha llevado a cabo de este trabajo.

Además de suponer un mayor gasto económico, el empleo de fertilizantes químicos es más nocivo para el medio ambiente, dado que degradan los suelos y pueden contaminar los acuíferos; es decir, masas de agua subterránea que puede consumir el ser humano. Por el contrario, los métodos que proponen los investigadores son más sostenibles y menos contaminantes.

Fósforo y nitrógeno

En este trabajo, el equipo de investigación ha analizado los beneficios de las estrigolactonas cuando la planta sufre deficiencia de fósforo y nitrógeno. Sin estos nutrientes, el vegetal reduce su crecimiento, produce menos frutos y semillas, y se debilita su capacidad defensiva ante microorganismos patógenos. Si el déficit es muy severo, la planta muere.

Las estrigolactonas tienen la capacidad de señalizar esta falta de nutrientes y hacer que la planta responda. Al mismo tiempo, sirven de ‘llamada de auxilio’ a la que acuden microorganismos beneficiosos del suelo, como hongos y bacterias. Éstos están presentes en la rizosfera -la parte del suelo en contacto con las raíces-, aportan los nutrientes que la planta necesita y la protegen de agentes patógenos. “Es una relación de simbiosis, en la que la planta ‘alimenta’ a los microorganismos y éstos le aportan fósforo y nitrógeno para que pueda continuar desarrollándose”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Estación Experimental del Zaidín Juan Antonio López.

Para comprobar los efectos de las estrigolactonas en los cultivos, los científicos crecieron plantas de tomate con distintas combinaciones nutricionales durante seis semanas: en condiciones óptimas, con reducción de fósforo, de nitrógeno y con disminución de ambos nutrientes.

De este modo, los científicos valoraron los efectos físicos que provocaban los déficits nutricionales en la producción de estrigolactonas y a nivel fisiológico en la planta. Por ejemplo, las plantas con una reducción de ambos nutrientes presentaban un crecimiento mucho más lento, eran más débiles ante microorganismos patógenos, las hojas estaban más amarillentas y, en general, presentaban un aspecto mustio.

Hongos y bacterias beneficiosos

Los investigadores añaden que el vegetal aumenta aproximadamente un 20% su capacidad de fotosíntesis a cambio de realizar su ‘señal de llamada’ y atraer a los microorganismos que suplen la deficiencia nutricional. Una vez que estos hongos y bacterias beneficiosos están presentes en la rizosfera y colonizan la planta, fortalecen sus raíces, la alimentan para que crezca sana y la protegen. De este modo, la planta puede adquirir nuevos nutrientes de la tierra y sobrevivir a largo plazo.

El Grupo Micorrizas y Estrés Biótico (Mycostress) enfoca una de sus líneas de investigación en el desarrollo de biofertilizantes que contengan esta hormona, de modo que los cultivos mejoren su crecimiento y se relacionen de manera natural con los microorganismos beneficiosos del suelo. Para ello, harán ensayos en invernaderos a pequeña escala y luego en el campo, en condiciones reales de producción. “Realizaremos un seguimiento de cómo crecen las plantas y comprobaremos si este biofertilizante o técnica de cultivo tiene beneficios, como un incremento en el crecimiento, una mayor cantidad de frutos con mejor calidad y una mejor defensa frente a patógenos, entre otras cuestiones”, añade Juan Antonio López.

Este estudio ha sido financiado por el programa ‘A Way Of Making Europe’ (proyecto referencia RTI2018‐094350‐B‐C31) del Ministerio de Ciencia e Innovación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).