La rizodeposición de las plantas

La rizodeposición de las plantas (y su increíble potencial)

Este efecto ha modificado lentamente el comportamiento de las plantas para poder defenderse de un medio muy agresivo pero con la particularidad de que siempre lo hace de forma pasiva.

Es decir, los animales tienen la gran diferencia con las plantas en que ante un estímulo negativo tienen la capacidad de huir. Si se enfrentan al ataque de otro animal  e indudablemente pueden salir perdiendo, lo mejor es correr y escapar.

Sin embargo, en el mundo de las plantas no sucede lo mismo. Como no pueden huir, toca luchar, activar multitud de rutas metabólicas y defenderse con complejísimos sistemas (ácido jasmónico, óxido nitroso, etileno, etc.) para intentar repeler la plaga o enfermedad.

En cuanto al suelo, sucede lo mismo. Si las plantas se desarrollan en un medio no apropiado (contenido alto en sales, pocos nutrientes, baja materia orgánica, suelos sin agua o encharcados, etc.), debe generar estímulos continuamente para intentar adaptarse al medio o bien mejorarlo.

Aquí es donde entra el concepto de la rizodeposición.

¿En qué consiste la rizodeposición de las plantas?

La rizodeposición es la forma más clara por el cual las plantas pueden interaccionar con el entorno que les rodea e intentar modificar sus condiciones a mejor.

Una gran parte de la energía que obtiene la planta (compuestos fotoasimilados o fotosintatos) a través de la fotosíntesis, se destina al aumento del desarrollo de sus raíces.

Es el fenómeno que más energía consume de la fotosíntesis (hasta el 60% del total) y tiene una función muy clara: cuantas más raíces y más largas sean, mayor capacidad para captar nutrientes en el suelo. 

Sin embargo, este intento de desarrollo de raíces que consume más de la mitad de la energía total que la planta obtiene a través del ambiente, es un gasto energético enorme que muchas veces no compensa porque las condiciones del suelo no son apropiadas.

Si tenemos un suelo pobre, con salinidad y bajo contenido en materia orgánica, la planta va a destinar una gran cantidad de su energía en forzar el crecimiento de las raíces para “explorar” nuevas fuentes de energía.

Producir un mayor número de raíces y alargar las existentes para intentar absorber la mayor cantidad de nutrientes posibles. Siempre con la premisa de que las plantas no comen, sólo beben.

Pérdidas energéticas en la rizodeposición

Ahora bien, con el término de la rizodeposición hay un factor indirecto que también se las ingenia la planta para mejorar el medio.

Si bien decíamos que había un movimiento de energía de la fotosíntesis a las raíces para crecer, esto no permite mejorar el medio.

Por muchas raíces que haya, tanto en superficie como en profundidad, si el medio es pobre o salino, no se va a mejorar.

La solución que tienen las plantas es excretar parte de la energía que tiene en las raíces (desplazada de las hojas hasta la superficie radicular) y mejorar el medio que rodea las raíces.

Este contenido en carbono y otros elementos modifica el comportamiento del suelo mejorando las condiciones para que la planta viva en un entorno adecuado.

Sin embargo, ¿qué contiene éstas rizodeposiciones que la planta segrega al medio?

Rizodeposición de las plantas

Foto: Sánchez de P., Mondragón y Ceballos, 2005.

El carbono como base de la rizodeposición

La molécula principal y eje de energía de la planta es el carbono. Es el elemento que se procesa de la degradación de otros como el nitrógeno, fósforo, potasio, etc.

Son azúcares y otros compuestos que se necesitan para producir energía y utilizarla por parte de la planta en florecer, engordar frutos, madurar, etc.

Con la rizodeposición, la planta pierde esta energía en base a una mejora futura del medio para poder disponer más fácilmente de dicha alimentación.

Esta rizodeposición está compuesta de elementos ricos en carbono como azúcares, hormonas, ácidos orgánicos, enzimas, etc.

Vamos a verlo de forma desglosada.

COMPUESTOS MOLÉCULAS
Azúcares Glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa, galactosa, ramnosa, ribosa, xilosa, arabinosa, rafinosa, oligosacaridos, manosa, fucosa, deoxirribosa.

 

Compuestos aminados Asparagina, α – alanina, glutamina, ácido aspártico, leucina / isoleucina, serina, ácido aminobutírico, glicina, cistina /cisteina, metionina, fenilalanina, triosina, treonina, lisina, prolina, triptófano, β – alanina, arginina, homoserina, cistationina. Todos los aminoácidos de ocurrencia natural.

 

Ácidos orgánicos Tartárico, oxálico, cítrico, málico, acético, propiónico, butírico, succínico, fumárico, glicólico, valérico, malónico, láctico, galacturónico, glucorónico.

 

Ácidos grasos y esteroles Palmítico, esteárico, oléico, linoléico, linolénico, colesterol, campesterol, estigmaesterol, citosterol.

 

Factores de crecimiento Biotina, tiamina, niacina, pantotenato, colina, inositol, piridoxina, ácido p-amino-benzóico, ácido n-metil nicotínico, ácido indolacético, indol 3-carboxílico.

 

Nucleótidosflavononas Flavonona, adenina, guanina, uridina /citidina.
Enzimas Fosfatasa, invertasa, amilasa, proteasa, poligalacturonasa, esterasas, trehalasa.

 

Compuestos misceláneos Auxinas, escopoletina, sustancias fluorescentes, ácido hidrociánico, glicosídeos, saponina, compuestos orgánicos de fósforo, factores de enquistamiento y de eclosión de nematodos, atrayentes de nematodos, estimulantes de crecimiento micelial de hongos, inhibidores de crecimiento micelial, atrayentes de zoosporas, estimulantes e inhibidores de germinación de esporas y esclerocios, estimulantes e inhibidores bacterianos, estimulantes de germinación de arvenses.

 

Todas estas moléculas o composiciones las puede producir la planta de forma natural. Tienen un gran potencial energético y hormonal. Son sistemas de crecimiento, de defensa, azúcares etc.

Todas estas sustancias son el subproducto final de los nutrientes que nosotros aportamos a través de la fertilización. Sin embargo, la planta es capaz de “perderlos” de nuevo al suelo para mejorar el medio.

La rizodeposición de las plantas

¿Qué efecto tiene esta rizodeposición en el medio?

Todas estas moléculas producidas y excretadas al suelo a través de la rizodeposición se basan en mejorar el medio, reducir sales, asociarse con microorganismos, etc.

Vamos a ver qué efecto produce, de forma desglosada, toda esta producción de sustancias metabólicas.

Compuesto Características Funciones
Exudados radicales  Diversos, propios de células vivas), con alto y bajo peso molecular. Movilizan directa e indirecta de nutrientes, matriz de protección y lubricación que facilita la colonización de las raíces en el suelo. Modifican la estructuración y actividad biológica del suelo. Algunos de ellos constituyen base de fitohormonas y otros, por ejemplo las vitaminas, factores de crecimiento.

 

Lisados Resultantes de autólisis y degradación de células epidérmicas y corticales senescentes y por acción de metabolitos microbianos Fuentes de materiales orgánicos para las poblaciones microbianas. Hacen parte de los exudados radicales.

 

Secreciones  Compuestos de alto peso molecular que atraviesan las membranas celulares con gasto de energía (ATP). Catalizan la degradación de los materiales orgánicos e inorgánicos presentes naturalmente en el suelo rizosférico o adicionados. Hacen parte de los exudados radicales.

 

Mucílagos  Materiales gelatinosos, de alto peso molecular, por ejemplo el ácido poliurónico. Protegen y lubrican las zonas de crecimiento radical. Intervienen en la disponibilidad y absorción de minerales, en la formación de agregados en el suelo. Hacen parte de los exudados radicales.

 

Mucigel Comprende la agregación de mucílagos naturales y/o modificados, células microbianas y/o sus productos metabólicos, minerales coloidales y materia orgánica mezclados. Protegen y lubrican las zonas de crecimiento radical. Influyen en la absorción de iones al mejorar el contacto raíz – suelo, y en la agregación de las partículas del suelo.

 

Compuestos

Gaseosos

 Compuestos volátiles de bajo peso molecular que pueden difundirse en el suelo  Afectan positiva o negativamente la actividad microbiana en la zona rizosferica y más allá de ella.

 

Nutrientes minerales  Presentes en los materiales rizodepositados como por ejemplo fósforo, nitrógeno, potasio.  Contribuyen a la nutrición mineral de la planta y son muy importantes en condiciones de deficiencia de estos elementos en el suelo.

Fuente: Sánchez de P., 2006 citando a Curl y Truelove, 1986; Siqueira y Franco, 1988; Cardoso y Freitas, 1992; Marschner, 1995.

Aquí es donde entra la gran importancia de tener un suelo en buenas condiciones y con un contenido alto de materia orgánica. Un suelo cuidado.

La importancia de la materia orgánica y la fertilidad del suelo en la rizodeposición

Cuanto mejor sea la calidad del medio donde se desarrollan las raíces de las plantas, menor gasto energético tendrá que perder en intentar mejorar las condiciones del suelo.

Aunque habrá una movilización energética buscando el natural crecimiento de las raíces, las excreciones de estos compuestos al medio se reducirán enormemente dado que la planta se encuentra en un ambiente cómodo de obtención de nutrientes.

Uno de los ejemplos más claros y rápidos de entender es el de la captación del hierro. 

El hierro es uno de los elementos que más pérdidas tiene en el suelo, sobre todo en condiciones de suelos con pH alto y calizos.

El problema es que se asocia fácilmente con otros elementos antagonista y se insolubiliza rapidamente. Es decir, una vez lo aplicamos al suelo, rapidamente deja de estar en formas que las raíces de las plantas puedan absorber.

Con estas rizodeposiciones, la planta es capaz de excretar al medio sustancias que modifican el entorno para permitir recuperar el hierro y poder absorberlo.

Se conoce como sustancias sideróforas. Los microorganismos del suelo, ayudados por los elementos ricos en carbono que la planta ha producido al suelo, son capaces de transformar el hierro Fe3+ (poco soluble en medio básico) a Fe2+ (soluble y absorbible por las plantas).

Elementos sideróforos producidos por algunas bacterias y hongos. 

  • Ferricromo (Ustilago sphaerogena)
  • Eritrobactina (Saccharopolyspora erythraea).
  • Bacillibactina (Bacillus subtilis)
  • Azotobactina (Azotobacter vinelandii)
  • Pseudomonadaceae (Pseudomona aeruginosa)
  • Vibriobactina (Vibrio cholerae)

También determinados hongos que se encuentran en el suelo (y son estimulados por las rizodeposiciones) como candida, aspergillus, mucor, histoplasma, blastomyces y sporothrix, etc.

Un saludo. Agromática.

Mercanatura

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