Solubilización y mineralización de fósforo.

El fósforo, después del nitrógeno, es el elemento más crítico para la producción agropecuaria. El fósforo es un nutriente esencial para los seres vivos ya que forma parte de las principales moléculas de la vida, los ácidos nucleicos (ADN y ARN); también se asocia a funciones vitales en las plantas como la división celular y participa en la captación y conversión de energía solar. El fósforo llega a las plantas mediante absorción en el suelo; sin embargo, su disponibilidad es cada vez más limitada debido a la progresiva insuficiencia de su forma asimilable, la falta de reposición natural y su baja movilidad comparada con otros nutrientes.

Hasta un 5% del fósforo presente en los suelos puede estar en forma asimilable, mientras que el 95% restante puede encontrarse en su forma “No disponible, no asimilable o inmovilizado”.  Diversos microorganismos pueden hacer “disponible, asimilable o soluble” a dicho fósforo. Existen 2 mecanismos para hacer disponible el fósforo según su origen: orgánico o inorgánico.

Fósforo orgánico no disponible o inmovilizado (Po). Esta fuente de fósforo representa hasta un 90% del fósforo “No disponible” y se compone de residuos de ácidos nucleicos, fosfolípidos y ácido fítico, principalmente. El mecanismo para hacer disponible al fósforo de fuentes orgánicas se le conoce como “Mineralización”; este se encuentra mediado por las enzimas fitasas y fosfatasas producidas por diversos microrganismos de los géneros Bacillus, Pseudomonas, Streptomyces, Aspergillus, Fusarium, entre otros. Las fitasas actúan sobre el ácido fítico o fitatos (presente en los vegetales, semillas, etc.) liberando inositol y hasta 6 moléculas de fosfatos asimilables por las plantas (Figura 1). Por otro lado, las fosfatasas son las encargadas de degradar compuestos como el ADN, proteínas, carbohidratos, etc. mediante una reacción de desfosforliación donde se libera fosfato que queda disponible para ser aprovechado por las plantas.

Figura 1. Hidrolisis del ácido fítico mediado por Fitasas.

Fósforo inorgánico no disponible (Pi). Esta fuente de fósforo representa de un 10 a un 40 % del fósforo “No disponible” en suelo y se encuentra en forma de sales de fosfatos. En suelos alcalinos se encuentra como fosfatos de calcio y en suelos ácidos como fosfato de aluminio o fosfato de fierro. El mecanismo para hacer disponible al fósforo de fuentes inorgánicas se le conoce como “Solubilización” y este mecanismos se encuentra altamente relacionada con la presencia de ácidos orgánicos de bajo peso molecular, producidos por bacterias y hongos, los cuales liberan protones que solubilizan el fósforo y tienen la capacidad de quelar los iones Ca2+, Fe3+ y Al3+. Entre los ácidos que ayudan a solubilizar el fósforo inorgánico del suelo están los siguientes: glucónico,  ceto glucónico, málico, láctico, cítrico, oxálico, propiónico, acético, valérico y succínico. Estos ácidos orgánicos provienen del metabolismo de compuestos de alto peso molecular como carbohidratos, proteínas y lípidos. Algunos de los microorganismos que producen este tipo de ácidos pertenecen a los géneros  Bacillus, Aspergillus, Pseudomonas, E. coli,  Klebsiella, Rhizobium, Erwinia, Burkholderia, etc.

En la mayoría de las investigaciones se ha reportado al ácido glucónico como el agente más frecuente en la solubilización de fosfatos, este ácido es producido por distintas cepas pertenecientes a los géneros Pseudomonas, Erwinia y  Burkholderia. Otros géneros como Bacillus produce ácido láctico, isovalérico, isobutírico y acético. Lo anterior nos indica que en más importante la calidad del ácido que la cantidad en cuanto a la solubilización de fósforo se refiere.

Otro punto importante es que se ha observado en algunos estudios, que  la solubilización depende de la fuente de nitrógeno usada; se han registrado mayores tasas de solubilización en presencia de amonio que cuando hay nitrato como fuente de nitrógeno. Lo anterior se atribuye a la extrusión de protones que compensan la toma de amonio, produciendo un pH más bajo por la acidificación del medio.

Algunos microorganismos solubilizadores de fosfato  pueden mostrar otras actividades de promoción de crecimiento vegetal como la fijación biológica del nitrógeno, la producción de auxinas (ácido indolacético, ácido indolbutírico, etc.), ácido giberélico, citoquininas y resistencia a patógenos; estas condiciones pueden catalogar a un microorganismo con alto potencial como bioinsumo en la línea agrícola.

Fuentes:

Beltrán-Pineda, M. 2014. Phosphate solubilization as a microbial strategy for promoting plant growth. Corpoica Cienc. Tecnol. Agropecu. 15(1). Pág. 101-113. 

Delgado-García, M.; Escobar-Saucedo, A.; Mora-Cura, Y; Rodríguez-Herrera, R. 2014. Microorganismos solubilizadores de fósforo. Libro Biofertilizantes Microbianos. Pág. 139-162. ISBN: 978-607-402-177-1.

Patiño-Torres, Carlos Omar; Sanclemente-Reyes, Oscar Eduardo. 2014. Los microorganismos solubilizadores de fósforo (MSF): una alternativa biotecnológica para una agricultura sostenible. Entramado, Universidad Libre Cali, Colombia. 10(2). Pág. 288-297.

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