“LAS RAÍCES SON EL CEREBRO DE LA PLANTA”  (Darwin)

Por Juan Pablo Figueroa Foessel. Artículo escrito para la revista New Ag International

Cada día se le asigna una mayor importancia al manejo de los sistemas radiculares de las plantas de valor comercial, en particular cuando son especies leñosas, puesto que se está tomando conciencia de la directa relación que existe entre las raíces y la productividad de los cultivos, así como de su impacto en la calidad y condición de la fruta. Junto a las tradicionales funciones de soporte del desarrollo aéreo y de absorción de agua y nutrientes, las raíces han ido cobrado relevancia como órganos de acumulación de nutrientes de reserva -para suplir carencias en situaciones de estrés- y como productoras de hormonas que estimulan el crecimiento de la parte aérea de la planta. Los productos orientados a potenciar los sistemas radiculares se pueden dividir en tres grupos: los que tienen un fin estimulante, por ejemplo productos de acción hormonal como las mezclas con auxinas; los que modifican las condiciones de la rizósfera, por ejemplo las micorrizas, acondicionadores de suelo, mulch y materia orgánica; y los que confieren resistencia a las plantas o controlan sus plagas, como el quitosano y los nematicidas, entre otros. 

Según el Dr. David Eissenstat, del Departamento de Horticultura de Pennsylvania State University, quien ha estudiado por muchos años los sistemas radiculares de plantas tales como la vid Concord (Vitis labrusca: usada para jugo) y Vitis vinifera de la variedad Merlot, es fundamental saber exactamente cuándo y cuánto crecen las raíces para ajustar el riego y la fertilización a los momentos de mayor actividad de absorción de nutrientes de las plantas. Pero, además, ese conocimiento puede ser de mucha utilidad para elegir mejor la fecha de muestreo radicular y conseguir estimaciones de biomasa máxima, así como para entender la distribución del carbono y las interacciones competitivas bajo tierra. También es práctico para identificar los factores que controlan o limitan el crecimiento radicular.

“En el caso de las hortalizas se reconoce que existe una relación directa entre la masa radicular y el desarrollo de la parte aérea de la planta”. Afirma el Dr. Daniel Díaz, investigador de Laboratorios Agroenzymas (México). Según el investigador, “entre los distintos efectos reportados en tomate, chile, melón y brócoli, se ha observado que una mayor masa radicular incrementa el grosor del tallo y por lo tanto mejora la capacidad de traslocación, aumentando el área de las hojas, lo que a su vez favorece la fotosíntesis y aumenta el calibre de los frutos. Esa relación directa entre la parte radicular y la vegetativa se origina por una mayor absorción de agua y nutrientes -y de suplemento hormonal- desde la raíz a la parte aérea, para favorecer el desarrollo foliar y consecuentemente la cantidad de fotoasimilados que pueden irse a los frutos y a la raíz”.

LAS RAÍCES SON MUCHO MÁS QUE SOPORTE Y ABSORCIÓN

Junto a las de por sí importantes funciones que tradicionalmente se le reconocen a las raíces como órganos de soporte de la planta y de absorción de agua y nutrientes, hoy cobran cada vez mayor relevancia las de acumuladoras de reservas y productoras de hormonas estimulantes de la parte aérea de las plantas. En especial cuando los vegetales cultivados corresponden a árboles frutales que van a estar muchos años en el huerto, los que necesitan acumular reservas para las siguientes temporadas, de modo de evitar las caídas de rendimiento.

El desarrollo radicular tiene efectos en la productividad y sustentabilidad de los huertos y muchos de los problemas de los frutales tienen su origen en problemas o daños en las raíces. Entre los principales peligros que enfrenta una raíz están las limitantes físicas y químicas del medio, luego –en ciertas condiciones- fitoparásitos como los nematodos u hongos como Phytophtora. El exceso de riego es uno de los principales peligros pues causa asfixia y muerte de tejidos e insuficiente oxigenación (anoxia) de las raíces, además de favorecer la proliferación de nemátodos fitoparásitos y hongos. El exceso de riego incrementa la compactación del suelo y anula el efecto de las aplicaciones de nematicidas, promotores de crecimiento (enraizantes) y protectores de raíces, y favorece el ataque de plagas.

“JUVENTUD DIVINO TESORO”

Sólo el desarrollo constante de raicillas nuevas asegurará un sistema radicular eficiente. Las raíces más finas son las directamente relacionadas con la absorción de agua y nutrientes, pero en un período de pocas semanas éstas raíces pasan de blancas a marrón claro, hasta llegar a tonos casi negros. Al mismo tiempo, la actividad metabólica decrece a medida que aumenta la pigmentación, alcanzando valores mínimos a las pocas semanas. Por ejemplo, los resultados experimentales indican que en vides la tasa de absorción de nitrógeno (N) de las raíces finas -recién nacidas- declina en un 50% entre los días 2 a 3.

Gráfico 1

Longitud de máxima absorción de nutrientes de los ápices radiculares

En los siguientes gráficos del Dr. Einssentats se aprecia cómo cambia en el tiempo el nivel de actividad metabólica de las raíces, lo que afecta su capacidad de absorber agua y nutrientes (N), así como también incide en la tasa de respiración, la tasa de acumulación de nitrógeno y otros elementos, y en su eficiencia. La mayor actividad metabólica se produce al principio de la vida de una raíz, cuando las raíces son de color blanco y luego va decreciendo, en tanto que la raíz va cambiando de color y del blanco pasa a marrón y finalmente a negro.

Gráfico 2

Actividad metabólica de las raíces

Gráfico 3

Efectos de la edad en la actividad metabólica de las raíces en uva Concord

Las raíces jóvenes pueden captar nutrientes en forma más activa que las raíces viejas, siempre y cuando los recursos no sean limitantes, y la edad de las raíces influye en su eficacia competitiva. La distribución de edad en el conjunto de raíces puede influir en el contenido de N y en la respiración del sistema radicular. Por lo tanto, si las raíces jóvenes son más activas, es importante conocer cuándo se producirá el crecimiento de raíces para apoyar y estimular su máximo desarrollo.

“LAS RAÍCES SON EL CEREBRO DE LA PLANTA”    

Otra actividad trascendente de las raíces consiste en transmitir señales hormonales fundamentales para la parte aérea de la planta, seguramente por esa razón Darwin afirmó que “las raíces son el cerebro de la planta”. En muchas especies cultivadas la emisión de raicillas está acompaña de producción de citoquininas (CK) y de ácido giberélico (GA3). Si se dispone de un buen sistema radicular y se le aporta una óptima humedad y nutrición, el sistema radicular enviará señales que permitirán sustentar un alto nivel de carga con fruta de buen calibre, firmeza y contenido adecuado de solutos nutrientes.

Por el contrario, situaciones de saturación hídrica, de estrés hídrico, subsuelo compactado, etc., pueden gatillar señales hormonales no deseadas a la parte aérea. Ante anoxia, muerte celular y pudrición de raíces, por ejemplo, el sistema radicular envía señales A.B.A. (ácido abcísico) que inhiben a la citoquinina y provocan un menor ingreso de solutos osmóticos a los frutos. También provocan cierre estomático, una menor síntesis de terminales carbonados y una mayor susceptibilidad a excesos de NH4+ (amonio) y putrescina. El A.B.A. además aumentará el etileno lo que provocará destrucción de clorofila.

RESERVAS PARA ASEGURAR LA PRÓXIMA COSECHA

Las reservas corresponden a una acumulación en órganos –como las raíces– de metabolitos estratégicos para suplir carencias nutricionales que se producen en ciertos períodos críticos del desarrollo de las plantas. Entre los análisis de reservas más importantes se destaca los de derivados del nitrógeno, principalmente arginina (un aminoácido); los carbohidratos, el almidón con sus componentes amilosa y amilopectinas; y el fósforo. La arginina es un aminoácido muy abundante en los tejidos de algunos vegetales y es la forma preferencial de acumulación de N de reserva en especies como la vid. Los carbohidratos, por su parte, se acumulan en la madera, el tronco y en las raíces. En las especies leñosas, particularmente las de hoja caduca, se producen ciclos de almacenamiento de reservas en las raíces.

PRODUCTOS HIGH TECH PARA UN MEJOR DESARROLLO RADICULAR

Para lograr una generación constante de raíces nuevas, con tasa positiva entre natalidad y mortalidad radicular, es necesario manejar el suelo como un sistema que constituya un sustrato favorable y equilibrado, de modo de favorecer los nuevos desarrollos radiculares, en particular de raíces superficiales, cercanas a la atmósfera. Es decir, se debe manejar la física, química y biología del suelo para evitar la compactación y aportar materia orgánica de calidad (ej. ácidos húmicos y fúlvicos), así como proteger la superficie del suelo (mulch) y procurar una nutrición equilibrada (riego y fertilización). También se recomienda aplicar auxinas y controlar plagas y enfermedades.

Enmiendas de suelo, estimulantes, fertilizantes, son todos elementos sinérgicos que hoy día se mezclan para hacer herramientas high tech especializadas para cada cultivo y etapa fenológica. Por ejemplo, se desarrollan mezclas de ácidos húmicos, fúlvicos, con Zc, Fe, Mg, con citoquininas y aminoácidos: nutrición, enmiendas y bioestimulación en un solo producto. A los que, además, se está incorporando nematicidas y fungicidas.

Productos de acción hormonal

EXCITANDO EL SISTEMA RADICULAR

Hoy en día se ofrecen distintos productos que apuntan a un mismo objetivo: estimular una buena exploración radicular para provocar una óptima síntesis natural de citoquininas. Así como las auxinas generan crecimiento de ápices radiculares, en esos ápices radiculares se generan citoquininas que viajan a estimular el crecimiento aéreo de las plantas.

Los agricultores prestan poca atención a las raíces de los árboles y las raíces, dentro de la fisiología vegetal, son muy malas competidoras. Para crecer las raíces necesitan ser alimentadas por la parte aérea del cultivo, por lo que un exceso de carga frutal reduce inmediatamente el crecimiento radicular. Ante un exceso de carga las raíces no alcanzan a acumular reservas durante el período de crecimiento de primavera, verano y parte del otoño, lo que repercutirá en los rendimientos de la temporada siguiente.

Fitohormonas como las auxinas son la principal señal para la formación de raíces, en tanto que otras como citoquininas, poliaminas y etileno lo hacen en menor medida. Para lograr una mayor eficiencia hormonal, a los productos se agrega compuestos tales como vitaminas, aminoácidos y elementos minerales, los que actúan como auxiliares de la estimulación.

El crecimiento radicular ocurre por la multiplicación y alargamiento de células que se van formando en la punta de las raíces. Las fitohormonas regulan esos procesos y en tanto las auxinas, citoquininas, giberelinas y poliaminas actúan como estimulantes, el etileno y el ácido abscísico actúan como inhibidores.

El ingeniero agrónomo Thomas Fichet, Ph. D. de la Universidad Politécnica de Valencia, advierte que en general las hormonas necesitan de una concentración mínima, lo que se conoce como umbral, para producir un efecto (ver gráfico). “Si no se llega a ese umbral no sirve de nada, por mucho que se hagan aplicaciones consecutivas, la concentración no se adiciona. Se debe llegar a una concentración mínima o umbral en que se provoca un efecto como el aumento de la división celular o la elongación celular. Cuando los productos tienen concentraciones muy bajas de una hormona, por mucho que se repitan las aplicaciones, son pequeños golpecitos sin efecto”.

Según el Dr. Fichet, hace algo de 7 años se comenzó a comprender que se debía apoyar el crecimiento de las raíces, en lo que los reguladores de crecimiento de las raíces cumplen un rol importante.

“En un momento hubo discrepancia sobre si se debían aplicar al suelo, recuerda Fichet, porque en el suelo hay muchos microorganismos. Por ejemplo, los hongos utilizan las mismas hormonas vegetales que las plantas, hay bacterias que las pueden utilizar, existe toda una microflora, así como malezas y semillas. Entonces hay una parte que se podría perder por degradación o competencia. Por esto se pensó que si se aplicaba por el riego era poco lo que se iba a aprovechar. Después se vio que sí funciona”.

Según Fichet las mezclas que se venden en el mercado sirven para determinados procesos pero no para todo o en todo momento. “Para situaciones como el enraizamiento de estacas, estacas de flores, etc., funcionan muy bien. Pero no diluidos, sino que se sumerge la estaca en el producto y luego se pone en agua caliente, así enraíza de forma espectacular”, dice Fichet.

Según algunas empresas formuladoras de mezclas estimulantes para aplicaciones foliares, si las auxinas se aplican vía riego los sistemas de estabilización de los productos deben ser excelentes, dada la gran variedad de suelos, por lo que es preferible aplicarlo por vía foliar. Además de la competencia por la hormona en el suelo se produciría su entrampamiento con los ácidos húmicos y fúlvicos, los que capturan sustancias orgánicas por afinidad. Otro argumento es que se requerirían equipos de riego muy sofisticados, con goteros muy homogéneos en su caudal, saber exactamente cuándo comienza a gotear el producto y cuándo termina de salir del sistema.

ACONDICIONADORES DE SUELO Y RIZÓSFERA

La materia orgánica de calidad, por ejemplo, los ácidos húmicos y fúlvicos, mejora la estructura del suelo al formar enlaces con las superficies reactivas de las partículas minerales, uniéndolas y formando agregados más estables frente al agua. De esta forma aumenta la capacidad de retención de agua en el suelo gracias al incremento de los poros de mayor diámetro, los que retienen agua con menor energía y son más accesibles para las plantas. Además, mejora la infiltración del agua al aumentar la conductividad hidráulica en condiciones de saturación del suelo, es decir, la capacidad de “transmitir” agua cuando el perfil está saturado.

La materia orgánica también mejora las propiedades químicas del suelo, al elevar la capacidad de intercambio catiónico (CIC), y aumenta la disponibilidad de N, P, S y micronutrientes (Ca y Mg). Junto a lo anterior aumenta la capacidad tampón del suelo y disminuye la pérdida de nutrientes por lixiviación, pero además la materia orgánica mejora las propiedades biológicas del suelo al aumentar los niveles de bacterias, hongos, ácaros, nemátodos depredadores y entomopátogenos, los que aumentan la eficacia del control biológico de plagas del suelo.

Por su parte, los aportes de micorrizas y rhizobacterias pueden promover un incremento de la resistencia de las plantas. Los hongos benéficos son un gran aliado de los cultivos pues muchos de ellos se asocian naturalmente con plantas y árboles, y muchos vegetales generan una relación simbiótica con estos hongos. Uno de los tipos de hongos más comunes, las endomycorrizas, pueden estimular el crecimiento de las raíces, la incorporación de fosfatos y micronutrientes y ayudan a las plantas a soportar mejor algún estrés abiótico.

Resistencia sistémica adquirida

ELICITORES O ESTIMULADORES DE RSA

Los elicitores de resistencia SAR, para el control de enfermedades, son un sistema de amplio espectro de resistencia de las plantas, el que es gatillado por ciertos compuestos químicos naturales o sintéticos llamados activadores, inductores o elicitores. Estos compuestos no poseen acción directa sobre los patógenos pero restringen el desarrollo de estos al provocar una reacción local de hipersensibilidad, síntesis de fitoalexinas, acumulación de ácido salicílico (AS) y una mayor resistencia de la pared celular.

(GENTILEZA DR. J. C. MAGUNACELAYA)

El quitosano:

EN EL FUTURO RECUPERARÁ CULTIVOS

El quitosano o quitina es un compuesto que se ha utilizado por miles de años. Hasta hace poco se pensaba que sólo actuaba promoviendo la fauna consumidora de quitina, la que luego se alimentaba de huevos de nemátodos. Pero hoy se sabe que el quitosano es una molécula SAR (Systemic acquired resistance: Resistencia sistémica adquirida).

El quitosano es un producto considerado orgánico ya que es una proteína que se obtiene del caparazón de los crustáceos, cuya molécula elemental es la quitina, un aminoácido. El quitosano es un excelente quelante que puede reemplazar a los quelantes artificiales. Se le puede aplicar a la planta -por ejemplo- Ca y Fe, con una disponibilidad excelente y en baja concentración.

Se ha resuelto que es la quitina la que genera el SAR al simular una situación de ataque (ej. nematodos), ante la que la raíz responde desarrollándose. Si a ese quitosano se le agrega P -o Zn como precursor del triptofano (auxina principal)- y además se le añaden auxinas, se obtiene un excelente enraizante.

La otra gran ventaja del quitosano es que además regenera tejidos, por lo que hoy incluso se usa para curar quemaduras en humanos. Desarrollos en esa dirección pueden llevar a que plantas lesionadas o deterioradas por alguna plaga sean recuperadas, incluso mediante aplicaciones locales (no sistémicas) de productos High Tech. Estos productos en la actualidad se están investigando y ensayando y muy probablemente nos sorprenderán en el futuro.

RECUADRO

Productos nematicidas:

Siempre pensando en las raíces

Los productos químicos nematicidas deben ser utilizados en función de proteger los sistemas radiculares. Según el nematologo, Dr. Juan Carlos Magunacelaya, éste es un concepto nuevo que cambia el ‘switsh’ ya que centra la atención en la planta hospedera más que en el nematodo fitoparásito. Además, los productos nematicidas pueden ser hasta contraproducentes ya que afectan organismos no dañinos, por lo que es mejor evaluar si vale la pena aplicarlos.

Según Magunacelaya las raíces atacadas por los nemátodos son las blancas, ya que éstos no pueden atacar las raíces suberizadas. Este concepto obliga a aprender de las raíces de las plantas, así como de los parásitos, y a reformular el modo de uso de estos productos. Por ejemplo, aplicar los tratamientos cuando se va a producir el crecimiento de las raíces o flush radicular. Lo que además “abre la puerta al uso de enraizantes y elicitores de resistencia, como parte de las estrategias de protección de las raíces”, dice el nematólogo.