|
foto1out |
Inoculación y fijación biológica de nitrógeno en el cultivo de soja |
Perticari A.; N. Arias; H. Baigorri; J.J. De Battista; L. Lett; M. Montecchia; J.C. Pacheco Basurco; A. Simonella; S. Toresani; L. Ventimiglia y R. Vicentini. - INTA Castelar
En el ciclo 2002/3 la soja con 12.630.000 hectáreas concretó la mayor área sembrada por un cultivo en la historia del país. Por otra parte, las adecuadas condiciones climáticas durante el ciclo del cultivo y los buenos rendimientos que se presentaron en las primeras zonas cosechadas, hacen estimar una producción final cercana a los 35 millones de toneladas. (www.sagpya.mecon.gov.ar, abril 2003).
Este cultivo comenzó a adquirir importancia en la década del 70, pero durante los últimos 25 años se desarrolló en forma creciente y sostenida. La soja y sus derivados representan actualmente el principal producto de exportación y ubican a la Argentina como el primer exportador mundial de aceite y harina de soja; y como tercer productor mundial de soja luego de Estados Unidos y Brasil (Ministerio de Economía, junio 2002).
Alrededor del 95% del área cultivada con soja es realizada con variedades
con resistencia al herbicida glifosato (soja RR). Esta gran expansión, se
sustenta en la combinación con la siembra directa y el uso del herbicida
glifosato, que permitió simplificar el control de malezas y disminuir el costo
de producción, posibilitando mantener la competitividad de las exportaciones a
pesar de los subsidios en la agricultura de las economías desarrolladas.
Por otra parte, la gran superficie ocupada con este cultivo ha disminuido la
diversidad productiva, desplazando a otros cultivos como el girasol, el maíz,
el algodón, el arroz y el sorgo, y ha expandido la frontera agrícola hacia
zonas antes consideradas marginales desde el punto de vista agroecológico, ya
sea incorporando a la producción tierras vírgenes y de desmonte o bien,
sustituyendo superficies tradicionalmente dedicadas a la producción ganadera.
(SAGPyA, 2002)
La soja presenta una alta acumulación de proteínas en las semillas lo cual la convierte en el cultivo con la mayor demanda de Nitrógeno (N) y la menor producción de biomasa de semilla por fotoasimilado producido. Por eso, el N es el nutriente más crítico para el cultivo. Si no existen limitantes mayores, el rendimiento de soja es función directa de la capacidad de acumular N que exhibe el cultivo. En su carácter de leguminosa puede cubrir sus requerimientos de N a partir del aporte de N del suelo por la mineralización de N orgánico y por medio de la Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN).
Qué es la FBN
En la atmósfera terrestre hay una abundante disponibilidad de nitrógeno, 80%, en la forma molecular N2. Este forma de nitrógeno gaseoso debe ser transformada para ser empleada por la mayoría de los organismos vivos. Las bacterias fijadoras de N2 lo asimilan a través del proceso la FBN convirtiendo el nitrógeno gaseoso en amonio por intermedio de la enzima nitrogenasa. Así, la soja como muchas leguminosas, tiene la habilidad de asociarse en forma simbiótica con bacterias fijadoras de N2 llamadas rizobios de los géneros Bradyrhizobium y/o Sinorhizobium, y obtener a través de la FBN, gran parte del N que requiere para su crecimiento. La FBN comienza con la formación de nuevos órganos en las raíces denominados nódulos, dentro del cual se realiza el proceso de transformación del N del aire. Si las plantas de soja no se encuentran noduladas dependen en forma exclusiva del N presente en el suelo. El desarrollo final del cultivo, depende tanto el N de la FBN como del disponible en el suelo, ambas fuentes deben complementarse para lograr altos rendimientos.
Proceso de formación del nódulo
Las leguminosas secretan compuestos específicos que atraen a los rizobios, bacterias que son habitantes normales del suelo. Entre estos compuestos se encuentran flavonoides y en respuesta a ellos los rizobios activan una serie de genes implicados en la nodulación. El primer paso en la formación de los nódulos es la adherencia de la bacteria a la planta.
Después de la unión, los pelos radiculares se enroscan debido a la acción de sustancias específicas secretadas por la bacteria, que se conocen como factores Nod. Los pelos radiculares se enroscan hasta 360°, la bacteria penetra entonces en el pelo radical e induce la formación, por parte de la planta, de un tubo de composición similar a la pared celular, conocido como canal de infección, que avanza por el pelo radical. A continuación, la infección alcanza a las células de la raíz adyacentes a los pelos radicales, y los factores Nod estimulan la división de las células vegetales, produciendo finalmente el nódulo. Las bacterias son liberadas desde el canal de infección al citoplasma de las células vegetales.
El proceso de adhesión e infección es muy rápido y requiere que una cantidad determinada de rizobios estén presentes a medida que emergen los pelos radiculares. Si las bacterias están ausentes se pierde la posibilidad de formar nódulos en esos pelos radiculares preemergentes. Es decir las raíces no son infectibles siempre.
Los rizobios quedan separados del citoplasma por una membrana derivada de la planta hospedadora llamada membrana peribacteroidal. A posteriori hay una división continua y sincronizada de los rizobios rodeados por esta membrana. Al cesar la división, las bacterias se transforman en unas formaciones ramificadas, hinchadas y deformes, llamadas bacteroides. Estos quedan rodeados por la membrana, individualmente o en pequeños grupos. La fijación de nitrógeno no se inicia hasta que se han formado los bacteroides. El sistema vascular de la planta se extiende dentro del nódulo y transporta los nutrientes hacia y desde él. La formación de una simbiosis efectiva es un proceso altamente específico; sin embargo, el grado de especificidad varía entre los diferentes rizobios.
La enzima nitrogenasa cataliza la reacción:
N2 + 8H+ + 8e- + 16 Mg-ATP --> 2NH3 + H2 + 16 Mg-ADP + 16Pi
Según las mediciones realizadas para la planta el proceso de FBN es caro en términos de gasto energético. Se consumen 2 a 3 veces más energía para obtener 1 g de N fijado que la que se necesitaría para obtener 1 g de N desde el suelo en la forma de nitratos. Se calcula que se necesitan en soja 12 g de C por g de N fijado.
Durante el proceso de simbiosis la planta también expresa proteínas específicas del nódulo a las que se llama nodulinas. Entre ellas, la leghemoglobina, tiene la función de aportar O2 a los bacteroides y de controlar sus niveles. La leghemoglobina se localiza en el citosol de las células de la planta infectada por bacteroides y es la que confiere el típico color rojo o rosado de los nódulos funcionales. Los nódulos no fijadores generalmente son blancos en su interior. Los bacteroides dependen totalmente de la planta para obtener la energía necesaria para la fijación de nitrógeno. El primer producto estable que se obtiene de la fijación de N2 es el amonio. La planta es responsable de la asimilación de este compuesto para formar compuestos de nitrógeno orgánico en los nódulos radicales lo lleva principalmente la planta. En el caso de soja el amonio generado por los bacteroides es asimilado en forma de alanina y luego exportado vía xilema hacia las hojas como ureídos. Los nódulos se nutren de fotoasimilados en retorno vía floema.
Nodulación y FBN
En condiciones ideales de expresión de la simbiosis, la nodulación comienza a visualizarse a los 3-5 días y la actividad de fijación desde los 10-15 días de emergencia. Los valores de N fijado son bajos de los estados vegetativos hasta comienzos de floración, con registros promedio 0,5-1 kg de N fijado/ha/día. De ahí en adelante se registra la mayor actividad. Las tasas máximas de fijación se sitúan entre los estados reproductivos R5-R6 con valores promedio de 3 y máximos de 5kg de N fijado/ha/día. Luego de esta etapa el proceso cae en forma abrupta. Imsande (1998) trabajando con distintas fuentes de N (nitratos, urea y N de FBN) registró aportes de 600 mg de N/planta por la fijación durante el período de llenado de granos. Él concluye que en presencia de niveles no inhibitorios de N inorgánico, la rápida fijación de N2 durante el llenado de granos mejora la eficiencia de la fotosíntesis de la soja y por este motivo se espera mayor acumulación de materia seca con esta fuente de N.
La evolución de la FBN está relacionada con la tasa de acumulación de carbono (C), por lo tanto, las limitaciones nutricionales que afecten el crecimiento del cultivo afectarán la tasa de acumulación de N (García 2000). Por otro lado, numerosos nutrientes intervienen directamente en el proceso de fijación, por ejemplo magnesio (Mg), Mo, Fe y Co (Purcell, 1999).
La evolución de la nodulación expresada como materia seca por planta es coincidente con lo descripta para la FBN. Si no hay limitaciones ambientales, en numerosas experiencias observamos que estados vegetativos V4-V5 las plantas cuentan con 10-12 nódulos/planta, ubicados mayormente en la parte superior de la raíz primaria, con un peso por planta superior a 80 mg y un peso individual de nódulo de 7 a 8 mg. En estado reproductivo R5-R6 la adecuada nodulación presenta 40-50 nódulos por planta, de los cuáles por lo menos 12 se encuentran en parte superior de la raíz primaria, de tamaño mediano a grande, 4-6 mm de diámetro. El peso seco de nódulos por planta óptimo ronda los 800 mg y el peso individual de nódulo de 7 a 9 mg. En todos los casos la coloración interna de la mayoría de los nódulos es roja o rosada. Cuando el nódulo se deteriora por senescencia natural ó motivada por algún estrés y se finaliza la FBN, cambia de coloración interna y toma coloración verde por la presencia de legcoleglobina y en el estado final previo a la degradación es amarronado por la presencia de legmethemoglina. En el cuadro 1 se compara la nodulación de soja observada en diferentes zonas del país.
Cuadro 1. Número y peso seco de nódulos de soja observados en diferentes regiones productivas
foto2out
Inoculación
Cuando en el suelo no se dispone de los rizobios adecuados, por el método denominado inoculación se agregan artificialmente rizobios seleccionados sobre la semilla o el suelo. El producto biológico desarrollado para este fin se denomina inoculante. En la década del 70, cuando se produjo la expansión del cultivo dado la inexistencia de en nuestros suelos de Bradyrhizobium japonicum o B. elkanii, se consideró necesaria la incorporación de estas bacterias a las semillas por intermedio de la inoculación (Pacheco Basurco, 1983). Los efectos sobre el rendimiento del cultivo fueron evidentes y esto permitió una alta adopción de los inoculantes y de la tecnología de aplicación en los productores de soja.
Cepas de rizobios
El inicio de cualquier programa de mejoramiento de la FBN es la selección de cepas. Los criterios básicos a considerar en el proceso de selección son la capacidad para formar nódulos, (infectividad), para fijar N (efectividad), la sobrevivencia en las semillas y en el suelo, la adaptación o tolerancia a situaciones de estrés, la estabilidad genética, como así también es fundamental la capacidad de crecimiento en las condiciones de producción de los inoculantes.
Los estudios comienzan en laboratorio donde se evalúa la capacidad de nodulación. Con las cepas preseleccionadas se inician estudios de invernáculo a fin determinar la capacidad de nodulación y de FBN. Finalmente se realizan ensayos en condiciones de campo en diferentes áreas cultivadas con soja.
Las cepas más eficientes son aquellas que tienen mayor cantidad de nódulos medianos y grandes, siendo rojos en su interior, ubicados en raíz primaria y tienen rápida y prolongada fijación (Desde estado V2-V3 hasta R6).
En cambio las rizobios menos eficientes tienen nódulos mas pequeños,
ubicados en raíces secundarias y tienden a paralizar la FBN en etapas más
tempranas (floración) presentando en esos casos nódulos de coloración verde.
Los biotipos ineficientes tienen nódulos pequeños, no tienen presencia visible
de leghemoglobina y son en su interior blancos desde etapas muy tempranas. Estos
no realizan la FBN y son consideradas cepas parásitas.
En IMYZA-INTA luego de un programa de selección iniciado en 1980, con numerosos ensayos en diferentes áreas productivas, se ha determinó a la cepa E109 de Bradyrhizobium japonicum como recomendable para la inoculación de soja (Perticari, et al 1994). En el año 2001 se realizó un estudio comparativo de nodulación y eficiencia sobre 50 cultivares de soja empleando diferentes cepas de Bradyrhizobium japonicum, B. elkanii y Sinorhizobium fredii.
Las resultados indicaron una alta capacidad de nodulación para todas las cepas evaluadas y asimismo una alta eficiencia con B. japonicum con todos los cultivares y en cambio Sinorhizobium fredii resultó ineficiente con un 10 % de los cultivares evaluados. En un ensayo en campo realizado en Reconquista, Santa Fe (Perticari, et al 1997) las cepas de Sinorhizobium fredii mostraron alta capacidad para formar nódulos que, sin embargo, no se tradujo en una mayor eficiencia, comportándose como moderadamente eficientes a ineficientes.
La suma de estas experiencias indica que por el momento no se considera
apropiado recomendar cepas de Sinorhizobium fredii en Argentina, pues se corren
riesgos de que resulten ineficientes con determinados cultivares y/o en
determinados ambientes.
En el caso particular del NOA se han seleccionado cepas naturalizadas de esos
suelos que, utilizadas como inoculante, inducen a mayores rendimientos de soja
que la cepa E109 (Perticari et al 1998 y Stegmeyer, et al 2001). Esto sugiere
que en las cepas del suelo hay potencial genético para aumentar el aporte de la
FBN desde el punto de vista del microsimbionte (rizobio). Entonces, no está
cerrado el proceso de selección y es factible que la información futura nos
indique que otras cepas puedan reemplazar a la actualmente recomendada. La
actividad privada también realiza sus propios estudios de selección llegando
en algunos casos a determinar que para su producto la cepa a emplear sea
distinta a la recomendada oficialmente.
Tipos de Inoculantes
Como se observa en el cuadro 2, los productos disponibles en el mercado se
dividen en soportes líquidos y con soportes pulverulentos. Entre los líquidos
encontramos acuosos y oleosos. Entre los pulverulentos están los de soporte
turba y dolomita. En los últimos Registros del SENASA, se verifica que existen
en el país más de 40 marcas comerciales de inoculantes para soja, registradas
por 22 empresas productoras. El 90% de los productos presentes en mercado son
inoculantes líquidos.
Cuadro 2. Tipos de inoculantes para soja presentes en el mercado
nacional 2002/3
foto3out
Referencias
(a) Se refiere a que no contiene contaminantes y sólo posee rizobios.
(b) Hay productos que en el mismo recipiente contienen inoculante y funguicida.
(c) Es el tiempo de vigencia del producto desde que es elaborado según lo
registrado en SENASA.
Según la Resolución Nº 310/1994 del SENASA los inoculantes deben contener no menos de 1000 millones (109) de rizobios por g o ml de producto a la fecha de elaboración y no menos de 100 millones (108) por g o ml a la fecha de vencimiento. Por la inoculación se deben incorporar 80 mil rizobios por semilla de soja. Un inoculante apto debe permitir que más del 80% de las plántulas de soja, colocadas en vermiculita, tengan 3 o más nódulos en la parte superior de las raíces luego de 20 días de emergidas. En el envase debe constar obligatoriamente la fecha de vencimiento y el número de lote. Esta marca debe ser realizada de manera tal que no permita su adulteración.
Métodos de inoculación
La elección del método de inoculación apropiado, ya sea con soporte pulverulento o líquido, es básico para incorporar el número adecuado de bacterias por simiente y para disminuir la mortandad de las mismas.
Es fundamental leer y respetar las condiciones de uso descriptas en el producto inoculante adquirido. Se debe lograr que todas las semillas queden cubiertas con el inoculante, a fin de que cada una de ellas disponga del número de rizobios adecuado. Debe controlarse la fecha de vencimiento, la inscripción en SENASA y el número de lote.
A continuación se detallan los métodos más usuales:
Inoculantes pulverulentos.
1) Húmedo o en pasta: Consiste en mezclar previamente el inoculante con una pequeña cantidad del agua recomendada para inocular la semilla. Cuando que se forma una pasta espesa se completa con el agua necesaria para inocular y se mezcla con la semilla.
2) Semihúmedo o salpicado: Se humedece previamente la semilla con agua azucarada y luego se espolvorea el inoculante y se homogeneiza tratando que todas las simientes queden cubiertas.
Algunos fabricantes recomiendan la aplicación con adhesivos o productos
oleosos para mejorar la retención del polvo y disminuir la mortandad de las
bacterias. No se recomienda el método seco, es decir el mezclado directo del
inoculante pulverulento con la semilla.
Inoculantes líquidos: Consiste en el mezclado directo del inoculante con la
semilla. No se recomienda la aplicación sobre la tolva de la sembradora, es
simple y rápido pero no se corre el riesgo de la mala distribución del
inoculante sobre la semilla.
La inoculación puede realizarse empleando máquinas inoculadoras desarrolladas para hacer el proceso, o en su defecto mediante implementos adaptados como chimango, etc. Es imprescindible ajustar el proceso de manera tal que todas las semillas reciban la misma cantidad de inoculante.
El proceso de inoculación preferiblemente debe realizarse a la sombra y a
temperaturas moderadas, en lo posible inferiores a 30ºC. Como una importante
cantidad de bacterias muere al momento de inoculación es conveniente efectuar
la siembra lo más rápido posible, en lo posible antes de las de 12 h de
aplicado el producto. Si el proceso incluye el curado con funguicidas o
insecticidas los tiempos se acortan y se recomienda no superar las 4 h. La
inoculación en la sembradora no es aconsejable bajo ningún concepto, ya que
nunca se logra una distribución apropiada del inoculante quedando muchas
semillas sin inocular.
Se debe considerar el siguiente concepto: " Un buen inoculante mal aplicado
no cumple su propósito".
Sistema de preinoculación o inoculación anticipada y/o aplicación de
protectores para mejorar la respuesta de la inoculación
El sistema de preinoculación o inoculación anticipada de semillas de soja fue
desarrollado en IMYZA, INTA Castelar con este fin en 1989 se iniciaron
investigaciones con el objetivo de obtener semilla de soja preinoculada con
cepas de Bradyrhizobium japonicum para que produzcan nodulación adecuada luego
de un lapso mínimo de almacenamiento de 2 meses. La finalidad era liberar a los
productores agrícolas de las tareas de inoculación al momento de siembra y
evitar ya sea los fracasos por deficiente aplicación o el no uso por falta de
tiempo. En 1995 se transfirió la tecnología al sector privado. Los componentes
y metodologías fueron ajustados al sistema de producción industrial y las
necesidades de uso, con costos similares a la inoculación convencional. El
producto de uso consta de tres componentes adhesivo, aditivo y inoculante turba
que aplicados en conjunto permiten una sobrevivencia máxima de 30 días. Esta
disminuye a 15 días cuando se usan funguicidas.
Luego de 6 campañas sucesivas aplicando esta tecnología, en distintos ambientes donde se cultiva soja en nuestro país, se logró adecuada nodulación aún en situaciones desfavorables, como se presenta con frecuencia en nuevas áreas de cultivo, en donde las condiciones físico-químicas de los suelos (por ejemplo vertisoles) son inhóspitas para los rizobios. En estas áreas se han obtenido resultados negativos con el empleo de otras alternativas de inoculación. No se han detectado fracasos en cultivos de producción. Varios productores de inoculantes líquidos acuosos y/o turba están evaluando distintas estrategias con uso de protectores a fin de lograr mejores respuestas a la inoculación. Esto efecto multiplicador desde la idea original, es muy importante y positivo ya que el productor podrá contar con distintas alternativas de inoculación para ambientes difíciles.
Acondicionamiento del inoculante
Las condiciones de almacenamiento y transporte requeridas por cada producto deben ser respetadas. Para la mayoría de la situaciones es indispensable no exponer los productos al sol, ni a temperaturas superiores a 20ºC. Es sumamente, riesgoso almacenarlo en contacto con productos químicos que puedan dañarlo. Sin embargo, debe mencionarse que no siempre en los centros de distribución los productos están almacenados correctamente y en muchos casos conspira contra la concentración de rizobios disponibles en el inoculante. En un estudios realizado en el año 2002 en diferentes sitios de Entre Ríos el número de bacterias de los productos inoculante fue diferente según el momento de realización del muestreo. Los inoculantes tomados en noviembre tenían mayor concentración que los muestreados a fines de diciembre. Esto resultados se correlacionaron con la mayor temperatura determinada en el lugar de almacenamiento.
Calidad de los inoculantes
La calidad promedio de los inoculantes nacionales ha mejorado desde el inicio del cultivo. Entre 1983 y 1987 se realizaron estudios de evaluación de inoculantes en laboratorio y campo, los resultados mostraron que el 80 % de los inoculantes evaluados no alcanzaba al vencimiento el número indicado en la descripción del producto (Pacheco Basurco, comunicación personal). En 1995/6 Gómez y otros encuentran que la situación se sostiene y además observan que poseen un alto número de contaminantes y que no empleaban la cepa recomendable para la inoculación. En el ciclo 1999/00 Ventimiglia y otros detectan que un 50% cumple con lo descripto en el producto. En diciembre 2002 se tomaron muestras de inoculantes de diferentes sitios del S de Córdoba, se observó que el 80% de los productos cumple con las normas descriptas (Baigorri, comunicación personal).
Es evidente de todas maneras, que es necesario ejercer un fuerte control de los productos inoculantes presentes en el mercado nacional para evitar que el productor siga adquiriendo insumos de baja calidad.
Se debe destacar que dentro del grupo de productos que cumplen con la norma la calidad alcanzada, se encuentra dentro de los rangos internacionales, con alto número de bacterias por g o ml de producto, sin contaminantes y con buena sobrevivencia en el tiempo lo que permite la exportación de estos insumos a diferentes países Paraguay, USA, Canadá y con mayor volumen Brasil.
Se debe visitar los lotes para observar la nodulación desde etapas tempranas. Si el proceso de inoculación fue correcto y no hay limitantes edafoclimáticas a los 15 días de germinación la mayoría de las plantas deben estar noduladas.
Compatibilidad con agroquímicos
Curasemillas
Generalmente se mencionaba a Thiram como compatible considerando la sustancia activa, sin embargo, se observó que formulaciones tomadas del mercado resultaban incompatibles. La misma situación ocurrió con sustancias activas combinadas, Thiram+Carbendazim, Thiram+Carboxim, etc. Se recomienda para evitar fracasos, que transcurra el menor tiempo posible desde la aplicación conjunta de inoculante y curasemilla, no más de 4 h. No se aconseja la aplicación conjunta ni previa con Captan. Tampoco es recomendable el curado previo, ya que hay productos que aumentan la toxicidad hacia los rizobios a medida que transcurre el tiempo de aplicado el curasemilla.
Fertilizantes
Cuando se fertiliza en conjunto con la siembra se debe evitar el contacto directo con las semillas inoculadas, ya que los fertilizantes liberan sustancias que provocan una elevada mortandad de bacterias.
Herbicidas
Se evaluó durante dos últimos ciclos agrícolas el efecto de diferentes dosis de aplicación de glifosato sobre la nodulación en suelos vertisoles de Concepción del Uruguay. No se encontraron diferencias significativas en número y peso de nódulos entre los tratamientos tratados y no tratados.
Limitaciones de la simbiosis
El sistema simbiótico rizobio-soja requiere que no haya condicionantes por exceso o por defecto para el desarrollo normal del cultivo. Uno de los factores que limitan la fijación de nitrógeno en soja es la presencia de formas combinadas de nitrógeno en el suelo. Los suelos fértiles con moderada o alta disponibilidad de formas inorgánicas de N en el momento de la siembra y/o importantes tasas de mineralización durante el ciclo del cultivo afectan al establecimiento de la simbiosis ya que retardan el inicio de la nodulación y/o inhiben el funcionamiento del sistema fijador (Lett, et al 1998).
Altas concentraciones de nitratos inhiben el proceso de infección, el desarrollo de los nódulos y la expresión de la actividad nitrogenasa. Hay evidencia de que cuando la relación C/N es baja el limitado suplemento de C al nódulo retrasa la FBN. Para la planta, es más económico tomar N del suelo y/o de fertilizante que de la FBN. A mayor presencia de N en el suelo menores posibilidades hay para la FBN y a la inversa a menor presencia de N del suelo hay más N de la FBN.
Los suelos de la región central y S.E de la Provincia de Buenos Aires están caracterizados por poseer alta concentraciones de materia orgánica y tasas de mineralización de nitrógeno entre 150-200 kg. N / ha durante el ciclo del cultivo en condiciones de secano (Echeverría y Beergonzi,1995). En este contexto y debido a una creciente expansión del área sembrada en la zona, se inició la evaluación de cepas eficientes bajo las condiciones agroclimáticas locales. Los resultados observados por González et al (1997) y Lett et al (1998, 1999) con las cepas más eficientes muestran valores muy bajos de N derivado de la FBN, indicando una alta extracción del N del suelo para sostener los rendimientos del cultivo.
Al limitarse la FBN, el balance de N del suelo resulta negativo en extremo, porque convierte a la soja como expoliadora más que restauradora de la fertilidad del suelo. En Australia, se ha verificado el mismo fenómeno elaborando diferentes estrategias para aumentar los niveles de FBN, en estas incluyen desde la selección de cepas de rizobios tolerantes, la incorporación de alto de número de rizobios eficientes en el suelo, hasta programas de mejoramiento de soja con tolerancia simbiótica en suelos con altos niveles de nitratos en el suelo (Herridge y Rose, 2000).
Las carencias de P, K, Ca, S y de micronutrientes disminuyen la formación de nódulos y por consiguiente la FBN.
El proceso de agriculturización en la región pampeana provocó modificaciones físicas, con procesos erosivos y pérdida de materia orgánica. Así también permitió que una importante cantidad de nutrientes se exportara con la cosecha, provocando un desbalance nutricional entre los requerimientos de los diferentes cultivos y los presentes en el suelo. Ante esta extracción, son más frecuentes las respuestas a la fertilización de los cultivos tanto de macro como de microelementos. Esta situación se agrava si se consideran los conceptos de Cordone y Martínez, 2000. En sus estudios observaron que la fertilización se realiza de manera coyuntural al aplicar dosis de fertilizantes menores a las exportadas por la cosecha. Esto significa que no existe una estrategia de fertilización que tienda a la reposición de los nutrientes exportados y, menos aún, a alcanzar el umbral de disponibilidad de los nutrientes deficientes.
La simbiosis es sensible a condiciones de anegamiento, con sólo 2-3 días de inundación se puede provocar una alta mortandad de nódulos.
Los efectos del estrés hídrico son directos sobre la nodulación y la FBN: Las siembras en condiciones secas provocan la mortandad de bacterias y disminuyen la posibilidad de lograr una nodulación apropiada; la falta de agua en etapas tempranas retrasa la aparición de los nódulos y la falta de agua en etapas reproductivas limita la FBN, restringiendo los rendimientos por menor aporte de N para la formación de granos.
Según lo expresado por Racca (2002) cada vez que el agua útil disminuye por debajo del 60%, umbral critico para la soja durante el llenado de granos, se compromete también la fijación de N, que es máxima en esta etapa disminuyendo el rinde potencial. Normalmente la capacidad de fijación de los nódulos se restablecen si las condiciones de sequía no son tan severas o duran muchos días, no obstante llega un punto ( menos del 10 % del agua útil) que aunque los nódulos, y el cultivo, recuperen su humedad al llover o regarse, la capacidad de fijación de los nódulos, medida por la actividad de la nitrogenasa, no se recupera mas.
Con temperaturas cercanas a 15ºC se retrasa el proceso de infección y la nodulación. No todas las cepas de rizobios toleran temperaturas superiores a los 40ºC. La salinidad y la falta de aireación en el suelo también influyen en forma negativa sobre la simbiosis.
Competencia
Las cepas introducidas por los inoculantes permanecieron en el suelo después
de cada cosecha. La repetida inoculación anual permitió el establecimiento en
los suelos de poblaciones de rizobios naturalizadas provenientes de las cepas
inoculantes. En esas poblaciones se ha realizado un proceso de derivación
genética, de tal manera que la cepa original introducida con alta eficiencia
simbiótica se ha disipado en nuevas subcepas con un variado grado de eficiencia
que retienen una alta capacidad para formar nódulos. Esto generó el fenómeno
de competencia donde las cepas del inoculante compiten contra los presentes en
el suelo por la formación de los nódulos. Como consecuencia, se obtienen menos
beneficios con la inoculación ya qué las cepas del suelo ocupan la mayor
proporción de los nódulos.
J A
Efectos de la inoculación de soja sobre los parámetros de rendimiento
Suelos sin antecedentes de soja
En áreas sojeras nuevas donde los rizobios deben adaptarse a nuevos ambientes, es indispensable la inoculación con cepas altamente eficientes, agregando alta concentración de rizobios por semilla (si es posible doble dosis de inoculante) y empleando el método que permite una mayor sobrevivencia de la bacteria sobre la semilla, en caso contrario la producción puede verse disminuida en forma severa.
Si no hay limitaciones nutricionales ó hídricas se esperan aumentos de rendimiento mínimos del 60% (Suelos nuevos de Entre Ríos, S de Córdoba, C y S de Buenos Aires, etc). En suelos con monocultivo de algodón del Chaco con baja presencia de N a la siembra se han determinado diferencias de rendimiento de 1000%.
Suelos con antecedentes de soja
En áreas con varias secuencias del cultivo de soja la repetida inoculación anual ha permitido que los rizobios capaces de nodular soja introducidos se hayan establecido, naturalizado, en la mayoría de lo suelos "sojeros". Con poblaciones que varían desde 102 hasta 105 rizobios por g de suelo para la región sojera tradicional. Por esta razón es posible observar la presencia de nódulos en las raíces de soja no inoculada en suelos con historia de soja previa. Como tal existe una tendencia a suspender la inoculación luego de varios años de uso repetido en un campo considerando que al observarse nodulación espontánea la fijación de N2 que requiere el cultivo ya está asegurada. En trabajos de investigación recientes se ha demostrado que las rizobios que se naturalizan en el suelo, van perdiendo eficiencia en la fijación de N, pero mantienen una alta capacidad para formar nódulos. Esto se ha verificado para diferentes suelos del NOA (Montecchia, 2001) y de la región Pampeana como Pergamino, Marcos Juárez, Oliveros, Gualeguay, etc. (Piantanida, 1991; Pacheco Basurco, comunicación personal).
En ensayos realizados desde 1996 al 2002 en La Cruz (Tucumán), Pergamino, Bragado, 9 de Julio y Trenque Lauquen (Buenos Aires), Las Lajitas (Salta); Reconquista, Rafaela y Zavalla (Santa Fe), Marcos Juárez y Oncativo (Córdoba); Paraná, La Paz, Gualeguay y Concepción del Uruguay (Entre Ríos) inoculando con cepas altamente eficientes y métodos de inoculación apropiados, se observó respuesta positiva a la inoculación. Los incrementos observados de rendimiento oscilaron desde 5% al 116 %. Con incrementos de rendimientos mínimos esperados del 5 al 10%, y al no encontrarse efectos negativos, confirmamos la necesidad de inocular aún en estas condiciones.
Para una adecuada nodulación y FBN de soja es primordial el empleo de inoculantes de alta calidad. Estos son los que cuentan con las cepas de rizobios más eficientes y con un alto número de rizobios. También deben considerarse fundamentales el método, el empleo de plaguicidas compatibles y las condiciones de inoculación. Si no se cumplen estos requisitos indispensables se corre el riesgo que la inoculación no sea efectiva. La inoculación es una técnica que merece ser respetada dentro del paquete tecnológico del cultivo.
¿Cuánto nitrógeno aporta la FBN?
Según Unkovich y Pate (2000) el valor P fix, establecido como el porcentaje de nitrógeno derivado de la FBN con relación al N total requerido por el cultivo de soja, puede oscilar desde 0 a 95 y con aportes de N fijado de 0 a 450 kg/ha. Estos autores enfatizan el uso de técnicas del 15N para estimar la FBN por ser sus resultados más precisos en contraposición al popular método de la diferencia donde se estima la FBN por las diferencias de N total acumulado entre un cultivo fijador versus un no fijador. Dada las limitaciones que implican los altos costos de esta técnica proponen que simples medidas como el estatus de nodulación de la leguminosa en cuestión, la evaluación de disponibilidad de N mineral del suelo y de la absorción de N de plantas no fijadoras proveen una mas adecuada percepción de la magnitud del aporte de la FBN. No deben ser ignorado de estas mediciones los aportes de N de raíces, exudados radiculares y de nódulos. Con valores superiores de Pfix 60, el balance de N tiende de neutro a positivo. En el comienzo de la década del 90 se han realizado numerosos estudios a fin de determinar el N aportado por la FBN en el cultivo de soja en la región pampeana empleando el método de la dilución isotópica del 15N (Brenzoni, et al 1989; Piantanida et al 1991 y Piantanida et al 1992). El valor Pfix, promedio 40 para la región pampeana y con aportes de N fijado de 40 a 90 kg/ha. Si hacemos el balance de entradas y salidas de N por el cultivo de soja al sistema, a partir de esta información, se observa que resulta marcadamente negativo.
Sin embargo, es preciso aclarar que la mayor parte de la información obtenida en estos estudios surge de muestras tomadas en estados reproductivos tempranos R2-R4, donde los niveles de N fijado por el cultivo no alcanzaron su nivel máximo (Perticari, comunicación personal). Además, en estos los análisis fueron realizados con sistemas de agricultura convencional, con variedades menos productivas y sin considerar los aportes de raíces. En la actualidad, los últimos cambios tecnológicos registrados en el sector agropecuario como consecuencia de nuevas ofertas y alternativas tecnológicas, permitieron un explosivo aumento de la superficie de siembra directa. Cuando el laboreo es minimizado, bajan las tasas de mineralización y nitrificación, y se incrementa la inmovilización de N y la desnitrificación. Esto acrecienta la demanda de N, estimulando desde etapas tempranas del cultivo la FBN (van Kessel y Hartley, 2000). Ante esta perspectiva, se requiere nuevos estudios ajustados al estado actual de los conocimientos científicos y del manejo del cultivo de soja en nuestro país.
La FBN es un proceso que se integra con fuerte impacto sobre sistemas agropecuarios sustentables. Como tal se aprecia la necesidad de continuar mejorando la eficiencia de utilización de este bioinsumo, a través de diagnósticos y programas genéricos, considerando que urge mantener e incrementar la competitividad del sector agropecuario, principal generador de riquezas genuinas de la Argentina (Bragachini, 2001).
