Los hongos del suelo: su potencial biológico para el
desarrollo agrícola local (Revisión)
Soil fungi: their biological
potential for local agricultural development (Review)
Wilson Geobel Ceiro Catasú. Ingeniero Agrónomo.
Doctor en Ciencias Agrícolas. Profesor Titular. Investigador Posdoctoral,
CONAHCYT. Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste. La Paz. Baja
California Sur. México. wceiroc@gmail.com
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Ramón Jaime Holguín Peña. Ingeniero Agrónomo. Doctor
en Uso, Manejo y Preservación de los Recursos Naturales. Investigador Titular.
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste. La Paz. Baja California Sur
México. jholguin04@cibnor.mx
Juan Antonio Torres Rodríguez. Ingeniero Agrónomo.
Doctor en Uso, Manejo y Preservación de los Recursos Naturales. Universidad
Técnica Estatal de Quevedo. Quevedo. Los Ríos. Ecuador. jatorres@uteq.edu.ec
Sergio Florentino Rodríguez Rodríguez. Ingeniero
Agrónomo. Doctor en Ciencias Agrícolas. Investigador Agregado. Profesor Titular.
Universidad de Granma. Bayamo. Granma. Cuba. sfrodriguez1964@gmail.com
Recibido:
02-07-2024/Aceptado: 26-10-2024
Resumen
El desarrollo local es un enfoque que busca el
crecimiento económico y social sostenible de las comunidades. Se orienta en
utilizar eficientemente los capitales locales como la mano de obra, el
conocimiento y los recursos disponibles para mejorar la calidad de vida de sus
habitantes. En este contexto, los hongos que habitan en el suelo muestran un
potencial biológico importante en función del mejoramiento productivo agrícola
y la sostenibilidad. Por tanto, el presente artículo tiene como objetivo
analizar las potencialidades de los hongos del suelo de acuerdo a sus funciones
biológicas y beneficios agronómicos como una alternativa para el mejoramiento
de la productividad agrícola y la sostenibilidad en función del desarrollo
local resiliente. A partir del análisis realizado, se evidenció que los hongos
del suelo intervienen en múltiples procesos en los agroecosistemas. Dentro de
sus funciones biológicas se evidencia la solubilización de macro y
micronutrientes necesarios para la nutrición de las plantas. Ciertas especies
poseen la capacidad de sintetizar compuestos orgánicos como fitohormonas y
metabolitos secundarios que promueven el crecimiento vegetal, mientras que
otros hongos poseen mecanismos de acción que les permiten ejercer una actividad
antagonista sobre especies fitopatógenas. Por tanto, gracias a los hongos del
suelo, los sistemas agrícolas pueden ser más sostenibles y menos dependientes
de insumos químicos tóxicos, lo cual señala a estos microorganismos como una
alternativa para la generación de bioinsumos agrícolas que aporten al desarrollo
local de las comunidades a nivel mundial.
Palabras clave:
bioinsumos; comunidades agrícolas; promoción del crecimiento; solubilización de
nutrientes.
Abstract
Local development is an
approach that seeks the sustainable economic and social growth of communities.
It is oriented towards the efficient use of local capitals such as labor,
knowledge and available resources to improve the quality of life of its
inhabitants. In this context, soil-dwelling fungi show an important biological
potential in terms of agricultural productive improvement and sustainability.
Therefore, the present article aims to analyze the potential of soil fungi
according to their biological functions and agronomic benefits as an
alternative for the improvement of agricultural productivity and sustainability
in terms of resilient local development. From the analysis carried out, it
became evident that soil fungi are involved in multiple processes in
agroecosystems. Among their biological functions is the solubilization of macro
and micronutrients necessary for plant nutrition. Certain species have the
ability to synthesize organic compounds such as phytohormones and secondary
metabolites that promote plant growth, while other fungi have mechanisms of
action that allow them to exert antagonistic activity on phytopathogenic
species. Therefore, thanks to soil fungi, agricultural systems can be more
sustainable and less dependent on toxic chemical inputs, which points to these
microorganisms as an alternative for the generation of agricultural bioinputs
that contribute to the local development of communities worldwide.
Keywords: bioinputs; agricultural communities; growth
promotion; nutrient solubilization.
Introducción
El desarrollo agrícola local es
fundamental para la generación del crecimiento económico y la sostenibilidad de
las comunidades rurales. Para ello, se hace necesario el establecimiento de
prácticas agrícolas amigables con el medio ambiente y el uso sostenible de los
recursos naturales, lo que se interrelaciona con los beneficios que aportan los
hongos del suelo en función del mejoramiento de las propiedades edáficas, la
nutrición vegetal, la promoción del crecimiento de las plantas y el antagonismo
a fitopatógenos (Velázquez et al., 2017).
Las propiedades físicas, químicas y
biológicas del suelo tienen un papel importante en la calidad y productividad
de este recurso natural. Específicamente, la actividad biológica de las
comunidades de hongos interviene en la descomposición de los restos orgánicos
de origen vegetal y animal que llegan al suelo, lo cual permite la formación de
la materia orgánica, el humus y la liberación de nutrientes esenciales para las
plantas (Liu et al., 2021).
Por lo tanto, los hongos del suelo
desempeñan un papel importante en los ecosistemas agrícolas, pudiendo actuar
como agentes de descomposición, facilitadores de la absorción de nutrientes,
promotores del crecimiento vegetal y protectores naturales contra patógenos
(Janowski & Leski, 2022). En el contexto del desarrollo local, su potencial
agrícola se convierte en una herramienta invaluable para mejorar la
productividad y sostenibilidad de los cultivos.
La investigación explora el
potencial de los hongos del suelo para ser aprovechados en el establecimiento
de prácticas agrícolas más eficientes y sostenibles, contribuyendo así al
desarrollo económico-social de las comunidades. A través de una comprensión
profunda de sus funciones y beneficios biológicos, se podrán implementar
estrategias que maximicen su impacto positivo en la agricultura y en el bienestar
social.
De acuerdo a lo expuesto, se
propone como objetivo analizar el potencial de los hongos del suelo de acuerdo
a sus funciones biológicas y beneficios agronómicos como una alternativa para
el mejoramiento de la productividad agrícola y la sostenibilidad en función de
un desarrollo local resiliente.
Usos agrícolas de los
hongos del suelo y su interrelación con el desarrollo local
Las especies fúngicas microscópicas
del suelo tienen beneficios sobre el desarrollo local (figura 1). Ciertos filos
de hongos intervienen en los procesos de solubilización de macro y
micronutrientes para las plantas, esto hace posible la selección de aislados
eficientes y su posterior uso en la nutrición de plantas. Así mismo, pueden
intervenir en la formación de sideróforos en las raíces, lo cual aporta a la
nutrición (especialmente férrica), la estimulación vegetal y el antagonismo
sobre patógenos (Gu et al., 2023).
Figura
1. Beneficios de los hongos del suelo (HS) sobre el desarrollo local
_archivos/image003.jpg)
Fuente: elaboración
propia.
A partir de los hongos del suelo,
se pueden obtener formulaciones de uso agrícola como biofertilizantes,
bioplaguicidas y bioestimulantes de importancia para la obtención de
producciones sostenibles, sanas y de calidad, mientras que la actividad
saprófita natural de estos microorganismos posibilita la transformación de los
restos orgánicos que llegan al suelo en materia orgánica y humus, garantizando
la fertilidad, el mantenimiento de la estructura edafológica y la resiliencia ecológica,
elementos claves para la estabilidad del ecosistema (Kang et al., 2023).
De manera indirecta, los hongos del
suelo poseen importancia económica, debido al mejoramiento de los rendimientos
y la calidad de las cosechas, así como para la obtención de producciones sanas
e inocuas, las cuales adquieren mayor valor agregado. Una dieta rica en frutas,
verduras y legumbres orgánicas interviene en la prevención de enfermedades como
la diabetes, problemas cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer (Leyva et
al., 2024). Asimismo, contribuye al empoderamiento de los agricultores locales,
reduciendo la dependencia de insumos externos y fomentando el uso de
conocimientos y recursos locales. Esto puede mejorar la calidad de vida en las
comunidades rurales y crear un futuro más próspero. Los sistemas agrícolas
biodiversificados y sostenibles son capaces de resistir eventos climáticos
extremos, lo que ayuda a asegurar una producción de alimentos más estable y
resiliente (Parra et al., 2021).
Promoción del crecimiento
vegetal
Los hongos del suelo inciden en la
promoción del crecimiento vegetal (figura 2). Uno de los métodos más efectivos
para promover el crecimiento de las plantas es el uso de microorganismos
(hongos, bacterias, actinomicetos, entre otros). Los hongos viven comúnmente en
la rizosfera y pueden incidir en el mejoramiento del crecimiento y la salud de
las plantas a través de varios mecanismos (Hilty et al., 2021). La
solubilización de nutrientes permite que el fósforo, el potasio y ciertos
micronutrientes insolubles sean transformados a formas iónicas solubles para
las plantas. La producción de fitohormonas es esencial para la promoción del
crecimiento de las plantas y mejora procesos relacionados con la nutrición. Los
sideróforos facilitan la nutrición férrica. Además, estos microorganismos
pueden actuar como agentes de biocontrol, protegiendo a las plantas de
patógenos (Adedayo & Babalola, 2023).
Figura
2. Mecanismos comunes que poseen los hongos del suelo (HS) sobre la promoción
del crecimiento vegetal
_archivos/image004.jpg)
Fuente: elaboración
propia.
Solubilización
de macronutrientes fósforo y potasio
Se conoce que en el suelo existen
especies microbiológicas capaces de intervenir naturalmente en los ciclos de
los nutrientes y hacerlos accesibles para las plantas, entre estos se registran
ciertas especies de hongos del suelo, las cuales tienen una importante función
en la solubilización de nutrientes (Das et
al., 2022).
Fósforo
El fósforo (P) es el segundo
macronutriente más importante para las plantas después del nitrógeno. Este
interviene en la formación de raíces nuevas y de semillas, así como en la
síntesis de proteínas, carbohidratos y grasas. Además, participa en los
procesos vitales de fotosíntesis, fosforilación y respiración. Constituye
aproximadamente el 0,2 % de la masa seca de las plantas. Sin embargo, la mayor
reserva de fósforo se encuentra de manera insoluble en el suelo (400-1200 mg/kg-1),
este elemento forma complejos con hierro, calcio y aluminio, por lo que no
siempre está disponible para las plantas (Bhattacharyya & Jha, 2012).
Una deficiencia de fósforo ocasiona
diminución del crecimiento, desarrollo y rendimiento de las plantas. Este
elemento en cantidades insuficientes ocasiona afectaciones sobre la biomasa
radical y la brotación. Además, puede ser el causante de un color verde oscuro
en las hojas adultas y tonalidades moradas a lo largo de estas. En casos
severos se observan las hojas con los márgenes necrosados. Para cumplir con el
requisito de su presencia suficiente, por tradición se utilizan fertilizantes
químicos que tienen un impacto negativo sobre el agroecosistema. Por lo tanto,
ciertas especies de hongos del suelo pueden considerarse como una alternativa
natural para la nutrición de las plantas sin perjudicar al medio ambiente (Devi
et al., 2020).
Algunos hongos del suelo
solubilizan el fósforo a su forma inorgánica a través de la síntesis de ácidos
orgánicos y enzimas. Se destacan el ácido tartárico, el ácido succínico, el
ácido oxálico, el ácido málico, el ácido 2-cetoglucónico, el ácido glioxílico,
el ácido glucónico, el ácido fumárico, el ácido cítrico, el ácido
alfa-cetobutírico y la enzima fosfatasa (Devi et al., 2020).
Las formas solubles de fósforo en
el suelo son los fosfatos diácido (H2PO4-) y
monoácido (HPO4). La concentración de los iones fosfatos en la
solución está relacionada con el pH de la misma. El ion H2PO4-
es favorecido por pH bajos, mientras que, el ion HPO4 por pH altos
(Sanzano, s.f, p.1).
Potasio
El potasio (K) es un macronutriente
esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Interviene en la
apertura y cierre estomática, proceso importante para la transpiración y el
intercambio de gases, el cual permite que las plantas absorban dióxido de
carbono y liberen oxígeno. Participa en la activación de enzimas que
intervienen en la fotosíntesis, actividad que posibilita que las plantas
convierten la luz solar en energía. Es vital para el transporte de agua y
nutrientes a través del xilema, asegurando que todas las partes de la planta
reciban los elementos necesarios para su crecimiento y desarrollo. Este
macronutriente también está involucrado en la síntesis de proteínas y
carbohidratos fundamentales para la producción de las hojas, los frutos y las
semillas, así como mejora la tolerancia de las plantas a condiciones de estrés
(Tamayo et al., 2022).
La deficiencia de potasio en las
plantas puede causar varios problemas que afectan su crecimiento y sanidad. La
sintomatología característica es clorosis en las hojas, especialmente en las
más viejas, estas se vuelven amarillas con los bordes necrosados. Los tallos se
presentan frágiles y propensos a quebrarse. Además, se reduce la producción de
flores y frutos, así como se afecta la calidad de la cosecha. Las plantas con
deficiencia de potasio son más vulnerables a plagas (Combatt et al., 2020).
Se conoce que la disponibilidad de
potasio ha disminuido en los suelos agrícolas con el paso del tiempo, lo que
conlleva un mayor uso de fertilizantes químicos para los cultivos, que eleva
los costos de producción y cuyo empleo indiscriminado constituye una amenaza
para el medio ambiente. Esta circunstancia pone de manifiesto la importancia de
utilizar hongos del suelo para la solubilización de potasio en la agricultura
(Devi et al., 2020). Los hongos solubilizadores de potasio se establecen
principalmente en los filos Ascomycota y Glomeromycota. Se
considera a los representantes de los géneros Aspergillus, Cladosporium,
Fusarium, Glomus y Penicillium como saprófitos claves para
la solubilización de potasio en el suelo, la promoción del crecimiento de las
plantas y la sanidad vegetal (Verma et al., 2017).
Producción de
fitohormonas
Auxinas
Las auxinas constituyen
fitohormonas esenciales para las plantas. Estas se derivan del indol y
participan en los procesos de desarrollo de los vegetales, incluyendo la
elongación, la división-diferenciación celular, la formación de órganos, así
como promueven el crecimiento y el desarrollo múltiple.
Las auxinas se sintetizan a partir del triptófano, que es transformado
por las enzimas triptófano 2-monoxigenasa en indol-3 acetamida (Sharma et al.
2020).
Se han identificado varias vías
para la síntesis de auxinas en hongos, por ejemplo, Fusarium sp. y Colletotrichum
gloeosporioides sintetizan, a partir de indol-3, acetamida; sin embargo,
también se puede producir a partir de indol-3 piruvato, como se ha observado en
hongos de los géneros Ustilago y Rhizoctonia (Reineke et al.,
2008).
En un estudio reciente en el que se
evaluó la capacidad promotora del crecimiento vegetal de hongos rizosféricos
obtenidos de Opuntia cochenillifera, se demostró que los aislados F02 (Penicillium
sp.) y F07 (Aspergillus sp.) fueron capaces de producir AIA y se
consideraron como promotores del crecimiento en plantas (Silva et al., 2022).
Giberelinas
Las giberelinas son fitohormonas
que juegan un papel importante en el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Estas promueven el alargamiento de los tallos, lo que resulta en un mayor
tamaño. Contribuyen a romper la dormancia de las semillas, facilitando su
germinación. Estimulan el crecimiento y desarrollo de los frutos, mejorando su
tamaño y calidad. Inducen la floración en muchas especies, especialmente en
aquellas que requieren días largos para florecer y promueven la división
celular en hojas y tallos (Paya et al., 2021).
El ácido giberélico (AG) induce la
absorción más eficiente de hierro dentro del sistema de la planta, lo que
conlleva un mayor crecimiento y mantenimiento del metabolismo en condiciones
normales y de estrés (Iqbal y Ashraf 2013). Se conoce que la aplicación exógena
de AG, mitiga los efectos de la salinidad sobre la germinación y el crecimiento
en Arabidopsis thaliana, induciendo un aumento de la actividad de la
enzima isocorismato sintasa 1 (Alonso-Ramírez et al., 2009).
Algunos hongos como Rhizopus
stolonifer, Pencillium funiculosum, P. cyclopium, P.
corylophilum, Fusarium oxysporum, Aspergillus niger y A.
flavus son capaces de producir giberelinas, mientras que se observó que Fusarium
oxysporum puede producir simultáneamente AG y ácido indolacético (IAA)
(Hasan, 2002).
Citoquininas
Las citoquininas son fundamentales
para el crecimiento y desarrollo de las plantas debido a sus múltiples
funciones. Estas promueven la división celular y la diferenciación de tejidos,
elemento esencial para el crecimiento de nuevos órganos y para la formación de
estructuras complejas. Pueden revertir la dominancia apical, promoviendo el
crecimiento de yemas laterales y adventicias. Intervienen en el desarrollo y
tamaño de los frutos y pueden inducir la formación de frutos sin necesidad de
fecundación previa (partenocarpia). Estas fitohormonas retrasan el
envejecimiento de las hojas, manteniéndolas verdes y funcionales por más
tiempo, así como mejoran la tolerancia de las plantas a situaciones de estrés
(Vedenicheva & Kosakivska, 2023).
Algunas especies de hongos
saprófitos como: Bjerkandera adusta, Lycoperdon perlatum, Hypsizygus
ulmarius, Pleurotus ostreatus, Mycena leaiana, Exidia
glandulosa, Trichaptum biforme, Tyromyces chioneus, Trametes
versicolor, Clitocybula abundans, Hymenopellis sp., Hygrocybe
miniata, Trametes pubescens evidencian la existencia de una vía
metabólica común para la síntesis de citoquinina que no varía entre los
distintos modos de nutrición de las especies fúngicas estudiadas (Morrison et
al., 2015). Por tanto, ciertos hongos del suelo intervienen en la síntesis de
fitohormonas, lo cual muestra la capacidad de estos para mejorar el crecimiento
y rendimiento de las plantas, así como, aumentar la tolerancia a plagas.
Uso de hongos como
agentes de control biológico
Los hongos pertenecientes a los
géneros Beauveria, Aspergillus, Fusarium, Gliocladium,
Pochonia, Petriella, Trichoderma, entre otros, son
conocidos ampliamente por ser importantes agentes de biocontrol y se
caracterizan por establecer interesantes interacciones bióticas en los
agroecosistemas. Además, muchos agentes fúngicos de biocontrol también están
disponibles como productos comerciales en todo el mundo, entre los cuales se
destacan: Beauveria bassiana, Verticillium lecanii, Trichoderma
polysporum, T. gamsii, T. asperellum, Purpureocilium
lilacinum, Phlebiopsis gigantean, Metarhizium anisopliae, Gliocladium
catenulatum, Coniothyrium minitans, Aureobasidium pullulans y
Ampelomyces quisqualis, entre otros (Hezakiel et al., 2024).
El uso de hongos como agentes de
biocontrol constituye una estrategia segura y orgánica para el desarrollo de
una agricultura sostenible y resiliente. Además, se podrían explorar otras
posibilidades de uso para el mejoramiento de la productividad agrícola, con una
incidencia en la nanoagricultura, la producción de metabolitos y fitohormonas,
así como en la nutrición y la promoción del crecimiento de las plantas. Los
hongos con aplicaciones antagonistas son decisivos en el control biológico de
fitopatógenos, lo cual contribuye a mantener la salud de los cultivos sin
recurrir a productos químicos contaminantes (Mukherjee et al., 2022). Estos
hongos se valen de diferentes mecanismos de acción para actuar sobre sus dianas
(figura 3).
Figura
3. Principales mecanismos de acción de hongos antagonistas del suelo utilizados
como agentes de control biológico
_archivos/image005.jpg)
Fuente: elaboración
propia.
La competencia por los nutrientes y
el espacio impide que los patógenos se establezcan, crezcan y proliferen
normalmente. El micoparasitismo es un mecanismo mediante el cual los hongos
antagonistas atacan y parasitan a otros hongos patógenos (Mukherjee et al.,
2022). Para ello, según Hasan et al. (2022) se valen de las siguientes
estrategias:
Reconocimiento y adhesión: el hongo
antagonista reconoce al patógeno y se adhiere a su superficie; este
reconocimiento puede estar mediado por señales químicas específicas.
Penetración: una vez adherido, el
hongo antagonista produce estructuras especializadas conocidas como haustorios
y apresorios que le permiten penetrar la pared celular del patógeno.
Digestión y absorción: después de
penetrar, secretan las enzimas líticas que degradan las paredes celulares del
patógeno, permitiendo la absorción de los nutrientes.
Colonización: invade a su diana,
crece y se multiplica.
Muchos hongos producen compuestos
químicos que actúan como antibióticos, inhibiendo el crecimiento de patógenos.
Por ejemplo, Trichoderma spp., produce compuestos como gliotoxina y
viridina. Otros liberan compuestos orgánicos volátiles que pueden inhibir el
crecimiento de patógenos sin interactuar físicamente. Adicionalmente, poseen la
capacidad de síntesis de diferentes enzimas, entre las cuales se destacan
quitinasas, glucanasas y proteasas, propiciando el debilitamiento de las
estructuras celulares de los patógenos para la penetración e infección por el
antagonista (Wang et al., 2023).
Los hongos pueden inducir
respuestas de defensa en las plantas hospederas, fortaleciendo su resistencia
frente a los patógenos. Esto se logra mediante la activación de vías de
señalización bioquímica en la planta, que desencadenan la producción de
compuestos defensivos como el etileno, el ácido abscísico, las fitoalexinas,
los alcaloides, los fenoles, los terpenos, entre otros metabolitos secundarios
(Chowdhary & Tank, 2023).
Conclusiones
1.
Como se evidenció en
este estudio, los hongos del suelo poseen un amplio potencial de usos agrícolas
de acuerdo a sus funciones biológicas, con aplicaciones en la nutrición de las plantas,
la bioestimulación vegetal y el biocontrol de especies fitopatógenas.
2.
Estos microorganismos
se consideran como una alternativa viable para el mejoramiento de la
productividad agrícola en función del desarrollo local sostenible de las
comunidades a nivel internacional.
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