Porcentaje de colonización de HMA y su relación con recuentos de esporas y el contenido de fósforo (ppm) en el suelo.
En cuanto al porcentaje de colonización de HMA en las muestras evaluadas, se evidenció que fue mayor la colonización por HMA en los arreglos agroforestales de San José del Guaviare (77,5%). El porcentaje más alto, lo reportó el arreglo agroforestal 10, con un valor de 88% (tabla 4). La discusión se realizó teniendo en cuenta el porcentaje de colonización micorrítica por hifas del hongo, debido a que ésta es la estructura adicional de absorción que capacita a la planta para obtener nutrientes que de otra forma no le serían accesibles. Además, son las hifas las que forman las unidades de colonización y las que por medio de divisiones celulares específicas generan arbusculos y vesículas (Sánchez de P, 1999 citado por Cardona, 2000).
En todas las raíces evaluadas, el porcentaje más alto de colonización fue el reportado por arbusculos (78%) (Tabla 4). Se ha mostrado que durante la colonización intraradical del hongo MA las hifas internas forman una zona de interfase con la célula vegetal para realizar la transferencia inicial de nutrientes mientras se establecen los arbusculos (Sanders y Sheik, 1983). Esto puede indicar que en el momento del muestreo posiblemente está interfase ya se había presentado y se establecieron los arbusculos, hecho que evidencia una alta colonización por este tipo de estructuras. Es muy importante resaltar que la vida media de estás estructuras es muy corta (4-15 días), por lo que es poco común obtener resultados como estos, puesto que se degradan en corto tiempo. La presencia de arbusculos es un buen indicativo de actividad metabólica asociada al transporte de sustancias a través de membranas (Guerrero, 1996). De acuerdo a esto se puede inferir que en el momento del muestreo la planta tenia mayor dependencia de la simbiosis, ya que se estaba presentando el transporte de sustancias metabólicas.
aunque se observó un mayor porcentaje de colonización por estructuras de hongos MA en los arreglos agroforestales de San José de Guaviare, las muestras colectadas bajo chagras en el Sur del Trapecio Amazónico presentaron porcentajes de colonización con valores que van desde el rango de medios a altos (Tabla 4).
Es sabido, por resultados obtenidos en la Amazonía Colombiana (Arcos y Benavides, 1999) que una alta presencia de micorrizas en sistemas intervenidos puede deberse a las prácticas agronómicas realizadas por los indígenas. Una de estás prácticas es la rotación de cultivos con especies de alta dependencia micorrítica como Manihot esculenta, maíz, piña y plátano, considerados como hospederos importantes que favorecen la colonización del hongo bajo las condiciones evaluadas.
En cuanto a la relación del número de esporas y el porcentaje de colonización se observó que los recuentos de esporas más altos se obtuvieron en el muestreo de San José del Guaviare (Tabla 5). Sin embargo, no en todas las muestras en las que se presentó una mayor colonización hubo mayor número de esporas (Tabla 4). Los recuentos más bajos se obtuvieron en las muestras del Sur del Trapecio Amazónico. Estos dos factores no siempre están relacionados, ya que la producción de propágulos en posiciones ecológicas está limitada, depende de los parámetros fisiológicos y puede no estar correlacionada con colonización en raíz (Merryweather y Fitter, 1998). De acuerdo con esto, no necesariamente tiene que existir una relación directa entre colonización y esporulación. Recientes reportes encontraron que la falta de esporulación no necesariamente significa ausencia de la micorriza en ese lugar. Por ejemplo, el micelio de algunos HMA fue detectado en raíces de plantas, pero las esporas no fueron encontradas en ninguna de las muestras de suelo.
No obstante, hay que considerar que aunque en las muestras de San José del Guaviare se presentó mayor colonización por MA, esto no necesariamente indica que la simbiosis sea efectiva, es decir, no se puede afirmar que la mayor ocurrencia del microsimbionte significa mayor beneficio para la planta. Azcon (1980) reporta que, en general, los endófitos más infectivos no tienen que ser los más efectivos, puesto que el grado de infección que va a alcanzar una planta va a estar determinado por sus propias características fisiológicas y genéticas.
Otro aspecto importante a tener en cuenta es que la germinación de las esporas y el crecimiento del tubo de germinación en el suelo no están influidos por la colonización de la raíz, sino que están determinadas por factores físicos y químicos del suelo. La formación de esporas comienza entre la 3º y 4º semana después de la colonización de la raíz, con algunas especies de hongos, mientras que otras requieren hasta de 6 meses para su formación. Por lo tanto, la planta hospedero, el suelo y las condiciones medioambientales pueden afectar el tiempo y la extensión de esporulación (Sieverding, 1991).
Los niveles de fósforo en el suelo tienen una relación directa con el porcentaje de colonización y el número de esporas, ya que cuando este elemento es limitante favorece el establecimiento de la simbiosis (Arcos y Benavides, 1996).
Se observó que los niveles más bajos de fósforo se encontraron en todas las muestras que corresponden a los arreglos agroforestales de San José del Guaviare (Tabla 6). Estos valores oscilaron entre 0.61 y 5.51ppm. Los valores menores a 15 ppm fueron reportados como bajos según las consideraciones generales para interpretar análisis de suelos (IGAC, 2007). La baja presencia de fósforo puede contribuir a una alta presencia de la simbiosis, pues en ambientes
donde hay contenidos bajos de este elemento se ha reportado una alta micorrización. Las plantas cultivadas en condiciones de baja disponibilidad de nutrientes tienden a ser micotróficas obligadas, debido a su necesidad de mejorar la toma de nutrientes. Por lo tanto, se estimula el establecimiento del hongo y se permite un mayor drenaje de fotosintatos. En el caso de la Manihot esculenta (yuca) se sabe que tiene altos porcentajes de asimilación y pueden presentar considerables metabolitos sintéticos para el establecimiento de las MA (Sieverding, 1991). Esto se evidenció claramente, ya que tanto el porcentaje de colonización como el número de propágulos infectivos tuvieron una relación inversamente proporcional a los niveles de fósforo y fue mayor el número de propágulos y el porcentaje de colonización en niveles bajos de fósforo (Figura 18).
En cuanto a las muestras del sur del Trapecio Amazónico en Chagra-Llanura aluvial se encontraron valores medios y bajos de fósforo (Tabla 6). Esto evidencia claramente que la muestra CHVR1, que tuvo el nivel de fósforo más bajo (3ppm) de las 3 muestras, mostró con respecto a las otras 2 muestras un mayor número de propágulos infectivos (213 esporas/100 g de suelo) y a su vez un mayor porcentaje de colonización (60%). La diferencia en porcentaje de colonización y recuentos de esporas se pudo deber a los contenidos de fósforo, ya que el establecimiento de estás poblaciones se presenta mucho mejor en suelos con carencias de este elemento.
Recuento de esporas de HMA
Existen varios factores que pueden afectar la estimación de la abundancia y riqueza de hongos formadores de micorriza arbuscular (HMA) a partir del aislamiento de sus esporas. Entre ellos está la capacidad natural de cada especie para producir esporas, la época y las condiciones del muestreo (Cardona, 2000).
Se sabe que no todas las especies de hongos formadores de micorriza arbuscular tienen la misma capacidad de formar esporas. Muchos de los HMA no esporulan (Sanders et al., 1996) o la producción de esporas está condicionada a los cambios edáficos del suelo, por lo que estudiar las esporas de HMA puede no ser un reflejo fiel de la comunidad de estos hongos.
El número de esporas presentes en una muestra de suelo varía de acuerdo con el tipo de cobertura muestreada. Si comparamos coberturas diferentes como bosque (bosque maduro poco intervenido), potrero (zonas cubiertas por gramíneas naturales o introducidas producto de una tala completa del bosque primario), rastrojo (zonas de recuperación natural luego de una tala completa del bosque primario) y diferentes formas de cultivo presentes en la región amazónica colombiana (cultivo referido al monocultivo, agroforestal referente al policultivo multiestrata y chagra referente al policultivo obtenido por prácticas de manejo tradicional indígena), encontramos que el promedio
de esporas recuperadas de potreros, bosques o rastrojos es de aproximadamente 2000 esporas/100g suelo, mientras que los cultivos tienden a presentar en promedio recuentos menores, oscilando alrededor de 1000 esporas/100g suelo (Peña et al., 2006). Los recuentos de esporas encontrados en las muestras del sur del trapecio Amazónico, colectadas en chagras bajo el paisaje de terraza y llanura aluvial, estuvieron por debajo del promedio reportado por Peña et al., (2006) (Tabla 5). En el recuento de esporas de las muestras del sur del trapecio amazónico el menor valor fue 78 esporas/100g de suelo correspondiente a la muestra CHVR3 y el mayor 320 esporas/100g de suelo correspondiente a la muestra CHTR1. A diferencia de lo encontrado en los arreglos agroforestales de San José del Guaviare en donde se obtuvo recuentos mayores que los del sur del Trapecio Amazónico (Figura 16). No obstante, estos valores se encuentran por debajo del promedio (Peña et al, 2006). La muestra con mayor número de esporas fue 871 esporas/100g correspondiente al arreglo agroforestal 8 y la que menor recuento fue 218 esporas/100g de suelo correspondiente al arreglo agroforestal 4 (Tabla 5).
La discrepancia en la abundancia de esporas en las diferentes coberturas podría estar relacionada con la permanencia de plantas hospederas en el lugar y al establecimiento de HMA en el suelo. Una de las estrategias más exitosas de los HMA para colonizar nuevos hospederos consiste en desarrollar una red de micelio extraradical compleja que comunica las diferentes plantas del ecosistema. La colonización de un nuevo hospedero tiende a realizarse en primer lugar por la red de micelio ya establecida, y en segundo lugar por la germinación de esporas. La ventaja de establecer la red es que ésta les permite permanecer unidos a más de un hospedero aumentando su oportunidad de supervivencia. Si el hongo opta por producir inicialmente esporas, cada propágulo tendrá una oportunidad de encontrar un hospedero (Cardona, 2000).
Las muestras de San José del Guaviare fueron las que reportaron mayor número de propàgulos infectivos, esto se pudo deber al tipo de cobertura presente, ya que en los arreglos agroforestales se encuentran diferentes especies asociadas en vecindad a Manihot esculenta (Tabla 1) y esto mejora las condiciones del suelo y su cobertura proporcionando mejores condiciones para el establecimiento de la simbiosis. Según Sieverding, 1984 existen factores cuyas interrelaciones afectan la presencia y la actividad de los HMA y son tipo de cobertura vegetal, fertilidad y temperatura. Según Peña et al, 2006 en los Análisis de cobertura realizados en la amazonía colombiana se encontró que los sistemas agroforestales, seguidos por los rastrojos y el bosque nativo presentan los mayores promedios de colonización radicular, estando por encima del 30%. Por el contrario, las coberturas de chagra, monocultivo y potrero presentaron los valores de porcentaje de colonización más bajos respectivamente. Los resultados estarían indicando que la simbiosis micorriza arbuscular es más efectiva en ecosistemas con coberturas altamente diversas. De allí la importancia que tiene promover sistemas de producción agrícola agrodiversos para la región amazónica colombiana. Lo anterior corrobora los datos obtenidos en las muestras de
chagras del sur del trapecio amazónico en y los arreglos agroforestales en San José del Guaviare.
Es muy importante tener en cuenta que el tiempo de establecimiento de Manihot esculenta en los arreglos agroforestales fue mayor encontrándose entre 2 y 7 años, mientras que la edad correspondiente a las muestras del sur del trapecio amazónico varia entre 10 meses y 7 años (Tabla 1). Es importante tener en cuenta la edad del cultivo, ya que de acuerdo a esto se puede o no encontrar establecido el HMA, ya que requieren de un tiempo determinado que varia de acuerdo a la especie y unas condiciones para que se realice el establecimiento y se presente la colonización.
Por todo lo anterior, a partir de un recuento de esporas no se puede hacer inferencia acerca de abundancia y riqueza de HMA, ya que la presencia de propágulos infectivos depende de muchos factores. Con estos datos se pueden realizar valiosas aproximaciones acerca de la diversidad de HMA presentes en suelos rizosféricos de plantas colonizadas por HMA. Aunque el recuento de esporas da una estimación del potencial de infectividad del suelo, en este caso, es posible que algunas de las cepas de HMA nativas de este lugar no produzcan esporas, pues no todos los hongos endomicorricicos esporulan (Gerderman y Trappe, 1974; citado en Arcos, 1996)
Porcentaje de colonización de HMA y su relación con los valores del pH, el contenido de materia orgánica, acidez intercambiable y % de saturación de Aluminio.
El pH de los suelos tanto del Sur del Trapecio Amazónico como de San José del Guaviare fue extremadamente ácido (se encontró en el rango 3,64 y 5.0) (Tabla 6). El pH más bajo correspondió al arreglo agroforestal 10, que tuvo el mayor porcentaje de colonización (88%), hecho que evidencia que la acidez no afectó la colonización. Barea y Jeffries (1995) argumentan que las MA tienen amplia adaptación a condiciones de pH (éstas se han encontrado en suelos con pH desde 2,7-9,2). Se han encontrado diferentes especies y ecotipos en cuanto a su capacidad para colonizar un hospedero en función del pH (Peña et al., 2006).
Todos los HMA son dependientes del pH. Está dependencia no es exclusiva de este grupo de organismos. En general toda la microflora edáfica está fuertemente relacionada con el pH. De hecho se encuentra que el valor límite para la vida en el suelo está alrededor de 3.0. La mayoría de los géneros se aislaron en un rango de pH entre 3,64 y 5,0, pH natural para desarrollar la simbiosis, establecerse en el suelo y esporular.
En cuanto a la relación de la colonización con la materia orgánica, es sabido que la aplicación de materia orgánica se constituye como una práctica agrícola que ha mostrado efectos positivos sobre la diversidad y dinámica de las poblaciones de hongos micorrizógenos y sobre la efectividad
de la simbiosis (Arcos y Benavides, 1996). El resultado de está práctica es la estimulación de la microflora rizosférica y con ella la de los hongos micorrizógenos, de tal forma que se dinamiza la movilización de nutrientes mediada por microorganismos.
En las muestras del sur de Trapecio Amazónico de chagra-llanura aluvial se obtuvieron valores de carbono orgánico medios y altos, mientras que los valores obtenidos en los arreglos agroforestales de San José del Guaviare estuvieron entre bajo y medio hecho que evidencia claramente que éstas presentaron valores mucho más bajos. Las plantas estresadas por nutrientes liberan más carbohidratos solubles en los exudados de las raíces, lo que les permite ser mejores hospedero es para las micorrizas que las plantas fertilizadas (Collins, 1993), hecho que podría explicar los mayores porcentajes de colonización en las muestras de San José de Guaviare y su relación con contendidos bajos y medios de carbono orgánico.
En las muestras del Sur del Trapecio Amazónico y en las de San José del Guaviare se evidenció claramente que los valores de acidez intercambiable y el porcentaje de saturación de Aluminio se encontraron en el nivel de toxicidad para la mayoría de los cultivos (Figura 19). Se evidenció que estos valores no afectaron el porcentaje de colonización. Debido a que los HMA tienen una alta capacidad para tolerar la toxicidad producida por elevadas concentraciones de elementos tales como el aluminio, una de las grandes funciones de los HMA es que colaboran en la recuperación de suelos degradados (Daft, 1974 citado en Arcos, 1993).
Algunos estudios han concluido que las MA favorecen los mecanismos de exclusión de aluminio de la raíz, modificando el patrón de exudación de ácidos orgánicos quelantes del aluminio alterando la capacidad de intercambio catiónico de la pared celular y disminuyendo en consecuencia la acumulación de este elemento y su movilización hacia la parte aérea (Sánchez, 1999 citado en Cardona, 2000).
Los porcentajes de saturación por aluminio reportados, son considerados como tóxicos para la mayoría de cultivos (IGAC, 2007), cuya toxicidad se ve reflejada en la inhibición del crecimiento radial de la planta, pues el Al se acumula en la raíz limitando el poder de absorción de nutrientes y por lo tanto su crecimiento (Galeano, 1991 citado en Cardona, 2000). Sin embargo es importante tener en cuenta que los niveles de toxicidad se deben manejar para los diferentes suelos y especies vegetales, pues algunas presentan tolerancia natural a estás condiciones.
Evaluación Morfológica de Esporas
La evaluación taxonómica se determinó de acuerdo con las características morfológicas a partir de las esporas de HMA de las muestras del sur del Trapecio Amazónico y de San José del Guaviare.
Está evaluación se vio afectada por el estado de las esporas. En algunas muestras, especialmente en las provenientes de ecosistemas recientemente perturbados como las chagras, un buen número de esporas no eran viables. Muchas aparecían mordidas o hiperparasitadas comparativamente con la cantidad de aquellas que parecían haber sido rotas mecánicamente.
Es poco lo que se ha estudiado sobre los agentes que deterioran las esporas de HMA (Powell & Bagyaraj, 1984), pero se ha especulado que las esporas de HMA podrían ser muy susceptibles al ataque de otros organismos dada su composición rica en lípidos. Las esporas oscuras, muy melanizadas, parecen ser menos susceptibles al ataque de otros organismos (Daniels & Menge, 1980). En las muestras de chagras se observa que las paredes externas de esporas oscuras tienden a permanecer en el suelo, sin evidenciarse otras paredes no melanizadas o hifas o células suspensorias.
Igualmente, se observó con alguna frecuencia que las esporas presumiblemente no viables, pero aparentemente en buen estado, albergan esporas de otros HMA. Koske (1984) reportó este hecho como una tendencia de algunas especies para su germinación. En el presente trabajo se observó que muestras que no son lo suficientemente secas y se refrigeran tienden a producir con mayor frecuencia esporas dentro de esporas de HMA. Éste es el caso de las esporas encontradas en las muestras del Sur del Trapecio Amazónico.
Dentro de los caracteres importantes para la determinación taxonómica de especies de HMA están la conexión hifal y tipo de agrupación para Glomus; las paredes y ornamentaciones para Acaulospora; la presencia de las dos cicatrices para Entrophospora; la presencia de escudo germinal y una pared compleja para Scutellospora y la composición simple de pared para Gigaspora( Peña et al., 2006). En este estudio se observó predominancia de las especies del género Glomus y Acaulospora, siendo mayor la incidencia de especies pertenecientes al género Glomus.
En el aislamiento de morfotipos correspondientes al muestreo del Sur del Trapecio Amazónico se evidenció la predominancia de especies del género Glomus. Éste es el más abundante y el que presenta mayores interrogantes en su filogenia y taxonomía, lo cual indica el enorme campo de investigación que aún existe alrededor de éste género. Se encontraron 4 morfotipos correspondientes a este género. También se encontró el género Acaulospora, posiblemente la especie foveata, que fue reportada por Peña et al., (2006) (Tabla 7). Ésta ha sido reportada en suelos húmedos tropicales en México, Costa Rica y Panamá (Janos & Trappe, 1982), asociada a cultivos de cacao, banano y caña de azúcar. Tiene una amplia distribución en la región amazónica colombiana. Se ha reportado asociado a ají en los departamentos de Guaviare, Putumayo, Baúles y Vichada. En el departamento del Guaviare, municipio de San José del Guaviare, Agua Bonita, se
ha encontrado asociado a pastos en potrero; en el departamento de Caquetá, municipios de