El fósforo es un nutriente crítico para las plantas. Estimula el crecimiento de las raíces, forma parte de la fotosíntesis y de la transferencia de nutrientes a través de la planta, y sin ella, la madurez se retrasa y los frutos y semillas son escasos y mal formados. La buena noticia es que hay mucho fósforo en el suelo, con concentraciones que van desde 200 a 6,000 libras por acre. La mala noticia es que el 80 por ciento de este fósforo está inmóvil y no está disponible para que lo absorban las plantas. Hemos logrado superar este problema agregando nutrientes al suelo como estiércol o fertilizantes químicos. Pero la erosión y la escorrentía de los campos han provocado otros problemas, como el crecimiento de algas en lagos y arroyos.
Pero, hoy, hay buenas noticias en el mundo del fósforo. Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Washington y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico ha demostrado que los microbios tomados de los árboles que crecen junto a los arroyos prístinos alimentados por las montañas en el oeste de Washington podrían hacer que el fósforo atrapado en los suelos sea más accesible para los cultivos agrícolas. Los hallazgos se publicaron en octubre en la revista Frontiers in Plant Science .
Estas bacterias son "endofitos", microorganismos que viven dentro del tejido de una planta como endosimbiontes . Sharon Doty, profesora de la Facultad de Ciencias Ambientales y Forestales de la UW, piensa en ellos como "probióticos" para las plantas. El laboratorio de Doty ha demostrado en estudios anteriores que los microbios pueden ayudar a las plantas a sobrevivir e incluso a prosperar en entornos pobres en nutrientes — y ayudar a limpiar los contaminantes .
En este nuevo estudio, Doty y sus colaboradores encontraron que los microbios endófitos aislados de los álamos silvestres ayudaron a desbloquear el valioso fósforo del medio ambiente, rompiendo los complejos químicos que habían hecho que el fósforo no estuviera disponible para las plantas.
“Estamos aprovechando una asociación natural entre plantas y microbios”, dijo Doty. "Esta puede ser una herramienta para hacer avanzar la agricultura porque proporciona este nutriente esencial sin dañar el medio ambiente".
El científico investigador de Doty, Andrew Sher, y el investigador universitario de la UW, Jackson Hall, demostraron en experimentos de laboratorio que los microbios podían disolver los complejos de fosfato. Plantas de chopo inoculadas con la bacteria en el laboratorio de Doty fueron enviadas al colaborador Tamas Varga , científico de materiales del Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico en Richland, Washington. Allí, los investigadores utilizaron tecnologías de imágenes avanzadas en su laboratorio y en otros laboratorios nacionales del Departamento de Energía de EE. UU. para proporcionar pruebas claras de que el fósforo puesto a disposición por los microbios llegó hasta las raíces de la planta.
Las imágenes también revelaron que el fósforo se une a complejos minerales dentro de la planta. Los endófitos, que viven dentro de las plantas, están en una posición única para volver a disolver esos complejos, manteniendo potencialmente el suministro de este nutriente esencial.
Mientras trabajo anterior en el laboratorio de Doty demostró que los endófitos pueden suministrar nitrógeno, obtenido del aire, a las plantas, tal evidencia directa de plantas que usan fósforo disuelto por endófitos no estaba disponible anteriormente.
Las bacterias utilizadas en estos experimentos procedían de álamos silvestres que crecían a lo largo del río Snoqualmie en el oeste de Washington. En este entorno natural, los álamos pueden prosperar en las riberas rocosas de los ríos, a pesar de la baja disponibilidad de nutrientes como el fósforo en su hábitat natural. Los microbios ayudan a estos árboles a capturar y utilizar los nutrientes que necesitan para crecer.
Estos hallazgos se pueden aplicar a los cultivos agrícolas, que a menudo se asientan sobre una abundancia no utilizada de fósforo "heredado" que se ha acumulado en el suelo de años de aplicaciones de fertilizantes. Los microbios podrían aplicarse en el suelo entre las plantas de cultivo jóvenes, o como una capa sobre las semillas, ayudando a desbloquear el fósforo cautivo y haciéndolo disponible para que las plantas lo usen para crecer. Reducir el uso de fertilizantes y emplear endófitos, como los estudiados por Doty y Varga, abre la puerta a una producción de alimentos más sostenible.
“Esto es algo que se puede ampliar y utilizar fácilmente en la agricultura”, dijo Doty.
UW ya ha autorizado las cepas de endófitos utilizadas en este estudio a Intrinsyx Bio, una empresa con sede en California que trabaja para comercializar una colección de microbios endófitos. La evidencia directa proporcionada por la investigación de Doty y Varga sobre la absorción de fósforo promovida por endófitos es "un cambio de juego para nuestra investigación sobre cultivos", dijo John Freeman, director científico de Intrinsyx Bio.
Esta investigación fue financiada por la Fundación Byron y Alice Lockwood y la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU.
Materiales del comunicado de prensa de la Universidad de Washington con ediciones y adiciones de Kathy Voth.
