14.4 El papel de la materia orgánica en la actividad de biocontrol en sistemas acuapónicos

En [Sect. 14.2.3](/comunidad/articles/14-2-microorganismos-in-aquapónica #1423 -Microorganismos-en-aquapónica ፦The-Posibilidades), se sugirió la supresión de los sistemas acuapónicos. Como se ha dicho anteriormente, la hipótesis principal está relacionada con la recirculación del agua como lo es para los sistemas hidropónicos. Sin embargo, existe una segunda hipótesis, vinculada a la presencia de materia orgánica en el sistema. Materia orgánica que podría impulsar un ecosistema microbiano más equilibrado incluyendo agentes antagónicos menos adecuados para los patógenos vegetales (Rakocy 2012).

En la acuapónica, la materia orgánica proviene del suministro de agua, alimentos no consumidos, heces de pescado, sustrato vegetal orgánico, actividad microbiana, exudados de raíces y residuos vegetales (Waechter-Kristensen et al. 1997; Naylor et al. 1999; Waechter-Kristensen et al. 1999). En este sistema, las bacterias heterotróficas son organismos capaces de utilizar la materia orgánica como fuente de carbono y energía, generalmente en forma de carbohidratos, aminoácidos, péptidos o lípidos (Sharrer et al. 2005; Willey et al. 2008; Whipps 2001). En la acuicultura recirculada (RAS), se localizan principalmente en el biofiltro y consumen partículas orgánicas atrapadas en él (Leonard et al. 2000; Leonard et al. 2002). Sin embargo, otra fuente de carbono orgánico para las bacterias heterotróficas son las sustancias húmicas presentes como materia orgánica disuelta y responsables de la coloración amarillo-pardusca del agua (Takeda y Kiyono 1990 citados por Leonard et al. 2002; Hirayama et al. 1988). Tanto en el suelo como en hidroponía, los ácidos húmicos son conocidos por estimular el crecimiento de la planta y mantener la planta bajo condiciones de estrés abiótico (Bohme 1999; du Jardin 2015). Las proteínas en el agua pueden ser utilizadas por las plantas como fuente alternativa de nitrógeno mejorando así su crecimiento y resistencia a los patógenos (Adamczyk et al. 2010). En el agua recirculada, la abundancia de bacterias heterotróficas de vida libre se correlaciona con la cantidad de carbono orgánico biológicamente disponible y relación carbono-nitrógeno (C/N) (Leonard et al. 2000; Leonard et al. 2002; Michaud et al. 2006; Attramadal et al. 2012). En el biofiltro, un aumento en la relación C/N aumenta la abundancia de bacterias heterotróficas a expensas del número de bacterias autotróficas responsables del proceso de nitrificación (Michaud et al. 2006; Michaud et al. 2014). Como está implícito, los microorganismos heterotróficos pueden tener un impacto negativo en el sistema porque compiten con bacterias autotróficas (por ejemplo, bacterias nitrificantes) por espacio y oxígeno. Algunos de ellos son patógenos de plantas o peces, o responsables del dessabor del pescado (Chang-Ho 1970; Funck-Jensen y Hockenhull 1983; Jones et al. 1991; Leonard et al. 2002; Nogueira et al. 2002; Michaud et al. 2006; Mukerji 2006; Whipps 2001; Rurangwa y Verdegem 2015). Sin embargo, los microorganismos heterotróficos implicados en el sistema también pueden ser positivos (Whipps 2001; Mukerji 2006). Varios estudios que utilizan fertilizantes orgánicos o medios orgánicos sin suelo, en hidroponía, han demostrado efectos interesantes donde la microbiota residente pudo controlar enfermedades vegetales (Montagne et al. 2015). Todos los sustratos orgánicos tienen sus propias propiedades físico-químicas. En consecuencia, las características de los medios influirán en la riqueza y las funciones microbianas. Por lo tanto, la elección de un medio vegetal específico podría influir en el desarrollo microbiano para tener un efecto supresor sobre los patógenos (Montagne et al. 2015; Grunert et al. 2016; Montagne et al. 2017). Otra posibilidad de supresión de patógenos relacionada con el carbono orgánico es el uso de enmiendas orgánicas en hidroponía (Maher et al. 2008; Vallance et al. 2010). Al agregar compostes en medios sin suelo, como es de uso común en el suelo, se esperan efectos supresores (Maher et al. 2008). Otra posibilidad es mejorar o mantener un microorganismo específico como la población de Pseudomonas mediante la adición de algunas fuentes de carbono formuladas (por ejemplo, producto a base de nitrapirina) según lo informado por Pagliaccia et al. (2007) y Pagliaccia et al. (2008). La aparición del cultivo orgánico sin suelo también pone de relieve la implicación de microorganismos beneficiosos contra los patógenos vegetales apoyados por el uso de fertilizantes orgánicos. Fujiwara et al. (2013), Chinta et al. (2014), y Chinta et al. (2015) reportaron que la fertilización con licor empinado de maíz ayuda a controlar Fusarium oxysporum f.sp. lactucae y Botrytis cinerea sobre lechugas y Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici en plantas de tomate. Y aunque apenas se aconseja para el uso acuapónico, 1 g/L de fertilizante soluble a base de pescado (Shinohara et al. 2011) suprime la marchitez bacteriana en tomate causada por Ralstonia solanacearum en hidroponía (Fujiwara et al. 2012).

Por último, aunque la información sobre el impacto de la materia orgánica en la protección vegetal en la acuapónica es escasa, los diversos elementos mencionados anteriormente muestran su potencial capacidad para promover una microbiota específica del sistema y supresora de patógenos vegetales.