Investigadores del departamento de Microbiología. De izquierda a derecha: Carmen Vida, Antonio de Vicente y Francisco M. Cazorla.

Investigadores del departamento de Microbiología, de la Universidad de Málaga, y del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea ‘La Mayora’ (centro mixto de la Universidad de Málaga y el CSIC) han demostrado los efectos protectores de cáscara de almendras compostada frente al hongo que pudre la raíz de los árboles de aguacate. Este material modifica las comunidades de microbios del suelo y favorece el desarrollo de bacterias implicadas en la producción de antifúngicos, es decir, de sustancias que inhiben o retrasan el crecimiento del hongo. El estudio abre la puerta a la identificación y caracterización de nuevos microorganismos productores de antibióticos que ayuden a reducir los actuales tratamientos químicos utilizados en agricultura.

La cáscara de almendra es una enmienda orgánica, es decir, sus efectos son como los del estiércol, pero es de origen de origen vegetal, en lugar de animal. Su función es acondicionar el suelo. Por ejemplo, equilibra la cantidad de agua o proporciona aireación, nutrientes y microorganismos que pueden tener un efecto beneficioso para la planta.

Esta materia orgánica no se puede utilizar en fresco porque es muy reactiva, con consecuencias negativas en el suelo como la disminución de oxígeno. Por eso se composta: es decir, se somete a un proceso donde se degrada y descompone, de forma lenta, por la acción de los propios microorganismos que la integran.

La clave: el carbono

En esta actividad de compostaje participa un grupo de hongos que se aprovechan de la cáscara de almendra para crecer. «La enmienda orgánica modifica el suelo que hay debajo. Por ejemplo, aparecen poblaciones específicas de microorganismos que se desarrollan mejor en este ambiente modificado. Entre ellas, estos hongos que degradan la cascara», explica a la Fundación Descubre el investigador responsable de este proyecto, Francisco Cazorla, de la Universidad de Málaga.

Toma de muestras

Según los expertos, con el aumento de estos organismos, se produce un incremento de carbón disponible. El aporte extra de este elemento es aprovechado, a su vez, por una gama de bacterias para aumentar su número. “Estos organismos son los que están relacionados con la actividad de control biológico. Es decir, están implicados en la producción de antibióticos antifúngicos que protegen la planta de la plaga de Rosellinia necatrix, el hongo que causa la pudrición de la raíz”, argumenta.

Con este estudio, los investigadores dotan de base científica a una práctica habitual en la malagueña comarca de la Axarquía. “Los agricultores llevan años utilizando cáscara de almendra como enmienda orgánica en esta zona, donde uno de los problemas del cultivo de aguacate son los hongos del suelo. Ellos notaban mejoría en el árbol pero se desconocía el porqué”, indica el experto.

Suelos con inmunidad

Para realizar esta investigación, que se publica en la revista Frontiers in Microbiology, con el título ‘Microbial profiling of a suppressiveness-induced agricultural soil amended with composted almond shells’, los científicos trabajaron en una finca experimental de aguacates de más de 40 años, cultivados en ‘La Mayora’, donde aplican cáscara compostada de almendras desde 2002. Los resultados se compararon con los de otro grupo de árboles de aguacate no tratados con esta enmienda orgánica.

En primer lugar, los investigadores realizaron análisis físico-químicos para determinar los componentes del suelo y las diferencias entre ambos. La primera conclusión demostraba que la cáscara de almendras modificaba la microbiota o microorganismos desarrollados en el terreno.

Árbol de aguacate sano (i) y afectado por el hongo (d).

A continuación, se determinó la supresividad del suelo, es decir, su capacidad protectora ante Rosellinia necatrix. Para ello, los investigadores tomaron dos tipos de muestras: terreno modificado por la cáscara de almendras y sin modificar; plantaron en ellos aguacates pequeños y se les infectó con el hongo. “Los árboles que crecían en suelo con enmienda mostraban protección frente al causante del problema. Esta inmunidad nunca es absoluta. Es relativa. Pero, en nuestro experimentos, el porcentaje de aguacates enfermos se redujo casi a la mitad”, afirma Francisco Cazorla.

Análisis del DNI

En la fase siguiente, los expertos aplicaron un tratamiento térmico o calor para provocar la muerte de los microorganismos. “Con la desaparición de estas comunidades, el efecto protector del suelo desaparecía. Sin embargo, al añadir una pequeña cantidad de cáscara de almendra, éste se recuperaba pasado un tiempo. Ello nos confirmó que la supresividad o la protección del suelo tienen un origen biológico. Es decir, procede de los microorganismos que se desarrollan bajo la enmienda orgánica”, asegura el responsable del estudio.

El paso siguiente consistió en identificar los tipos de microorganismos, es decir, obtener su ADN o huella dactilar. “Se utilizaron técnicas de genómica que revelaron, por un lado, el incremento de los hongos que descomponen la cáscara y, por otro, la aparición de organismos bacterianos que aprovechan la materia orgánica disponible para mejorar su población”, prosigue el investigador.

Las tareas de los microorganismos

La última fase se centró en conocer las funciones desempeñadas por cada uno de los grupos de microorganismos identificados en la etapa anterior. De nuevo, las técnicas genómicas desvelaron los genes implicados en el proceso de supresividad. Por ejemplo, cuáles participan en el metabolismo del nitrógeno, carbono o azufre o cuáles son productores de antibióticos.

Cáscara de almendra compostada.

Según los investigadores, este análisis funcional confirmó la abundancia relativa de genes implicados en el ciclo del carbono. “Ya hemos visto cómo este elemento facilita la actividad de grupos de bacterias relacionadas con la producción de antibióticos antifúngicos”, constata el experto.

El proyecto, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, continúa en dos líneas de investigación complementarias. De una parte, la identificación y formulación de los microorganismos productores de antibióticos para su uso en agricultura. De otra, la formación de consorcios de organismos, es decir, la creación de una comunidad artificial de microbios, productores de distintos antibióticos que, juntos, pueden tener un nivel de protección mayor que por separado. “Al final, se trata de reducir los tratamientos químicos y sustituirlos por otros originados directamente en el cultivo para encaminarnos a una agricultura más sostenible”, concluye el experto.

Referencia: 

Carmen Vida, Nuria Bonilla, Antonio de Vicente y Francisco M. Cazorla. ‘Microbial profiling of a suppressiveness-induced agricultural soil amended with composted almond shells’. (2016) Frontiers in Microbiology 7:4. http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2016.00004

Imágenes:

Investigadores del departamento de Microbiología. De izquierda a derecha: Carmen Vida, Antonio de Vicente y Francisco M. Cazorla.

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Toma de muestras

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Árbol de aguacate sano (i) y afectado por el hongo (d).

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Cáscara de almendra compostada.

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