Los hongos podrían reducir la dependencia de los fertilizantes.

La introducción de hongos al trigo aumentó su absorción de nutrientes clave y podría conducir a nuevas variedades de cultivos ‘climáticamente inteligentes’, según un nuevo estudio.

Investigadores de la Universidad de Leeds han demostrado una asociación entre el trigo y los hongos del suelo que podrían utilizarse para desarrollar nuevos cultivos alimentarios y sistemas agrícolas que dependen menos de los fertilizantes, reduciendo su contribución a la creciente crisis climática.

Es la primera vez que se ha demostrado que los hongos, que forman asociaciones con las raíces de las plantas, proporcionan cantidades significativas de fósforo y nitrógeno a un cultivo de cereales. Los hongos continuaron proporcionando nutrientes bajo niveles más altos de dióxido de carbono (CO2) predichos para 2100, lo que tiene implicaciones importantes para la seguridad alimentaria futura.

Los resultados se publicaron hoy en la revista Global Change Biology.

La investigadora principal, la profesora Katie Field, de la Escuela de Biología de la Universidad de Leeds y el Instituto Global de Alimentación y Medio Ambiente, dijo: “Los hongos podrían ser una nueva herramienta valiosa para ayudar a garantizar la seguridad alimentaria futura frente a las crisis climáticas y ecológicas.

“Estos hongos no son una bala de plata para mejorar la productividad de los cultivos alimentarios, pero tienen el potencial de ayudar a reducir nuestra dependencia actual de los fertilizantes agrícolas”.

La agricultura es uno de los principales contribuyentes a las emisiones mundiales de carbono, en parte debido a importantes aportes como los fertilizantes. Si bien la producción de carne contribuye mucho más al calentamiento global que el cultivo, la reducción del uso de fertilizantes puede ayudar a disminuir la contribución general de la agricultura al cambio climático.

Antigua asociación planta-hongos

La mayoría de las plantas forman asociaciones con hongos en sus sistemas de raíces, conocidos como micorrizas arbusculares, que les permiten extraer nutrientes del suelo de manera más eficiente. A cambio, las plantas proporcionan carbohidratos a los hongos como forma de pago, conocida como simbiosis.

Las plantas pueden dar del 10 al 20% del carbono que extraen del aire a sus socios fúngicos, a cambio de hasta el 80% de su ingesta de fósforo requerida. Estos hongos también pueden ayudar a las plantas a aumentar su crecimiento, niveles de nitrógeno, absorción de agua y defender la planta contra plagas y enfermedades.

Pero en los últimos 10,000 años, las plantas de cultivo han sido domesticadas a través de una cría intensiva, que inadvertidamente ha impedido que algunas variedades tengan relaciones tan cercanas con hongos beneficiosos.

En todo el mundo, el trigo es un cultivo básico para miles de millones, y el cultivo de trigo utiliza más tierra que cualquier otro cultivo alimentario (218 millones de hectáreas en 2017). A pesar de aumentar la aplicación de fertilizantes de nitrógeno y fósforo para aumentar los rendimientos, la cantidad de trigo que se puede producir en un área determinada ha alcanzado una meseta en los últimos años.

Mientras que algunas variedades de trigo cultivadas por los agricultores forman estas asociaciones con hongos beneficiosos, muchas no lo hacen. Por lo tanto, los investigadores de Leeds sugieren que existe el potencial de desarrollar nuevas variedades de trigo que sean menos dependientes de los fertilizantes.

Producción sostenible de alimentos.

El coautor Dr. Tom Thirkell, de la Facultad de Biología de la Universidad de Leeds, dijo: “Durante miles de años, los agricultores han estado cultivando cultivos para aumentar la productividad y la resistencia a las enfermedades, pero esto se ha basado principalmente en lo que se puede ver en la superficie .

“Estamos comenzando a darnos cuenta de que algunos de los cultivos que hemos domesticado carecen de estas conexiones importantes con los hongos en el suelo. Nuestros resultados sugieren que existe un potencial real para generar nuevas variedades de cultivos que recuperen esta relación perdida con los hongos beneficiosos y mejoren la sostenibilidad de futuros sistemas de producción de alimentos “.

Los científicos permitieron que los hongos colonizaran las raíces de tres variedades diferentes de trigo en el laboratorio y las cultivaron en una de las dos cámaras, ya sea imitando las condiciones climáticas actuales o las proyectadas para 2100, cuando se predice que la concentración de CO2 en la atmósfera será el doble que de hoy si las emisiones no se reducen. Querían saber qué beneficios podrían obtener las diferentes variedades de sus socios fúngicos y cómo las relaciones se verían afectadas por el aumento del CO2 atmosférico.

Al etiquetar químicamente el fósforo y el nitrógeno en el suelo y el CO2 en el aire, los investigadores pudieron demostrar que las diferentes variedades de trigo absorbían los nutrientes a través de sus socios fúngicos, en ambos escenarios climáticos.

Como se esperaba, las tres variedades de trigo experimentaron diferentes niveles de intercambio con los hongos, y algunas variedades obtuvieron mucho más de la relación que otras por un “costo” de carbohidratos similar.

En particular, la variedad de trigo Skyfall absorbió mucho más fósforo de los hongos en comparación con las otras dos variedades, adquiriendo 570 veces más que la variedad Avalon y 225 veces más que Cadenza.

No hubo diferencia en el intercambio de fósforo o nitrógeno de los hongos al trigo en el nivel más alto de CO2 para ninguna de las tres variedades de cultivos. Por lo tanto, parece que los hongos pueden continuar transfiriendo nutrientes al cultivo incluso en condiciones climáticas futuras.

Los investigadores sugieren que podría ser posible criar nuevas variedades de trigo que se adapten mejor a una asociación fúngica. Esto podría permitir a los agricultores usar menos fertilizantes, ya que puede permitir que el trigo obtenga más de los nutrientes necesarios a través de los hongos.

Hay una discusión en curso sobre si los hongos son netos positivos o negativos para el crecimiento de los cultivos de cereales, ya que algunas pruebas sugieren que los hongos pueden actuar como parásitos para sus plantas hospederas.

Anteriormente se había predicho que los niveles más altos de CO2 en la atmósfera conducirían a que los hongos tomaran más carbono de sus plantas hospederas, pero este estudio encontró que ese no es el caso para estas tres variedades de trigo.

Los investigadores recomiendan que ahora se necesiten experimentos a escala de campo para comprender si los efectos beneficiosos del hongo sobre el trigo demostrados en este estudio se replican en una granja.

Este estudio fue financiado por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas.

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Comentario

  1. Es excelente la forma en que tratan de explicar la ciencia biológica compleja al público general. Me encanta ver contenido de este tipo. Como aporte diría que no es la primera vez que se demuestran estas interacciónes planta-hongo, esto se sabe y aprovecha desde hace mucho tiempo

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