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“Biotecnología aplicada al manejo integrado de Raíz, Follaje y Racimo en uva de

mesa”Ignacio Horche, CEO Green Universe Agriculture

• IngenieroAgrónomo

• ProfesorenlaEscuelaTécnicaSuperiordeIngenierosAgrónomos,Universidad Politécnica deMadrid

• FundadordeHumisol:1ªcompañíaeuropeaenfabricarÁcidosHúmicoslíquidos

• FundadordeTrade Corporation International (Tradecorp)

• Ex-presidentede IBMA España

• PresidentedelComitéAENOR142paralanormalizacióndefertilizantesenEspaña

IgnacioHorcheTrueba

INTRODUCCIÓN

• ConceptoMicrobiota yMicrobioma• Generacióndesuelo• MejoradelsueloVIVO conmicroorganismosbeneficiosos• Activaciónmetabólicaradicular• Accióndelosmicroorganismosbeneficiosos

• microorganismosbeneficiosos,elicitores ymetabolitossecundarios

• Estrésabiótico• Interacciónentremicroorganismosylaplanta• Importanciadelosbioactivadores• AccióndelosmicroorganismosbeneficiososenVid• Conclusiones

CONCEPTOMICROBIOTAyMICROBIOMA

¿Cuálesladiferenciaentremicrobiota ymicrobioma?

Microbiota eselconjuntodemicroorganismosqueconvivensimbióticamenteconelnuestro.Lascélulasdenuestramicrobiota sobrepasanalnúmerodecélulashumanasenunaproporción 10a1.

Todas esas células también poseen su propiocódigo genético, que aunque es distinto delnuestro, se encuentra estrechamenterelacionado con nuestra salud. Es alconjunto total de los genes de nuestramicrobiota a lo que los científicos handenominado comoMicrobioma.

MICROBIOMAdelaRIZOSFERA

From: The rhizosphere microbiome: significance of plant beneficial, plant pathogenic, and human pathogenic microorganismsFEMS Microbiol Rev. 2013;37(5):634-663. doi:10.1111/1574-6976.12028FEMS Microbiol Rev | © 2013 Federation of European Microbiological Societies.

Generacióndesuelo

1. SUBSOLADO FÍSICO

ENMIENDASORGÁNICAS

INOCULACIÓN: SUELO VIVO

SOLUCIÓN:

Ácidos húmicos

Promueven la formación del Complejo Arcilloso aumentando de esamaneralaCapacidad de IntercambioCatiónico (CIC) del Suelo y la biodisponibilidad de Ca+2,Mg+2, K+, NH+4, Fe+2, Cu+2, Zn+2 y Mn+2.

Fuerte acción quelante, aumentando la biodisponibilidad de Fe, Zn, Mn y Cu.

Mejoran la estabilidad estructural delos agregados.

Su efecto sobre las característicasfísicas, químicas y biológicas del sueloes bastante permanente debido a lagran estabilidad de sus moléculascíclicas.

GeneracióndesueloENMIENDASORGÁNICAS

Ácidos Húmicos

Ácidos fúlvicos

• Estimula división celular, actuando como promotor de crecimiento.

• Estimula el sistema enzimático de la planta.• Refuerza la estructura y aireación del suelo.• Aumenta resistencia de las plantas a la sequía.• Mejora la estructura del suelo.• Mejora la absorción de nutrientes por el sistema radicular.• Mejora el desarrollo de las raíces y la germinación de las

semillas.• Mejora la actividad microbiológica del suelo.• Incrementa la capacidad de intercambio catiónico

Ácidos fúlvicos


Diferencias entre Ácidos Húmicos y Ácidos fúlvicosÁcidos húmicos


• Pesomolecular ácidos húmicos : > de 100.000 dalton•••

Pesomolecular ácidos fúlvicosPesomolecular aminoácidos

: <5.000 dalton: 100-200 dalton

Pesomolecular ácidos orgánicos:min 100 y máx 1000 daltonAmayor pesomolecular,mayor ESTABILIDADen el suelo; los últimos selavan conmayor facilidad.

Lo único que rompelaunión dearcillacon Sodio ( costra)esprincipalmenteelácido húmico, luego el ácido fúlvico.

Forma el complejo arcillo-húmico, que da más aireacióny humedad al suelo,mejorando lacapacidad de intercambiocatiónico CIC.

Diferencias entre Ácidos Húmicos y Ácidos fúlvicosÁcidos húmicos


Generacióndesuelovivo

Parafavorecerlaabsorcióndenutrientesesencialesparaeldesarrollodelcultivo,seaplicanbacteriassolubilizadoras deelementosinmóvilesenelsueloactuandocomoagentequelantenatural.

Conlaaplicación delosmicroorganismos seleccionados seconsiguen, además deestos efectos individuales potenciar laacción deotros fertilizantes,bioestimulantesdealgas,aminoácidos ymateria orgánica graciasalosefectos sinérgicos entreellos.

INOCULACIÓN:SUELOVIVO

Lasplantasaportan alasbacterias PGPR exudadosradiculares: azúcares,aminoácidos, ácidosorgánicos, etc.

Lasbacterias PGPRaportan alas plantas:

Lasbacterias se comunicanentre ellas mediantequorum sensing y sonatraídas hacia lasraíces,colonizando la rizosfera

•Mayordisponibilidad denutrientes comoP, Fe, K•Mayor desarrolloradicular• Mayor fotosíntesis• Mayor tolerancia al estrés

Activaciónmetabólicaradicular

INOCULACIÓN:SUELOVIVO


Activaciónmetabólicaradicular

Microorganismos beneficiososcolonizando lospelosradicularesdelcultivoycomenzandosuactividadmetabólicajuntoalasraíces.

Accióndelosmicroorganismosbeneficiosos

1. SUBSOLADO FÍSICO

ENMIENDASQUÍMICAS


FrenteasituacionesdeESTRÉSABIÓTICO

Las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) sonbacterias de la rizosfera de las plantas que promueven el crecimiento vegetalmediante diversosmecanismos (Bhattacharya& Jha, 2012)

ü Síntesis de enzimas fosfatasas y ácidos orgánicos → Solubilización defosfatos

ü Producción desideróforos→Moléculasorgánicas que actúan comoquelatosnaturales del hierrodelsuelo

ü Síntesis de ACC-desaminasa→ Inhibición de la síntesis de etileno en lasraíces

ü Síntesis de compuestos miméticos de auxinas → Estimulación de laelongación radicular y formación deraíces laterales

ü Síntesis de compuestos volátiles (VOC) → Activación del metabolismovegetal

ü Síntesis de antibióticos y enzimas quitinasas→ Competición con patógenosü Inducción de resistencia sistémica→Activación delas defensas vegetales


Adaptado de Rajkumar et al., Crit. Rev.Biotechnol., 2009

VOC

• Nuestro inoculantede suelo estimulael desarrollo de raíces• Másraíces → Mayor volumen de suelo explorado por la planta →

Mayor superficie de absorción de agua y nutrientes

MicroorganismosGreenUniverse

MicroorganismosGreenUniverse

39Fuente: Vacheronet al., 2013


40

PGPR


PGPR’s pueden proteger a las plantacontra infección por patógenos(estrés biótico):

ØOcupan elmismo nicho ecológico

Ø Compiten con el patógenopornutrientes

Ø Sintetizanenzimasquitinasas

ØActivan Sistemade ResistenciaInducida

Source: Haas &Défago,2005


Accióndeloselicitores ymetabolitossecundarios

Accióndeloselicitores ymetabolitossecundarios

1. ELICITORESLoselicitores concompuestosqueactúancomoinductoresdeunarespuestaenelorganismoobjetivo.Diversosdecompuestosestructurales(extrínsecosoaportados)queactúancomomoléculasseñalizadorascuandoexistepeligro.Dichasmoléculasseunenaproteínasreceptorasespecialesubicadasenlasmembranascelularesdelasplantasgenerandounarespuestadedefensadelaplantafrenteadiferentespatógenos (insectos,hongos obacterias)ofrenteacondicionesdeestrésabiótico

1.METABOLITOSSECUNDARIOSLos metabolitos secundarios soncompuestosorgánicosproducidos comoconsecuenciadelmetabolismodeunorganismo,quenotieneunafunciónespecífica,peroquetieneefectosvariosenlanaturaleza,yaqueotrosorganismospuedenaprovecharsedesuspropiedades.

Fuente:Compant etal,2013

Origendelaspérdidasdecosechaconrespectoalacosechapotencial:

Estrésabiótico

Ø AltastemperaturasØ HeladasØ Sequía

Ø SalinidadØ Encharcamiento/Mal

drenaje/Compactación

Enlacampaña2016-2017,entreun35yun40%delacosechadeuvademesaseperdióporelfenómenodeElNiñoenlaRegióndePiura.

Limitacióndelmetabolismoradicular

Reduccióndeldesarrollovegetativo

Reduccióndelafloración,cuajadoyfructificación

Estrésabiótico

Interacciónentremicroorganismosylaplanta

Fuente:Gilbertetal,2014


From: The rhizosphere microbiome: significance of plant beneficial, plant pathogenic, and human pathogenic microorganismsFEMS Microbiol Rev. 2013;37(5):634-663. doi:10.1111/1574-6976.12028FEMS Microbiol Rev | © 2013 Federation of European Microbiological Societies.

MartinsG,Lauga B,Miot-Sertier C,MercierA,Lonvaud A,etal.(2013)CharacterizationofEpiphyticBacterialCommunitiesfromGrapes,Leaves,BarkandSoilofGrapevinePlantsGrown,andTheirRelations.PLOSONE8(8):e73013.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073013http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0073013

Caracterizacióndecomunidadesbacterianasepifíticas enfruto,hoja,broteysueloenVid,ysusrelaciones

Four-wayVenndiagramdepictingthesharedandunsharedT-RFsbetweenthefourniches.

MartinsG,LaugaB,Miot-SertierC,MercierA,LonvaudA,etal.(2013)CharacterizationofEpiphyticBacterialCommunitiesfrom Grapes,Leaves,BarkandSoilofGrapevinePlantsGrown,andTheirRelations.PLOSONE8(8):e73013.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073013http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0073013

Caracterizacióndecomunidadesbacterianasepifíticas enfruto,hoja,broteysueloenVid,ysusrelaciones

• Lascepasbacterianastieneefectosdiversosqueafectanaladefensa,desarrollooadaptacióndeloscultivos.


• Losmicroorganismosporsísolostieneunefectobioestimulanteobiocontrol,peroformuladoconotrassustanciasespecificasbioactivadores,etc.potenciasucolonizacióndelarizosferaypromueveelmetabolismodeestasbacterias.

Importanciadelosbioactivadores

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

pyruvaticacid

methylester

Tween40

Tween80

a-cyclo

dextrin

glycogen

D-cellobiose

α-D-Lactose

α-Methyl-D

-Glucosid

e

D-Xylose

i-Erythritol

D-Mannitol

N-Acetyl-D-Glucosamine

D-glucosam

inicacid

Glucose-1-Phosphate

D.L-a-glycerolphosphate

D-galactonicacidg-lactone

D-galacturonicacid

2-hydroxybenzoicacid

4-hydroxybenzoicacid

g-hydroxybutyricacid

itaconicacid

a-ketobutyricacid

D-malicacid

L-arginine

L-asparagine

L-phenylalanine

L-serine

L-threonine

glycyl-L-glutamicacid

phenylethylam

ine

putre

scine

Absobanciaa595nm

corregida

• Hay descritas una gran variedad de sinergias entre microorganismosbeneficiosos y ácidos orgánicos y otros compuestos, como proteínas,ácidos húmicos, extractos vegetales, etc.

• Estos compuestos son utilizados como coformulantes y bioactivadoresen los productos bioestimulantes y aseguran el desarrollo de losmicroorganismos y aceleran sumetabolismo

Importanciadelosbioactivadores


EnsayodeinoculaciónenVidconPGPR’s

Fig.2 EffectsofPGPbacteriaongrowthpromotionofSyrahandSauvignongrapevineplantletsbyPGPbacteriaduringthefirstyearexperimentinthefield.TheselectedbacteriapromotedtheformationofalargershootsystembyimprovingshootlengthinSyrahgrapevineplantletsinCBvineyard(a) andSauvignongrapevineplantletsinACvineyard(b).Foreachbacterialstrainoverlappinghistogramsarereported,representingthedifferenttimesofshootlengthmeasuringat20,40,60and80dab.TheDuncan’steststatisticalsignificanceofthedifferencesamongtreatmentsisindicatedonlyforthelasttimeofmeasuring.Forthevaluesattheothervegetativeparameters,thedataandthestatisticalsignificancearereportedinSupplementaryTablesS2 andS3.Dash-linesinthegraphsmarkthevaluesfortheuntreatedplants,inordertobetterevaluatethepromotioneffectmediatedbythePGPbacteria



Fig. 3 Effects of PGP bacteria on growthpromotion of Syrah and Sauvignon grapevineplantlets by PGP bacteria during the secondyear experiment in the field. The selectedbacteria confirmed the formation of a largershoot system by improving a, c shoot lengthand b, d shoot diameter in Syrah (CBvineyard) and Sauvignon (AC vineyard)plantlets, respectively. In panels b, c and d foreach bacterial strain overlapping histogramsare reported, representing the different timesof shoot parameters measuring from 20 to100 dab (each 20 days). The Duncan’s teststatistical significance of the differencesamong treatments is indicated only for thelast time of measuring. For the values of theothers vegetative parameters, the data and thestatistical significance are reported inSupplementary Tables S4 and S5. Dash-linesin the graphs mark the values for theuntreated plants, in order to better evaluatethe promotion effect mediated by the PGPbacteria



Fig. 4 Effects of PGP bacteria on growth promotion of Syrah grapevine adult productive plants by PGP bacteria under fieldconditions. The selected bacteria promoted the formation of a larger canopy by increasing a shoot length, b bunch productionand c number of grape bunches, per plant. In panels A for each bacterial strain overlapping histograms are reported,representing measurements at 20 and 40 dab. The Duncan’s test statistical significance of the differences among treatments isindicated only for the last time of measuring. For the values at of the others vegetative parameters, the data and the statisticalsignificance are reported in Supplementary Tables S6. Dashed lines in the graphs mark the values for the untreated plants, inorder to better evaluate the promotion effect mediated by the PGP bacteria

Paratratarsituacionesdeestrés,debencontemplarsetresaspectosparaobtenerunarespuestapositivadel

cultivo:

CONCLUSIONES

• Generacióndelsuelovivo.• Mejoradeldesarrolloradicular• Promocióndeldesarrollovegetativoyproducción

CONCLUSIONES

- La interacción entre los microorganismos y las sustancias orgánicasutilizadas como coformulantes potencian el efecto beneficioso.

- Los bioactivadores son fundamentales herramientaspara asegurarla eficacia de los microorganismos en el campo.

- Los productos con microorganismos son efectivos tanto enaplicación al suelo, como en aplicación foliar; en el caso de la videxisten microorganismos comunes, tanto en la raíz como en lafilósfera.

CONCLUSIONES

- La selección de los microorganismos a aplicar en la rizósfera y/ofilosfera deben de corresponder a su ADAPTABILIDAD acondiciones de suelo y clima (pH, textura, salinidad, temperatura,sequía, etc)

- En Vid existe una gran cantidad de microorgannismos en lanaturaleza y está comprobado su efecto en el metabolismo delcultivo

¡Muchasgraciasporsuatención!

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