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Noticias

22 de septiembre de 2022
La apuesta de Innovak por favorecer este proceso

Exudación, clave para mejorar el desarrollo de la raíz y estimular su relación con el entorno

Exudación, clave para mejorar el desarrollo de la raíz y estimular su relación con el entorno

La empresa mexicana se ha especializado en el estudio de la raíz, siendo una de sus líneas de investigación los exudados radiculares, compuestos que tienden un canal de comunicación con el entorno para generar relaciones con microorganismos, que permiten beneficios e intercambios mutuos, desde la mejor absorción de nutrientes hasta la protección contra amenazas. ExuRoot® y Biofit® están dentro de los bioestimulantes que Innovak Global ha lanzado al mercado para propiciar este proceso que impacta directamente en la salud y la producción de la planta.

Por Miguel Patiño

La raíz no sólo es el sistema a través del cual la planta se nutre y ancla al suelo, sino también es la vía por la que se comunica con su entorno. Innovak lleva décadas trabajando en ello, y ha sido pionera en el desarrollo de bioestimulantes que mejoren la relación de la planta con el suelo y sus microorganismos, que finalmente impactarán directamente en mejores condiciones para la planta y su producción.

Una de las formas que tiene la raíz para relacionarse con su entorno es a través de la generación de exudados, una “moneda de cambio” que entrega la planta para generar intercambios con otras formas de vida para obtener un beneficio mutuo que, en caso de las raíces, les permitirá absorber mejor los nutrientes o incluso obtener fuentes de protección, en una relación mutualista, donde todos ganan.

El proceso de exudación, o rizodeposición, forma parte de “un intercambio de señales increíble entre las plantas y los microorganismos; es decir, forma parte del lenguaje mediante el cual se comunican entre ellos”, explica el líder de Investigación y Desarrollo de Innovak global, Dr. Alí Asaff.

En Innovak se han especializado en este fenómeno que ocurre bajo el suelo, en la zona conocida como rizosfera, que es donde las raíces de las plantas están produciendo exudados que promueven el desarrollo de microorganismos benéficos y es donde la empresa mexicana está poniendo sus esfuerzos en productos que mejoren y propicien esta relación.

Asaff explica en entrevista con Redagrícola, que varios estudios han detallado cómo las plantas toman decisiones de qué hacer con los fotosintatos que bajan desde las hojas a la raíz que, por un lado, pueden ser almacenados como una reserva de energía que luego es utilizada para el desarrollo de la planta, y por otro lado, las plantas también pueden expulsar esas moléculas en la exudación, tal como ocurre con el sudor en los humanos, pero en este caso es para generar una relación de intercambio con el entorno.

LO PRIMERO ES MEJORAR LAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO

El foco de Innovak no sólo está en la raíz, sino también dónde se desarrolla. La importancia de esto radica en que existe la posibilidad de que una raíz disponga de una nutrición adecuada y toda la parte biológica necesaria para poder desarrollarse bien, pero si el entorno físico no es adecuado, no habrá ambiente para un desarrollo armónico de la raíz y los organismos que la rodean.

“Es necesario vigilar la parte física, es muy importante, porque sin eso una raíz no se puede desarrollar bien. Se debe cuidar la parte física del suelo para promover un desarrollo armónico de la raíz y los microrganismos benéficos de su entorno, y en ese contexto es que surge una primera línea de los productos que desarrolló la empresa”, comenta Asaff, apuntando a acondicionadores de suelo, como Promesol 5X de Innovak Global.

Con un ambiente adecuado, la planta formará más raíces, mejorando con ello su capacidad de absorción de agua y nutrientes, explica Asaff, aunque añade que el sólo hecho de hacer una calicata y ver muchas raíces no es sinónimo de éxito.

“No todos los sectores de las raíces cumplen la misma función”. En ese sentido, comenta que las plantas, a través de miles de años de evolución, encontraron diferentes procesos para poder protegerse, como por ejemplo frente a un exceso de agua en el suelo, por lo que formarán moléculas como la suberina, que van a evitar por un lado, que el agua pueda ingresar libremente a la planta y por otro, la pérdida radial de oxígeno desde la raíz a la rizósfera, ante la falta de oxígeno (anoxia) provocada por un exceso de agua. “Las raíces más viejas, suberizadas, tendrán escasa capacidad de intercambio, ya sea tanto para la exudación como para la absorción de agua y de nutrientes”.

Por ello, detalla que existen segmentos de la raíz, particularmente el ápice o punta de las raíces, que será la parte realmente activa del sistema radicular donde se dará la mayor parte del intercambio.

EXUDACIÓN PARA ATRAER MICROORGANISMOS BENÉFICOS

Asaff, líder en I+D de Innovak, especifica que en el proceso de exudación, el ápice de las raíces es de vital importancia. Si bien se podría pensar que es similar a la transpiración de los humanos, en que se libera sudor por los poros, Asaff explica que este proceso no es tan simple.

“La exudación se produce mayormente por la punta de las raíces. En las zonas llamadas ‘diferenciadas’, que son las raíces un poco más viejas, hay una capa suberina, que va a evitar que de alguna manera el flujo sea libre, y hay sustancias que no la pueden pasar por una cuestión de repelencia, por lo que la planta debe recurrir a canales especializados para poder transportarlas a través de las células (vía del simplasto) y poder vencer esta barrera que la misma planta pone hasta llegar hacia el exterior, que podría ser nuestra epidermis, aunque la diferencia es que la planta no tiene poros. En el caso del ápice de las raíces, además de la vía del simplasto, las sustancias pueden alcanzar el exterior por los espacios o canales que existen entre las células, y que dan lugar a la vía conocida como apoplasto”, explica en detalle Asaff.

Innovak Global fue una de las primeras empresas a nivel mundial en estudiar la raíz y su medio ambiente, considerándolo como el componente vital con gran potencial para incrementar la productividad de los cultivos.

Desde 1998 iniciaron un profundo proceso de investigación, en alianza con instituciones educativas y de investigación de talla internacional, que se ha canalizado hacia el Centro de la Rizósfera, laboratorio donde realizan investigación de frontera que les ha permitido comprender mejor fenómenos como la exudación.

Centro de la Rizósfera de Innovak Global, polo de conocimiento sobre la raíz ubicado en Chihuahua, México.

Esta acción de transporte de sustancias hacia el exterior de la planta, aparentemente podría parecer un proceso algo ilógico desde un punto de vista evolutivo, ya que supondría un gasto energético innecesario “porque todo el trabajo que le tomó a la planta captar la luz solar para transformar el CO2 durante el proceso de fotosíntesis, continuar con una serie de reacciones para formar moléculas más complejas para luego, llevarlas a la raíz y simplemente tirarlas al suelo, sería un gasto energético absurdo”.

El experto complementa que, por ejemplo, “se habla que hay algunas especies de plantas en que inclusive el 40% de los fotosintatos pueden ser expulsados hacia el suelo. Aquí es donde vamos marcando más interés como compañía en estudiar esto y ver las implicaciones que tiene, para entender cómo podemos ayudar a la planta a mejorar cada una de estas funciones que va a ir desarrollando”.

Este proceso, finalmente, es la forma que encontraron las plantas -a través de millones de años de evolución-, de comunicarse con el exterior, del cual a su vez reciben estímulos que pueden ser físicos, químicos, o biológicos, explica Asaff.

Dentro de los estímulos químicos, se puede tomar como ejemplo el aluminio, que es un catión metálico que puede resultar muy tóxico para las plantas si se encuentra en una gran cantidad. “Si la planta siente que hay demasiado aluminio que la está intoxicando, eso enciende sus alarmas y lo primero que tratará de hacer es bloquear o encapsular ese aluminio”, explica el Dr. Asaff sobre este proceso defensivo de exudación.

A través del proceso evolutivo, la planta encontró que hay ciertos ácidos que pueden formar complejos con el aluminio, y convertir de esa manera el catión en una molécula muchísimo más grande, “formando un complejo que será muy difícil de mover y le costará mucho ingresar a la planta”, por lo que ese nuevo complejo no podrá entrar libremente hacia la planta, o se hará mucho más lento su desplazamiento.

“Dentro la parte biológica, las plantas encontraron en ciertos microorganismos del suelo excelentes aliados para el desarrollo de múltiples funciones, siendo los exudados la moneda con la que logran hacerse de los servicios que les prestan dichos microorganismos”.

Lo que se genera, complementa, es “una relación mutualista, que quiere decir que son sociedades en las que los dos ganan algo. Las plantas obtienen un beneficio, pero también los microorganismos lo hacen. Son sociedades concertadas en las que hay un win-win. Por ejemplo, hay ciertas bacterias que transforman el nitrógeno atmosférico y se lo entregan a la planta en una forma asimilable, recibiendo como pago justamente los exudados que les sirven de alimento. Si uno entrega nitrógeno asimilable, la raíz entrega fuentes de carbono para que las bacterias puedan desarrollarse”, explica Asaff.

Uno de los productos que ha desarrollado Innovak para mejorar esta relación, y promover la producción de exudados para atraer y aumentar la actividad de microorganismos benéficos en la rizósfera es ExuRoot®, producto bioestimulante obtenido a partir de fuentes naturales, como cascarillas agrícolas.

Las moléculas que contiene ExuRoot® como ingredientes activos, estimulan la actividad del ápice de las raíces y mejoran el funcionamiento de los transportadores de los exudados hacia el exterior de las células, creando un equivalente a una apertura de los poros durante la transpiración por la piel humana. También algunas moléculas de ExuRoot® actúan como señales que favorecen el reconocimiento entre la raíz y los microorganismos. Estas dos acciones son las que aumentan la colonización microbiana en la rizósfera.

BENEFICIOS DE UNA MAYOR EXUDACIÓN

La mayor producción de exudados y su impacto en la zona de rizosférica es una de las líneas de investigación que Innovak Global está realizando en diferentes países y con diferentes cultivos. “El impacto inmediato de generar más exudados es que la cantidad de microorganismos presentes en esta zona, cuando hay un sistema radicular activo, se incrementa tremendamente. Sin embargo, no solo la cantidad aumenta, sino en muchos casos, también la biodiversidad, lo que se traduce en un incremento del número de especies de microorganismos con nuevas habilidades en favor de las plantas”, detalla Asaff sobre estas relaciones que van creando círculos virtuosos.

Ali Assaf, líder de Investigación y Desarrollo Innovak Global.

Por ejemplo, al incrementar las poblaciones de microorganismos, también va mejorando la estructura del suelo, ya que muchos de ellos tienen la capacidad de producir ciertas sustancias o polímeros que facilitan la formación de agregados, dando lugar a un suelo más suelto que puede drenar mejor y obtener una mayor oxigenación. A su vez, un suelo bien estructurado permite un buen desarrollo, tanto de las raíces, como de los microorganismos que crecen en torno a ellas.

Otro de los círculos virtuosos se va dando cuando plantas con raíces sanas, rodeadas de microorganismos que ayudan a la planta en diferentes funciones, van a tener una mayor capacidad de absorción de agua y de nutrientes, pudiendo llevar el proceso de fotosíntesis de forma muy eficiente, promoviendo también la actividad de los ciclos del metabolismo primario en la planta, lo que aumenta la cantidad total de compuestos de carbono que se expulsan como fuente de alimento para los microorganismos de la rizósfera.

Las habilidades de los microorganismos benéficos que pueden ser utilizadas en favor de las plantas son muchas. Por ejemplo, uno de los principales aliados de las plantas en el suelo son las bacterias fijadoras de nitrógeno, las cuales permitieron a las plantas colonizar los ambientes terrestres. Estos organismos transforman el nitrógeno atmosférico y lo entregan de una forma asimilable por las plantas, impactando positivamente en su nutrición. Las bacterias fijadoras de nitrógeno, gracias a los exudados, son atraídas hacia la raíz por los compuestos que esta libera.

Otros microorganismos que responden a las señales de la raíz son los hongos micorrícicos, que son otro tipo de microorganismos que habitan y pueden formar relaciones mutualistas con la planta, como los hongos endomicorrícicos, que tienen la capacidad de penetrar el tejido de las plantas, donde se anclan, y empiezan a desarrollarse como una extensión de las raíces de las plantas, algo que les confiere “enormes ventajas” según el experto de Innovak.

Por un lado, la raíz incrementa varias veces el área para captar nutrientes y agua, ya que una planta “bien micorrizada puede incrementar hasta 700 veces el área de sus raíces, lo que es muy interesante”, describe Asaff sobre estos hongos que van creciendo como “cabellos”, como una extensión del pelo, con diámetros más pequeños que las mismas raíces, con medidas de entre 5 a 10 micras, a diferencia de raíces que miden entre 50 y 70 micras, por lo que son capilares muy delgados que permiten penetrar por los resquicios más estrechos del suelo para captar agua y nutrientes.

Además, y de manera similar con las bacterias fijadoras de nitrógeno, estos hongos transforman el fósforo a una forma que sea móvil y pueda ser asimilada por las plantas. “El problema del fósforo no es que no exista o no esté en los suelos, sino que muchas veces puede haber mucho, pero no en una forma adecuada para que las plantas lo puedan absorber, y estos hongos llevan este fósforo de una forma que pueda ser móvil para que las plantas lo puedan absorber y tomarlo como nutriente”, comenta Asaff.

Uno de los productos que ha lanzado Innovak para promover el desarrollo de los microorganismos del suelo es Biofit®, una fórmula que restablece la microbiota de suelos desgastados, mejorando su fertilidad biológica. Biofit® es el resultado de la combinación de un bioestimulante bioquímico, como ExuRoot® y un bioestimulante biológico, conformado por un consorcio de microorganismos benéficos que optimizan la nutrición y el crecimiento del cultivo, mejorando la estructura del suelo, favoreciendo a su vez la salud de la planta desde la raíz. Este producto, que es único en el mercado, asegura una colonización efectiva de la rizósfera, tanto por el consorcio de microorganismos benéficos, incluido en su formulación, como por la microbiota nativa, gracias al incremento de los exudados radiculares, promovido ExuRoot®.

Sobre la línea de productos que ha desarrollado Innovak Global para favorecer la exudación, Alí Asaff comenta que “el uso combinado de bioestimulantes bioquímicos, destinados a incrementar la longevidad de las raíces, la producción de exudados y un bioestimulante microbiano orientado a favorecer el desarrollo de las raíces, la fijación de nitrógeno y carbono, así como la disponibilidad y movilidad de nutrientes, tienen un efecto sinérgico, asegurando la colonización de la rizósfera por las cepas del consorcio y estimulando las interacciones con la microbiota nativa”.

Exudación de la raíz, una forma de comunicación con su entorno.

EXUDADOS COMO LLAMADO DE ATENCIÓN

Otra de las claves de promover la exudación de la planta, está en mejorar la acción preventiva de microorganismos antagonistas contra patógenos que afectan la raíz. Cuando la planta siente una agresión, la planta literalmente “llora por ayuda”, y esa ayuda va a llegar de los organismos o los microorganismos amigos que están en el suelo, de diferentes formas, produciendo por ejemplo cierto tipo de metabolitos que son tóxicos para el agente agresor, y de esa manera logran evitar el ataque o forman un bloque, una barrera biológica para evitar que el agresor pueda penetrar, explica Asaff.

Bacterias que conviven junto a la raíz gracias a exudación, por ejemplo, pueden alertar sobre el ataque de nemátodos, y le recomiendan a la planta qué hacer para crear un ambiente no hospitalario. Al incrementar las poblaciones de microorganismos antagonistas, se mejora también la acción preventiva contra la acción de los organismos patógenos.

“Una planta con un sistema radicular sano y bien desarrollado, con una microbiota rizosférica abundante y diversa, tiene la capacidad de absorber muy bien nutrientes y agua, por lo que va a estar en óptimas condiciones para poder crecer y desarrollarse, y eso obviamente va asegurar buenos rendimientos y buena calidad de fruto. Entonces, al final sí terminamos incidiendo directamente en aspectos que le interesan al agricultor”, concluye el líder de I+D de Innovak.
RECUADRO

BALOX, NUEVO BIOESTIMULANTE PARA EL ESTRÉS ABIÓTICO POR SALES

El uso excesivo de fertilizantes por años, la sobreexplotación de los acuíferos y en muchos casos, las malas prácticas de riego, han generado un problema creciente en la agricultura mundial, que es la creciente salinidad de los suelos, lo que lleva a las plantas a un estrés salino y oxidativo. Para esto, y luego de años de investigación, Innovak desarrolló Balox®, un bioestimulante que está pronto a salir al mercado, y que permite combatir los efectos nocivos del estrés salino, para evitar que la planta tenga que utilizar su energía en resistir el estrés y detenga sus procesos de crecimiento.

El Dr. Asaff comentó que “este producto tiene la virtud de impedir que la planta caiga en un estrés excesivo, potenciando los sistemas de transporte e intercambio de cationes a nivel de la raíz. Este bioestimulante activa la habilidad de la planta de sacar hacia afuera los cationes de sodio, evitando su acumulación y con ello el estrés oxidativo que, finalmente, conduce a un daño y a una senescencia temprana de los tejidos”.

En ese sentido, el producto en cuestión actúa “como un impermeable para alguien que busca evitar empaparse en un día lluvioso, evitando el gasto de energía que supondría secarse y secar su ropa”, comenta el experto, añadiendo que “los resultados observados del efecto del producto sobre el desarrollo de las plantas a nivel de campo, es francamente notable”.

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