LA MICROBIOLOGÍA EN LA AGRICULTURA
QUE ES LA MICROBIOLOGÍA
La Microbiología, el estudio de los organismos microscópicos, deriva de 3 palabras griegas: mikros (pequeño), bios (vida) y logos (ciencia) que conjuntamente significan el estudio de la vida microscópica.
LA AGRICULTURA
La agricultura (del latín agricultÅ«ra ‘cultivo de la tierra’,1 2 y éste de los términos latinos agri ‘campo’ y cultÅ«ra ‘cultivo, crianza’) es el conjunto de técnicas y conocimientos para cultivar la tierra y la parte del sector primario que se dedica a ello. En ella se engloban los diferentes trabajos de tratamiento del suelo y los cultivos de vegetales. Comprende todo un conjunto de acciones humanas que transforma el medio ambiente natural, con el fin de hacerlo más apto para el crecimiento de las siembras.

LOS MICROORGANISMOS EN EL SUELO
En este campo de la actividad humana encontramos algunos causantes de enfermedades de los cultivos y los animales, las bacterias y los hongos que contribuyen a la fertilidad de los suelos.

En las granjas los cultivadores reconocen el papel que desempeñan los microorganismos del suelo como formadores de humus y fijadores de nitrógeno. Actualmente se utilizan también como control biologico. Sin embargo, en las granjas muy tecnificadas la búsqueda de una mayor producción lleva a los cultivadores a cambiar tanto las condiciones de humedad, PH y textura del suelo que inhiben el crecimiento de los microorganismos.
El suelo es considerado como uno de los recursos naturales más importantes, de ahí la necesidad de mantener su productividad, para que a travésde él y las prácticas agrícolas adecuadas se establezca un equilibrio entre la producción de alimentos y el acelerado incremento del índice demográfico.
El suelo es esencial para la vida, como lo es el aire y el agua, y cuando es utilizado de manera prudente puede ser considerado como un recurso renovable. Es un elemento de enlace entre los factores bióticos y abióticos y se le considera un hábitat para el desarrollo de las plantas.
Gracias al soporte que constituye el suelo es posible la producción de los recursos naturales, por lo cual es necesario comprender las características físicas y químicas para propiciar la productividad y el equilibrio ambiental (sustentabilidad).

IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS DEL SUELO
Los microorganismos del suelo, son los componentes más importantes de este. Constituyen su parte viva y son los responsables de la dinámica de transformación y desarrollo. En un solo gramo de tierra, encontramos millones de microorganismos beneficiosos para los cultivos.

En desinfecciones severas, como las que se realizan en cultivos bajo plástico, anulamos muchos de estos microorganismos, que estaban de forma natural en el suelo. En cierta medida, esta idea va paralela a la actual medicina en el hombre; ses bueno tomar un medicamento que nos anule aquellos microorganismos perjudiciales, pero… a la vez, elimine también aquellos que nos son beneficiosos?.

Estos microorganismos beneficiosos que se encuentran en el suelo, son bacterias, actinomicetos, hongos, algas y protozoarios. Un suelo fértil es aquel que contiene una reserva adecuada deelementos nutritivos disponibles para la planta, o una población microbiana que libere nutrientes que permitan un buen desarrollo vegetal.
Las actividades de los diversos grupos de organismos del suelo, están interrelacionadas entre si y con las condiciones del ambiente prevalecientes a cada momento, verificándose que la población microbiana se ajusta rápidamente a las variaciones de estas condiciones ambientales y que son estas que fundamentalmente determinan el sentido en que la actividad de estas poblaciones se desarrolla más que la especie o el número de microorganismos presentes.
La acción microbiana del suelo depende, entre otros factores, de la temperatura, aireación y condiciones de humedad, reacción y tenor en elementos nutritivos y de la competencia y antagonismos que se establecen entre los propios grupos de microorganismos.
La intensidad de descomposición de la materia orgánica es tanto más pequeña cuanto más baja es la temperatura entre 5 sC y 30 sC y a bajas temperaturas se verifica que una vez estabilizada la baja tasa de descomposición, las pérdidas en materia orgánica son pequeñas y se nota una cierta tendencia para formarse residuos ricos en nitrógeno.
Para altas temperaturas, entre 45sC y 75sC y cuanto más aumente la temperatura, la intensidad de descomposición también disminuye, en condiciones de humedad suficiente pero no excesiva, reduciendo la aireación, se disminuye la actividad microbiana y principalmente se modifica el sentido en que se procesa la descomposición muy especialmente en relación a los productos finales de esta actividad.
Lasbacterias son el grupo más importante de organismos del suelo, en el cual, en condiciones favorables, alcanzan números extraordinariamente elevados. Existen bacterias aeróbias estrictas, anaerobias estrictas y facultativas.
Las aerobias estrictas, obtienen su oxígeno del aire y solo prosperan por tanto en suelos bien aireados. Las segundas no necesitan de oxígeno gaseoso, o son aún perjudicadas por este, por lo que se encuentran en suelos compactos y(o con drenaje deficiente. Su actividad es mucho menor que la de las primeras
Las denominadas facultativas, constituyen el grupo más importante y actúan tanto en un caso como en el otro.
Las bacterias desempeñan un papel importante en la descomposición de residuos orgánicos y en la formación de humus, e incluyen organismos fijadores de nitrógeno amoniacal, en azoto nítrico (nitrificación).
De las bacterias fijadoras de nitrógeno, una (Rhizobium) viven en simbiosis con leguminosas, fijando el nitrógeno en nódulos de las raíces de estas. Otras no-simbióticas, obtienen el azoto del aire y la energía de la descomposición de residuos vegetales.
un ejemplo de ello es el frijol
Es el caso de la Azotobacter y de la Beijerinckia; aerobias y del Clostridium pastorianum, anaerobio.
Las bacterias son, en general, bastante exigentes en calcio y prosperan especialmente en suelos de reacción levemente ácida a levemente alcalina.
Los hongos pueden alcanzar en el suelo una masa total superior a la de las bacterias. Son probablemente todos heterótrofos y en ciertas condiciones parecen ser de los organismos del suelo más aptos para descomponerel sustrato.
Algunas especies son depredadoras de protozoarios y de nemátodos. Son en general menos exigentes en calcio y más tolerantes de la acidez que las bacterias.
Biofertilizantes

Los biofertilizantes son sustancias líquidas o sólidas que provienen de la fermentación de materiales orgánicos, que pueden ser enriquecidos con sales minerales naturales y que contienen microorganismos con efectos positivos sobre algunos procesos de descomposición y síntesis que ocurren en el suelo.
Tras 20 años de investigación, Symborg ha dado con un producto nuevo y práctico, capaz de incorporarse a los sistemas de riego. Un microorganismo (hongos formadores de microrizas), capaz de regenerar el campo estresado por la agricultura intensiva. Al inicio de los cultivos, se aplica una cantidad masiva de estos hongos, que entran en simbiosis con las plantas. El hongo para vivir necesita azúcares que vienen de la fotosíntesis, es decir, necesita de la planta para poder vivir, y al mismo tiempo, el hongo le aporta a la planta nutrientes (nitrógeno, fósforo, potasio, entre otros). Esta simbiosis hace que la planta se desarrolle mucho más. Se constata que aumenta la producción; incluso en condiciones adversas del suelo (agua salina, con altas cantidades de arcilla…), auxilia en la solubilización de algunos nutrientes en el suelo, así como en el transporte del agua a la planta, y ésta se desarrolla mejor.
El compost, composta o compuesto (a veces también se le llama abono orgánico) es el producto que se obtiene del compostaje, y constituye un 'grado medio' de descomposición de la materiaorgánica, que ya es en sí un buen abono. Se denomina humus al 'grado superior' de descomposición de la materia orgánica. El humus supera al compost en cuanto abono, siendo ambos orgánicos.
La materia orgánica se descompone por vía aeróbica o por vía anaeróbica. Llamamos 'compostaje', al ciclo aeróbico (con alta presencia de oxígeno) de descomposición de la materia orgánica. Llamamos 'metanización' al ciclo anaeróbico (con nula o muy poca presencia de oxígeno) de descomposición de la materia orgánica.
Agentes de la descomposición Del Compost
La construcción de pilas o silos para el compostaje tiene como objetivo la generación de un entorno apropiado para el ecosistema de descomposición. El entorno no sólo mantiene a los agentes de la descomposición, sino también a otros que se alimentan de ellos. Los residuos de todos ellos pasan a formar parte del compost.
Los agentes más efectivos de la descomposición son las bacterias y otros microorganismos. También desempeñan un importante papel los hongos, protozoos y actinobacterias (o actinomycetes, aquellas que se observan en forma de blancos filamentos en la materia en descomposición). Ya a nivel macroscópico se encuentran las lombrices de tierra, hormigas, caracoles, babosas, milpiés, cochinillas, etc. que consumen y degradan la materia orgánica.
Bocashi”
Es una palabra japonesa, que significa materia orgánica fermentada. En buenas condiciones de humedad y temperatura, los microorganismos comienzan a descomponer la fracción más simple del material orgánico, como son los azúcares, almidones y proteínas, liberando susnutrientes

Las rizobacterias como control natural de agentes patógenos
Rizobacterias como las del género Pseudomonas sp., suprimen numerosos fitopatógenos del suelo, tales como bacterias, hongos, nematodos y virus (Cuadro 1), mismos que pueden llegar a reducir las cosechas de forma espectacular en los cultivos establecidos tanto en invernadero como en campo. Las vías de control que estos organismos ejercen se da a través de diversos mecanismos de defensa que involucran la producción de compuestos bacterianos, como sideróforos, ácido cianhídrico (HCN) y antibióticos. Incluso se ha comprobado que las rizobacterias inducen en algunos casos un sistema de resistencia en las plantas que hace que puedan tolerar el ataque de diversos patógenos del suelo al mismo tiempo.
Cuadro 1. Control biológico de1algunos patógenos de diversas plantas utilizando rizobacterias como agentes supresivos
Patógeno Cultivo
Bacterias
Erwinia carotovora
Erwinia tracheiphila
Papa
Pepino

Hongos
Phytopthora spp
Pythium spp
Rhizoctonia solani
Sclerotium rolfsii
Verticillum dahliae
Colletotrichum orbiculare
Fusarium oxysporum
Alternaria alternata

Soya, papa
Trigo y lechuga
Algodón, papa y cacahuate
Tomate
Papa
Pepino
Pepino, papaya, jitomate
Manzano

Nematodos
Onconomella xenoplax
Heterodera glycines
Meloidogyne incógnita

Melocotón
Soya
Algodón, pepino, cacahuate y tomate

Virus
Virus del mosaico
Virus del mosaico

Pepino
Tomate
sCuáles son los compuestos que producen el biocontrol de enfermedades?
El hierro es un elemento esencial para el crecimiento de lamayoría de los microorganismos que habitan en el suelo debido a su función en la reacción enzimática de óxido-reducción que utilizan para su crecimiento y desarrollo, por lo que es importante para ellos contar siempre con fuentes constantes de este nutrimento. Algunas rizobacterias aplican cierta estrategia para tratar de asimilar este elemento cuando se encuentran en el suelo en pequeñas cantidades: producen una sustancia de bajo peso molecular afín al ion Fe+, denominado sideróforo, mismo que se encarga de atraparlo, impidiendo que esté disponible para otros microorganismos que carezcan del sistema de asimilación, lo que asegura que sea el único capaz de utilizarlo, ejerciendo así el control biológico de enfermedades importantes, tales como Fusarium sp., Pythium sp., Rhizoctonia sp. y Phytophtora sp.

Otro compuesto producido por estos microorganismos es el ácido cianhídrico (HCN), que juega un papel muy importante en el control biológico de los agentes patógenos del suelo. Sin embargo, estas sustancias, producidas en grandes cantidades, pueden alterar considerablemente la actividad fisiológica de la planta y llevarla a su muerte. En los últimos años se ha demostrado que la producción en pequeñas cantidades de HCN por las rizobacterias inducen un sistema de resistencia en las plantas que las lleva a producir ciertos metabolitos que las ayudan directamente a tolerar el ataque de algunos patógenos del suelo y de las hojas. Con relación a la producción de antibióticos, entre los casos más comunes de rizobacterias productoras de estas sustancias están las Pseudomonasfluorescens y P. putida, las cuales tienen la capacidad de sintetizar algunos compuestos que causan la muerte de aquellos microorganismos (principalmente hongos) que entren en contacto con ellas.
El potencial de las rizobacterias en la producción agrícola
El uso a gran escala de estos microorganismos como biofertilizantes en cualquier sistema de producción agrícola traería grandes beneficios, puesto que son más baratos que los de origen inorgánico, tienen efectos positivos en las plantas (similares a los de un fertilizante químico) y no ejercen un impacto ecológico perjudicial en el ambiente ni en la salud humana. Pese a que muchas instituciones nacionales se han esforzado en la investigación y uso de estos organismos en el campo mexicano, estos generalmente provienen del extranjero pues se introducen microorganismos en nuestros sistemas de producción que están poco adaptados a los sistemas productivos del país. Ello ha dado la pauta para que en el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Veracruzana en Xalapa se estén realizando estudios con el propósito de aislar y seleccionar cepas rizobacterianas que representen una fuente eficaz de inoculantes biológicos para la agricultura de nuestro Estado. Adoptar este tipo de innovación tecnológica que se inclina hacia la conservación del ambiente, incrementará la productividad de los cultivos y bajará los costos de producción, contribuyendo, en suma, a una agricultura sustentable que trata de usar los recursos naturales con respeto al ambiente y sin comprometer a nuestras generaciones futuras.