La sequía y salinización de suelos, un problema de la agricultura actual

Los estreses de tipo abiótico son la principal causa de la reducción en la productividad de los cultivos de todo el mundo, estimándose pérdidas de alrededor del 50% en la mayoría de cultivos afectados. Son la sequía y la salinidad los que más intensamente contribuyen a estas pérdidas, con el problema añadido de su progresiva extensión y agravamiento.

La sequía, “fenómeno hidrológico que supone una disminución temporal significativa de los recursos hídricos durante un periodo sificientemente prolongado que afecta a un área extensa con consecuencias socioeconómicas adversas”, con numerosos episodios en España desde el primer tercio del siglo XX, así como en los años 40, 70 y 80, se extiende hasta la actualidad (Monreal, et al., 2006).

La saliniad es definida como “el resultado de procesos naturales o antrópicos que conducen en menor o mayor grado a la acumulación de sales en el suelo, pudiendo afectar a su fertilidad” (Díaz, 1669). Puede ser primaria/natural, como consecuencia de cambios climáticos, geomorfológicos de sedimentación, erosión, por cambios en la hidrología, o secundaria debida principalmente al exceso de riego sin un sistema de drenaje adecuado o por sobreexplotación de los acuíferos. Actualmente también se trata de un problema a nivel mundial, con más de 900 millones de hectáreas afectadas en 2021.

El desarrollo de cultivos resistentes o sistemas que reduzcan estos estreses son objeto de estudio para paliar la reducción del crecimiento y productividad, siendo la biotecnología vegetal una posible solución. Cabe destacar la mejora genética vegetal como una de las técnicas más relevantes, sin embargo, la simbiosis micorrícico-arbuscular es otra de las aplicaciones no menos importantes.

¿Qué es la asociación micorrícica? Se trata de una simbiosis mutualista entre ciertos hongos del suelo y las raíces de la mayoría de las plantas, que ha evolucionado como mecanismo de defensa para ambos al permitirles sobrevivir bajo condiciones ambientales desafavorables (Björkman, 1970). La principal función de esta relación es la transferencia de nutrientes, la planta le proporciona compuestos carbonados al hongo mientras que este le suministra agua y nutrientes, principalmente fósforo. El hongo también aporta beneficios al suelo, así como un aumento de la tolerancia al estrés biótico y abiótico para la planta.

Existen dos clases de micorrizas, las ectomicorrizas conocidas comúnmente como setas o trufas, que suponen un 3% y se caracterizan por ser visibles a simple vista y no colonizar intracelularmente la raíz sino que las hifas ocupan los espacios intercelulares (red de Hurting). O las endomicorrizas o micorrizas arbusculares (MA) que suponen el 97% de las plantas micorrizadas, no son visibles y colonizan la raíz atravesando las células y desarrollando en su interior una estructura denominada arbúsculo, lugar donde tiene lugar el intercambio de nutrientes.

Las micorrizas poseen una gran importancia ecológica, ya que contribuyen al desarrollo de los cultivos, mantenimiento del suelo y permitiendo un ahorro de fertilizantes y fitosanitarios, además de posibilitar en suelos degradados o sometidos a estrés el desarrollo de los mismos. Entre los beneficios aportados a las plantas, destacar:

• Incremento de la absorción de agua y nutrientes
• Incremento de la tolerancia a estrés abiótico
• Control de patógenos
• Mantenimiento del suelo
• Aportación a los cultivos de hormonas de crecimiento
• Incremento de la actividad fotosintética

Pero, ¿cómo influye la simbiosis micorrícico-arbuscular en la mejora de la tolerancia al estrés abiótico?

En el caso del estrés salino, la simbiosis MA interviene en la disminución de la toxicidad iónica mediante la existencia de transportadores que previenen la entrada de Na⁺ en la raíz, su exportación al exterior celular y la compartimentación en la vacuola. Esta simbiosis también mejora la tolerancia a través de la sobreexpresión de la mayoría de los mecanismos implicados en la tolerancia al estrés hídrico, ya que el estrés salino tiene un componente osmótico.

Numerosos estudios muestran que esta simbiosis participa en una mayor absorción de nutrientes, mejora de las relaciones hídricas, cambios en la acumulación de compuestos osmorreguladores o aumento de la tasa fotosintética. Algunos ejemplos de ensayos realizados bajo condiciones de estrés salino, muestran cambios en el contenido de prolina, aumento de la acumulación de proteínas antioxidantes, reducción del contenido en ROS (especies reactivas del oxígeno) mediante la síntesis de enzimas antioxidantes o el control de la expresión de acuaporinas. Todo esto, con un incremento significativo en la cantidad de biomasa y producción de frutos.

Respecto a la tolerancia al estrés hídrico, se trata de una combinación de efectos físicos, nutricionales, fisiológicos y celulares. Al igual que en el estrés salino, diversos estudios reporta un aumento de la biomasa y producción en cultivos sometidos a estrés y micorrizados. Los mecanismos por los que la simbiosis aumenta la tolerancia al déficit hídrico incluyen la mejora de la transporación estomática y las relaciones hídricas, incremento de la tasa fotosintética, mejora de la conductividad hidráulica y transporte de agua, ajuste osmótico, protección frente al daño oxidativo, mayor captación de nutrientes y cambios en las propiedades del suelo.

Esta simbiosis proporciona beneficios tanto nutricionales como protectores frente a estreses en los cultivos, siendo mucho más visibles los efectos cuando hay un factor negativo que perjudica el crecimiento y desarrollo de las plantas.  Son numerosos los estudios que apoyan estos resultados, junto con la importancia en la seguridad alimentaria y nutricional, sin olvidar la repercusión en la sostenibilidad de nuestras prácticas agrícolas.