Las plantas son las principales responsables de la composición microbiana en los sistemas acuapónicos, concluye un estudio.
El rol de la comunidad microbiana que media en el cultivo de peces y plantas es frecuentemente considerada la caja negra de la acuaponia.
A pesar del reconocimiento generalizado con respecto a la dependencia de las plantas en su rizosfera, el grado en que los efluentes de la acuicultura influyen en las raíces de las comunidades hidropónicas ha sido descrito pobremente.
Investigadores de la University of Gothenburg (Suecia) y de la Wageningen University & Research (Países Bajos) cultivaron lechuga (Lactuca sativa) bajo una variedad de condiciones hidropónicas, que incluye la suplementación de nutrientes con un solución hidropónica comercial, nutrientes derivados del agua de la acuacultura de tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) y luego con la inoculación de un probiótico o suelo de cultivo.
Mediante múltiples análisis discriminatorios (dendograma cluster, análisis de componente principal), el estudio destaca el importante rol de las plantas en determinar su propia composición de rizosfera en sistemas de cultivo sin suelo.
Finalmente, los investigadores realizaron un estudio taxonómico (código de barra 16S rRNA) de las comunidades microbianas que se originan en la fuente de agua, el sumidero de la solución de nutrientes hidropónicos (HNS), el sumidero de efluentes del biofiltro suplementado con nutrientes (BF) y los tanques del sistema de recirculación acuícola sembrados con tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus).
Fuente de nutrientes e inoculación microbiana
Desde una perspectiva de nutrientes, existen dos fuentes principales en los sistemas de acuaponia: el alimento para los peces y algún fertilizante que se agregue en la unidad hidropónica.
Las fuentes de inoculación microbiana pueden originarse desde un ambiente acuoso o del aire, así como de la importación de materiales extraños al sistema (por ejemplo vía el pienso).
Publicaciones recientes se han enfocado en la diversidad de microorganismos en sistemas acuapónicos, lo que ha dado origen a muchas hipótesis de cómo la comunidad microbiana puede conducir a un incremento en el rendimiento basado en el incremento de la abundancia de agentes quelantes, cofactores, enzimas u hormonas que facilitan la biodisponibilidad de nutrientes, ya sea directa o indirectamente.
La comunidad microbiana ha sido ampliamente reconocida como un factor importante para el éxito de los sistemas acuapónicos.
Similitudes de composición microbiana
De acuerdo con los investigadores comprender el impacto potencial de las comunidades microbianas en las fuentes de agua sobre las unidades hidropónicas tiene implicaciones directas para el manejo preventivo de enfermedades.
“Demostrar que la composición de la comunidad de la rizosfera está más asociada con la planta que la presencia de bacterias colonizadoras exógenas implica focalizar los esfuerzos en defender la salud de las plantas, en lugar de la esterilización del agua, protegerá mejor a los cultivos”, destacan.
Según los investigadores “Las similitudes de composición entre los tratamientos sugieren que, en condiciones sin suelo, las plantas pueden ejercer una influencia discriminatoria más fuerte en la composición de su rizosfera que la colonización de la fuente del agua”.
Conclusión
“Proporcionamos evidencia de que la salud de los cultivos de plantas no se predice adecuadamente por la exposición a las comunidades microbianas en las fuentes de agua en los sistemas de cultivo acuapónicos sin suelo”, destacan.
Ellos indican que su estudio es el primero en abordar la cuestión de la transferencia microbiana colonizadora de la rizosfera en acuaponía mediante la exposición selectiva de plantas cultivadas hidropónicamente a una variedad de tratamientos destinados a dar forma al microbioma de la raíz.
Aún cuando los resultados de la investigación no excluye otras posibilidades; los investigadores sugieren que la introducción de bacterias en la fuente de agua tiene menos impacto de lo que se suponía anteriormente.
De acuerdo con los autores del estudio, se abren dos direcciones importantes que deben ser exploradas:
- El estudio sugiere que la concentración acuosa de nutrientes juega un papel más predictivo en la determinación de la composición de la comunidad que la esterilización (práctica común en la acuicultura e hidroponía).
- Se necesita más investigación para determinar si un mayor enfoque en mantener la salud de las plantas, en lugar de solo maximizar el rendimiento, conducirá a más cultivos tolerantes a enfermedades.
El estudio contó con el financiamiento de FORMAS (AJ 2017-00242), la Lamm Foundation y el WUR WIMEK Mobility Program.
Referencia (acceso libre)
Lobanov Victor, Keesman Karel J., Joyce Alyssa. 2022. Plants Dictate Root Microbial Composition in Hydroponics and Aquaponics. Vol. 13. DOI=10.3389/fmicb.2022.848057
