Las sustancias químicas de las raíces del maíz influyen en el rendimiento del trigo
Las raíces del maíz segregan ciertas sustancias químicas que afectan a la calidad del suelo. En algunos campos, este efecto aumenta en más de un 4% el rendimiento del trigo plantado a continuación del maíz en el mismo suelo. Así lo han demostrado investigadores de la Universidad de Berna. Aunque los resultados de varios experimentos de campo muestran que estos efectos son muy variables, a largo plazo podrían contribuir a hacer más sostenible el cultivo de cereales, sin necesidad de fertilizantes o pesticidas adicionales.
Campo de trigo en el emplazamiento experimental de Agroscope en Posieux, Cantón de Friburgo, Suiza.
Valentin Gfeller
Las plantas producen una gran cantidad de sustancias químicas especiales. Algunas de ellas se liberan en el suelo e influyen en su calidad. Esto, a su vez, afecta a la siguiente planta que crezca en el suelo. Hasta ahora se ha investigado poco hasta qué punto las sustancias químicas excretadas pueden utilizarse en la agricultura para aumentar la productividad. Sin embargo, recientemente, investigadores del Instituto de Ciencias Vegetales (IPS) de la Universidad de Berna han realizado experimentos de campo en este campo. Con sus hallazgos publicados en la revista científica eLife, los investigadores demuestran que los metabolitos especializados de las raíces de la planta de maíz pueden provocar un aumento del rendimiento del trigo sembrado posteriormente en condiciones agrícolas realistas.
Cómo afectan las sustancias químicas de las raíces del maíz al trigo
A partir de estudios anteriores realizados por investigadores del Instituto de Ciencias Vegetales (IPS) de la Universidad de Berna, se sabía que los llamados benzoxazinoides -sustancias químicas naturales que las plantas de maíz liberan a través de sus raíces- modifican la composición de los microorganismos del suelo en las raíces y, por tanto, influyen en el crecimiento de las plantas posteriores que crecen en el suelo. El presente estudio investigó si este tipo de retroalimentación planta-suelo también se produce en condiciones agrícolas realistas. "Tales experimentos de campo son esenciales para probar la transferibilidad de la investigación básica a la práctica y evaluar así el beneficio agronómico potencial", explica Valentin Gfeller, que trabajó en el proyecto como estudiante de doctorado en el IPS y ahora trabaja en el Instituto de Investigación de Agricultura Orgánica FiBL. Durante un experimento de campo de dos años, se cultivaron inicialmente dos líneas de maíz, sólo una de las cuales liberaba benzoxazinoides en el suelo. A continuación, se cultivaron tres variedades de trigo de invierno en los suelos acondicionados de forma diferente. Sobre esta base, se pudo demostrar que la excreción de benzoxazinoides mejora la germinación y aumenta el ahijamiento, el crecimiento y el rendimiento de los cultivos.
Menos plagas, misma calidad
Además del aumento de la cosecha, también se observaron menores niveles de infestación por algunas plagas. "Un aumento del rendimiento del 4% puede no parecer espectacular, pero no deja de ser significativo si se tiene en cuenta lo difícil que se ha vuelto mejorar el rendimiento del trigo sin insumos adicionales", explica Matthias Erb, catedrático de Interacciones Bióticas del Instituto de Ciencias Vegetales, que dirigió el estudio junto con Klaus Schläppi, de la Universidad de Basilea. "Sin embargo, aún está por ver si este tipo de efectos suponen realmente una diferencia significativa para la productividad agrícola general y la sostenibilidad, ya que el rendimiento también depende de muchos otros factores", explica Erb. El estudio demuestra el potencial del uso de compuestos vegetales especializados para mejorar la productividad de los cultivos mediante rotaciones de variedades específicas.
En el marco de la Cooperación de Investigación Interfacultativa (IRC) "Una Salud" de la Universidad de Berna (véase el recuadro), también fue posible investigar la calidad del trigo a nivel de elementos químicos individuales. Junto con el Instituto de Geografía de la Universidad de Berna y Agroscope, el centro suizo de excelencia para la investigación agrícola, fue posible demostrar que el aumento de la cosecha debido a los benzoxazinoides no tiene ningún impacto negativo en la calidad del grano de trigo.
Las sustancias químicas vegetales persisten en el suelo
Para comprender mejor el mecanismo subyacente, los investigadores realizaron diversos análisis del suelo y las raíces. Las plantas productoras de benzoxazinoides acumularon estas sustancias químicas y sus productos de degradación en el suelo, cerca de sus raíces. Además, en colaboración con la Universidad de Basilea, se confirmó que los benzoxazinoides influyen en la comunidad de bacterias y hongos dentro y sobre las raíces del maíz. Sin embargo, no alteraron los nutrientes del suelo. Los benzoxazinoides también demostraron ser especialmente persistentes en el suelo. La medida en que el crecimiento y el rendimiento global del trigo se ven afectados directa o indirectamente por los benzoxazinoides a través de los microorganismos del suelo será objeto de nuevas investigaciones.
Las propiedades del suelo son importantes
Para comprobar los efectos de las propiedades del suelo, el equipo de investigación, junto con la Universidad de Basilea y Agroscope, llevó a cabo otro experimento de campo de dos años para investigar cómo actúan estas retroalimentaciones planta-suelo de los benzoxazinoides en un campo más heterogéneo. La composición química del suelo y los microorganismos del campo en cuestión variaban considerablemente. Los investigadores consiguieron demostrar que la influencia de los benzoxazinoides en el crecimiento y la resistencia del trigo depende de esta composición diferente. "Comprender mejor los efectos de las propiedades del suelo en la retroalimentación planta-suelo es crucial de cara a su uso futuro en la agricultura sostenible", explica Valentin Gfeller.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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