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Los microorganismos están presentes en todo el sistema acuapónico y desempeñan un papel clave en el sistema. En consecuencia, se encuentran en los peces, la filtración (mecánica y biológica) y las partes del cultivo. Comúnmente, la caracterización de la microbiota (es decir, microorganismos de un entorno particular) se lleva a cabo en agua circulante, perifitón, plantas (rizosfera, filosfera y superficie frutal), biofiltro, piensos para peces, tripa de pescado y heces de pescado. Hasta ahora, en acuapónica, la mayor parte de la investigación microbiana se ha centrado en las bacterias nitrificantes (Schmautz et al. 2017). Por lo tanto, la tendencia actual es caracterizar microorganismos en todos los compartimentos del sistema utilizando tecnologías modernas de secuenciación. Schmautz et al. (2017) identificaron la composición microbiana en diferentes partes del sistema, mientras que Munguia-Fragozo et al. (2015) dan perspectivas sobre cómo caracterizar la microbiota acuapónica desde un punto de vista taxonómico y funcional utilizando tecnologías de vanguardia. En las siguientes subsecciones, se centrará únicamente en los microorganismos que interactúan con las plantas en sistemas acuapónicos organizados en microorganismos fitopatógenos y fitosanitarios.

14.2.1 Patógenos vegetales

Los patógenos vegetales que ocurren en sistemas acuapónicos son teóricamente los que se encuentran comúnmente en sistemas sin suelo. Una especificidad del cultivo de plantas acuapónicas e hidropónicas es la presencia continua de agua en el sistema. Este ambiente humedido/acuático se adapta a casi todos los hongos o bacterias patógenas de las plantas. Para los patógenos radiculares algunos están especialmente adaptados a estas condiciones, como los pseudo-hongos pertenecientes a los taxones de Oomycetes (por ejemplo, enfermedades de pudrición radicular causadas por Pythium spp. y Phytophthora spp.) que son capaces de producir una forma móvil de diseminación llamada zoosporas. Estas zoosporas son capaces de moverse activamente en agua líquida y por lo tanto son capaces de extenderse por todo el sistema extremadamente rápido. Una vez infectada una planta, la enfermedad puede propagarse rápidamente por el sistema, especialmente debido a la recirculación del agua (Jarvis 1992; Hong y Moorman 2005; Sutton et al. 2006; Postma et al. 2008; Vallance et al. 2010; Rakocy 2012; Rosberg 2014; Somerville et al. 2014). Aunque los oomicetos se encuentran entre los patógenos más prevalentes detectados durante las enfermedades radiculares, a menudo forman un complejo con otros patógenos. Algunas especies de Fusarium (con la existencia de especies bien adaptadas al medio acuático) o especies de los géneros Colletotrichum, Rhizoctonia y Thielaviopsis se pueden encontrar como parte de estos complejos y también pueden causar daños significativos por sí mismos (Paulitz y Bélgica 2001; Hong y Moorman 2005; Postma y otros 2008; Vallance y otros 2010). Pueden detectarse otros géneros fúngicos como Verticillium y Didymella, pero también bacterias como Ralstonia, Xanthomonas, Clavibacter, Erwinia y Pseudomonas, así como virus (por ejemplo, mosaico del tomate, mosaico del pepino, virus necrótico del melón, virus infeccioso de la lechuga y necrosis del tabaco) en hidroponía o agua de riego y causar daños en buques, tallos, hojas o frutos (Jarvis 1992; Hong y Moorman 2005). Sin embargo, tenga en cuenta que no todos los microorganismos detectados son dañinos o conducen a síntomas en el cultivo. Incluso especies del mismo género pueden ser dañinas o beneficiosas (por ejemplo, Fusarium, Phoma, Pseudomonas). Los agentes patógenos mencionados anteriormente son principalmente patógenos vinculados a la recirculación del agua, pero también pueden identificarse en invernaderos. Sección 14.2.2 muestra los resultados de la primera encuesta internacional sobre enfermedades vegetales que ocurren específicamente en acuapónica, mientras que Jarvis (1992) y Albajes et al. (2002) ofrecen una visión más amplia de los patógenos presentes en las estructuras de invernadero.

En hidropónica o en sistemas acuapónicos, las plantas crecen generalmente en condiciones de invernadero optimizadas para la producción de plantas, especialmente para la producción a gran escala donde todos los parámetros ambientales son gestionados por ordenador (Albajes et al. 2002; Vallance et al. 2010; Somerville et al. 2014; Parvatha Reddy 2016). Sin embargo, las condiciones óptimas para la producción vegetal también pueden ser aprovechadas por los patógenos vegetales. De hecho, estas estructuras generan condiciones cálidas, húmedas, sin viento y sin lluvias que pueden fomentar enfermedades vegetales si no se gestionan correctamente (ibíd.). Para contrarrestar esto, se deben establecer compromisos entre las condiciones óptimas de las plantas y la prevención de enfermedades (ibíd.). En el microclima del invernadero, una gestión inadecuada del déficit de presión de vapor puede conducir a la formación de una película o una gota de agua en la superficie de las plantas. Esto a menudo promueve el desarrollo de patógenos vegetales. Además, para maximizar el rendimiento de la hidropónica comercial, algunos otros parámetros (por ejemplo, alta densidad vegetal, alta fertilización, para prolongar el período de producción) pueden aumentar la susceptibilidad de las plantas a desarrollar enfermedades (ibíd.).

La pregunta ahora es saber por qué ruta se introduce el inóculo inicial (es decir, el primer paso de un ciclo epidemiológico) en el sistema. Los diferentes pasos en el ciclo epidemiológico de enfermedades vegetales (EPC) están representados en la Fig. 14.1. En acuapónica, como en el cultivo hidropónico de invernadero, se puede considerar que la entrada de patógenos podría estar vinculada al suministro de agua, la introducción de plantas o semillas infectadas, el material de crecimiento (por ejemplo, la reutilización de los medios de comunicación), el intercambio de aire (transporte de polvo y partículas), los insectos (vectores de enfermedades y el transporte de partículas) ) y personal (herramientas y ropa) (Paulitz y Bélgica 2001; Albajes et al. 2002; Hong y Moorman 2005; Sutton et al. 2006; Parvatha Reddy 2016).

img src=» https://cdn.aquaponics.ai/thumbnails/2a6cd3eb-6917-49d2-97ba-36e508ee48b0.jpg "style="zoom: 50%;»/

Fig. 14.1 Pasos básicos (1 a 6) en el ciclo epidemiológico de enfermedades vegetales (EPC) según Lepoivre (2003). (1) Llegada del inóculo patógeno, (2) contacto con la planta huésped, (3) penetración de tejidos e infección por el patógeno, (4) desarrollo de síntomas, (5) tejidos vegetales que convertirse en infecciosa, (6) liberación y propagación de la forma infecciosa de dispersión

Una vez que el inóculo está en contacto con la planta (paso 2 en la EPC), son posibles varios casos de infección (paso 3 en la EPC) (Lepoivre 2003):

  • La relación patógeno-planta es incompatible (relación no huésped) y la enfermedad no se desarrolla.

  • Existe una relación huésped pero la planta no presenta síntomas (la planta es tolerante).

  • El patógeno y la planta son compatibles, pero la respuesta de defensa es lo suficientemente fuerte como para inhibir la progresión de la enfermedad (la planta es resistente: interacción entre el gen de resistencia del huésped y el gen de avirulencia del patógeno).

  • La planta es sensible (relación huésped sin gen para el reconocimiento de genes), y el patógeno infecta la planta, pero los síntomas no son muy graves (paso 4 de la EPC).

  • Y por último, la planta es sensible y los síntomas de la enfermedad son visibles y graves (paso 4 en la EPC).

Independientemente del grado de resistencia, algunas condiciones o factores ambientales pueden influir en la susceptibilidad de una planta a ser infectada, ya sea por un debilitamiento de la planta o por promover el crecimiento del patógeno vegetal (Colhoun 1973; Jarvis 1992; Cherif et al. 1997; Alhussaen 2006; Somerville et al. 2014). Los principales factores ambientales que influyen en el desarrollo de patógenos vegetales y enfermedades son la temperatura, la humedad relativa (HR) y la luz (ibíd.). En hidroponía, las concentraciones de temperatura y oxígeno dentro de la solución nutritiva pueden constituir factores adicionales (Cherif et al. 1997; Alhussaen 2006; Somerville et al. 2014). Cada patógeno tiene su propia preferencia por las condiciones ambientales que pueden variar durante su ciclo epidemiológico. Pero en general, la alta humedad y la temperatura son favorables para el logro de pasos clave en el ciclo epidémico del patógeno, como la producción de esporas o la germinación de esporas (Fig. 14.1, paso 5 en la EPC) (Colhoun 1973; Jarvis 1992; Cherif et al. 1997; Alhussaen 2006; Somerville et al. 2014). Colhoun (1973) resume los efectos de los diversos factores que promueven enfermedades vegetales en el suelo, mientras que la Tabla 14.1 muestra los factores más específicos o agregados que pueden fomentar el desarrollo de patógenos vegetales ligados a condiciones acuapónicas de invernadero.

En el ciclo epidemiológico, una vez alcanzada la etapa infecciosa (paso 5 en la EPC), los patógenos pueden propagarse de varias maneras (Fig. 14.1, paso 6 en la EPC) e infectar otras plantas. Como se explicó anteriormente, los patógenos radiculares pertenecientes a Oomycetes taxa pueden propagarse activamente en el agua recirculante mediante la liberación de zoosporas (Alhussaen 2006; Sutton et al. 2006). En el caso de otros hongos, bacterias y virus responsables de enfermedades radiculares o aéreas, la dispersión del agente causal puede producirse mediante la propagación de material infectado, heridas mecánicas, herramientas infectadas, vectores (por ejemplo, insectos) y partículas (por ejemplo, esporas y propágulos) eyección o transporte permitido por sequía, corrientes de aire o salpicaduras de agua (Albajes et al. 2002; Lepoivre 2003).

14.2.2 Encuesta sobre Enfermedades de las Plantas Acuapónicas

Durante enero de 2018, se realizó la primera encuesta internacional sobre enfermedades vegetales entre los practicantes de acuapónica miembros de la COST FA1305, la American Aquaponics Association y el EU Aquaponics Hub. Veintiocho respuestas fueron

Tabla 14.1 Adición de factores que fomentan el desarrollo de patógenos vegetales bajo la estructura acuapónica de invernadero en comparación con el cultivo clásico de invernadero

tabla tead tr class="encabezado» El factor de promoción/a th Beneficiarse a /th th Causas /th th Referencias /th /tr /thead tbody tr class="impar» Técnica de película TDNutrient (NFT), técnica de flujo profundo (DFT) /td td IPythium/I spp. , Ifusarium/I spp. /td td Fácil propagación por el agua recirculación; posibilidad de post contaminación después de un paso de desinfección; contenido deficiente en oxígeno en la solución nutritiva /td td Koohakan y otros (2004) y Vallance y otros (2010) /td /tr tr class="incluso» Medios TDINOrganic (por ejemplo, lana de roca) /td td Mayor contenido en bacterias (no hay información sobre su posible patogenicidad) /td td Compuestos orgánicos no disponibles en los medios /td td Khalil y Alsanius (2001), Koohakan y otros (2004), Vallance y otros (2010) /td /tr tr class="impar» Medios TDOrganic (por ejemplo, fibra de coco y turba) /td td Mayor contenido en hongos; mayor contenido en Fusarium spp. para coco fibra /td td Compuestos orgánicos disponibles en los medios /td td Koohakan y otros (2004), Khalil y otros (2009) y Vallance y otros (2010) /td /tr tr class="incluso» TDMedia con alto contenido de agua y bajo contenido en oxígeno (por ejemplo, lana de roca) /td td IPythium/I spp. /td td Movilidad de zoosporas; estrés vegetal /td td Van Der Gaag y Wever (2005), Vallance y otros (2010), y Khalil y Alsanio (2011) /td /tr tr class="impar» TDMedia que permite poco movimiento de agua (por ejemplo, lana de roca) /td td IPythium/I spp. /td td Mejor condición para la dispersión de zoosporas y el movimiento de quimiotaxis; sin pérdida de flagelos zoosporos /td td Sutton y otros (2006) /td /tr tr class="incluso» TDAlta temperatura y baja concentración de DO en el solución nutriente/td td IPythium/I spp. /td td Estresado de la planta y condición óptima para el crecimiento de ipythium/i /td td Cherif y otros (1997), Sutton y otros (2006), Vallance y otros (2010) y Rosberg (2014) /td /tr tr class="impar» TDalta densidad de planta huésped y microclima/td resultante td Crecimiento de patógenos; enfermedades diseminadas /td td Cálido y húmedo medio ambiente /td td Albajes y otros (2002) y Somerville y otros (2014) /td /tr tr class="incluso» DDeficiencias, exceso o desequilibrio de macro/ micronutrientes/td td Hongos, virus y bacterias /td td Modificaciones fisiológicas de las plantas (por ejemplo, acción sobre la respuesta de defensa, transpiración, integridad de las paredes celulares); modificaciones morfológicas de las plantas (por ejemplo, mayor susceptibilidad a patógenos, atracción de plagas); recursos nutritivos en los tejidos hospedadores para patógenos; acción directa en el ciclo de desarrollo de patógenos /td td Colhoun (1973), Snoeijers y Alejandro (2000), Mitchell y otros (2003), Dordas (2008), Veresoglou y otros (2013), Somerville et al. (2014), y Geary et al. (2015) /td /tr /tbody /tabla

recibió la descripción de 32 sistemas acuapónicos de todo el mundo (UE, 21; América del Norte, 5; América del Sur, 1; África, 4; Asia, 1). El primer hallazgo fue la baja tasa de respuesta. Entre las posibles explicaciones de la renuencia a responder al cuestionario figuraba que los practicantes no se sentían capaces de comunicarse sobre patógenos vegetales debido a la falta de conocimiento sobre este tema. Esto ya se había observado en las encuestas de Love et al. (2015) y Villarroel et al. (2016). La información clave obtenida de la encuesta es:

  • El 84,4% de los practicantes observan enfermedades en su sistema.

  • El 78,1% no puede identificar el agente causal de una enfermedad.

  • El 34,4% no aplica medidas de control de enfermedades.

  • 34,4% utiliza tratamiento físico o químico del agua.

  • El 6,2% utiliza plaguicidas o biopesticidas en sistemas acuapónicos acoplados contra patógenos vegetales.

Estos resultados apoyan los argumentos anteriores que dicen que las plantas acuapónicas sí contraen enfermedades. Sin embargo, los practicantes sufren de falta de conocimiento sobre los patógenos vegetales y las medidas de control de enfermedades realmente utilizadas se basan esencialmente en acciones no curativas (90,5% de los casos).

En la encuesta se proporcionó una lista de patógenos vegetales presentes en su sistema acuapónico. El cuadro 14.2 muestra los resultados de esta identificación. Para remediar la falta de experiencia de los profesionales sobre el diagnóstico de enfermedades vegetales, una segunda versión de la encuesta fue

Tabla 14.2 Resultados de las primeras identificaciones de fitopatógenos en acuapónica a partir del análisis de la encuesta internacional 2018 y de la literatura existente

tabla tead tr class="encabezado» ThPlant host/th th Patógenos vegetales /th th Referencias o resultados de encuestas /th /tr /thead tbody tr class="impar» TdAllium schoenoprasu/td td Pythium sp.sup (b) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="incluso» TDBeta vulgaris (acelgas suizas) /td td Erysiphe betaesup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="impar» TDCucumis sativus/td td Podosphaera xanthiisup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="incluso» TDFragaria spp. /td td Botrytis cinereasup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="impar» TDLActuca sativa/td td Botrytis cinereasup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="incluso» td/td td Bremia lactucaesup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="impar» td/td td Fusarium sp.sup (b) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="incluso» td/td td Pythium dissotocumsup (b) /sup /td td Rakocy (2012) /td /tr tr class="impar» td/td td Pythio miriotylumsup (b) /sup /td td Rakocy (2012) /td /tr tr class="incluso» td/td td Esclerotinia sp.sup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="impar» TDMentha spp. /td td Pythium sp.sup (b) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="incluso» TDNasturtium officinale/td td Aspergillus sp.sup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="impar» tdocimum basilicum/td td Alternaria sp.sup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="incluso» td/td td Botrytis cinereasup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="impar» td/td td Pythium sp.sup (b) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="incluso» td/td td Esclerotinia sp.sup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="impar» tdPisum sativum/td td Erisiphe pisisup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr tr class="incluso» TdSolaNum lycopersicum/td td Pseudomononas solanacearumsup (a) /sup /td td McMurty y otros (1990) /td /tr tr class="impar» td/td td Fitofthora infestanssup (a) /sup /td td Encuesta /td /tr /tbody /tabla

Los patógenos vegetales identificados por síntomas en la parte aérea se anotan con (a) y en la parte raíz por (b) en exponente enviado con el objetivo de identificar síntomas sin vinculación del nombre de la enfermedad (cuadro 14.3). La tabla 14.2 identifica principalmente enfermedades con síntomas específicos, es decir, síntomas que pueden estar directamente relacionados con un patógeno vegetal. Es el caso de Botrytis cinerea y su típico moho gris, moho polvoriento (Erysiphe y Podosphaera genera en la tabla) y su micelio/conidios en polvo blanco, y por último Sclerotinia spp. y su producción de esclerocios. La presencia de 3 patólogos vegetales en los encuestados amplía la lista, con la identificación de algunos patógenos radiculares (por ejemplo, Pythium spp.). Los síntomas generales que no son lo suficientemente específicos como para estar directamente relacionados con un patógeno sin más verificación (véase el diagnóstico en Sect. 14.3) se encuentran en consecuencia en la Tabla 14.3. Pero es importante destacar que la mayoría de los síntomas observados en esta tabla también podrían ser consecuencia de tensiones abióticas. La clorosis foliar es uno de los ejemplos más explícitos porque puede estar relacionada con un gran número de patógenos (por ejemplo, para las lechugas: Pythium spp., Bremia lactucae, Sclerotinia spp., virus amarillos occidentales de remolacha), con condiciones ambientales (por ejemplo, exceso de temperatura) y con deficiencias minerales (nitrógeno, magnesio, potasio, calcio, azufre, hierro, cobre, boro, zinc, molibdeno) (Lepoivre 2003; Resh 2013).

Tabla 14.3 Revisión de los síntomas ocurridos en acuapónica a partir del análisis de la encuesta internacional 2018

tabla tead tr class="encabezado» Los síntomas/th th Especies de plantas /th /tr /thead tbody tr class="impar» Clorosis tdfoliar/td td Allium schoenoprasum sup1/sup, Amaranthus viridis sup1/sup, Coriandrum sativum sup1/sup, iCucumis sativus/i sup1/sup, iOcimum basilicum/i sup6/sup, iLactuca sativa/i sup4/sup, Mentha spp. sup2/sup, IPetroselinum crispum/i sup1/sup, Spinacia oleracea sup2/sup, Isolanum lycopersicum/i sup1/sup, Fragaria spp. sup1/sup /td /tr tr class="incluso» Necrosis TDfoliar/td td Mentha spp. sup2/sup, iocimum basilicum/i sup1/sup, /td /tr tr class="impar» Necrosis TDSTEM/td td IsolaNum lycopersicum/i sup1/sup, /td /tr tr class="incluso» TDNecrossis del collar/td td iOcimum basilicum/i sup1/sup /td /tr tr class="impar» Mosaico tdfoliar/TD td iCucumis sativus/i sup1/sup, Mentha spp. sup1/sup, iocimum basilicum/i sup1/sup, /td /tr tr class="incluso» marchitamiento tdFoliar td Brassica oleracea Grupo Acephala sup1/sup, iLactuca sativa/i sup1/sup, Mentha spp. sup1/sup, iCucumis sativus/i sup1/sup, iOcimum basilicum/i sup1/sup, IsolaNum lycopersicum/i sup1/sup /td /tr tr class="impar» TDFoliar, tallo y collar/td td Allium schoenoprasum sup1/sup, iCapsIcum annuum/i sup1/sup, iCucumis sativus/i sup1/sup, iLactuca sativa/i sup2/sup, Mentha spp. sup2/sup, iOCImum basilicum/i sup4/sup, IsolaNum lycopersicum/i sup1/sup /td /tr tr class="incluso» Puntos TDFoliar/td td iCapsicum anuum/i sup1/sup, iCucumis sativus/i sup1/sup, iLactuca sativa/i sup2/sup, Mentha spp. sup1/sup, iOcimum basilicum/i sup5/sup /td /tr tr class="impar» TDDamping desactivado/td td Spinacia oleracea sup1/sup, iocimum basilicum/i sup1/sup, IsolaNum lycopersicum/i sup1/sup, plántulas en general sup5/sup /td /tr tr class="incluso» TDarrugas/TD td iBeta vulgaris/i (acelgas suizas) sup1/sup, iCapsIcum annuum/i sup1/sup, iLactuca sativa/i sup1/sup, iOcimum basilicum/i sup1/sup /td /tr tr class="impar» TDBrowning o descomposición raíz/td td Allium schoenoprasum sup1/sup, Amaranthus viridis sup1/sup, IBeta vulgaris/i (acelgas suizas) sup1/sup, Coriandrum sativum sup1/sup, iLactuca sativa/i sup1/sup, Mentha spp. sup2/sup, iOcimum basilicum/i sup2/sup, iPetroselinum crispum/i sup2/sup, IsolaNum lycopersicum/i sup1/sup, Spinacia oleracea sup1/sup /td /tr /tbody /tabla

Los números en exponente representan la ocurrencia del síntoma para una planta específica en un total de 32 sistemas acuapónicos revisados

14.2.3 Microorganismos Benéficos en la Acuapónica: Las Posibilidades

Como se explica en la introducción, varias publicaciones se centraron en las bacterias involucradas en el ciclo del nitrógeno, mientras que otras ya enfatizan la presencia potencial de microorganismos beneficiosos que interactúan con fitopatógenos y/o plantas (Rakocy 2012; Gravel et al. 2015; Sirakov et al. 2016). En esta sección se revisa el potencial de los microorganismos beneficiosos de las plantas implicados en la acuapónica y sus modos de acción.

Sirakov et al. (2016) analizaron bacterias antagónicas contra Pythium ultimum aisladas de un sistema aquapónico. Entre los 964 aislamientos probados, 86 mostraron un fuerte efecto inhibidor sobre Pythium ultimum in vitro. Se deben realizar más investigaciones para identificar taxonómicamente estas bacterias y evaluar su potencial in vivo. Los autores asumen que muchos de estos aislamientos pertenecen al género Pseudomonas. Schmautz et al. (2017) llegaron a la misma conclusión al identificar Pseudomonas spp. en la rizosfera de la lechuga. Las especies antagónicas del género Pseudomonas fueron capaces de controlar patógenos vegetales en ambientes naturales (por ejemplo, en suelos supresores), mientras que esta acción también se ve afectada por las condiciones ambientales. Pueden proteger a las plantas contra los patógenos de forma activa o pasiva al obtener una respuesta de defensa vegetal, desempeñar un papel en la promoción del crecimiento de las plantas, competir con los patógenos por el espacio y los nutrientes (por ejemplo, la competencia del hierro mediante la liberación de sideróforos quelantes del hierro), y/o finalmente mediante la producción de antibióticos o metabolitos antifúngicos como los biosurfactantes (Arras y Arru 1997; Ganeshan y Kumar 2005; Haas y Défago 2005; Beneduzi et al. 2012; Narayanasamy 2013). Aunque Gravel et al. (2015) no identificaron microorganismos, reportan que los efluentes de peces tienen la capacidad de estimular el crecimiento de las plantas, disminuir el crecimiento micelial de Pythium ultimum y Pythium oxysporum in vitro y reducir la colonización de raíz de tomate por estos hongos.

La información sobre la posible capacidad natural fitosanitaria de la microbiota acuapónica es escasa, pero el potencial de esta acción protectora puede contemplarse con respecto a diferentes elementos ya conocidos en hidroponía o en acuicultura recirculada. En 1995 se realizó un primer estudio sobre la acción supresora o la supresión promovida por microorganismos en cultivos sin suelo (McPherson et al. 1995). La supresión en hidroponía, definida aquí por Postma et al. (2008)), ha sido «referida a los casos en que (i) el patógeno no se establece o persiste; o (ii) establece pero causa poco o ningún daño». La acción supresora de un medio puede estar relacionada con el ambiente abiótico (por ejemplo, pH y materia orgánica). Sin embargo, en la mayoría de las situaciones, se considera que está relacionada directa o indirectamente con la actividad de los microorganismos o sus metabolitos (James y Becker 2007). En el cultivo sin suelo, Postma et al. (2008) y Vallance et al. (2010) revisan la capacidad supresora mostrada por la solución de agua o los medios sin suelo. En estas revisiones, los microorganismos responsables de esta acción supresora no están claramente identificados. Por el contrario, patógenos vegetales como Phytophthora cryptogea, Pythium spp., Pythium aphanidermatum y Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici controlada o suprimida por la microbiota natural se describen exhaustivamente. En los diversos artículos revisados por Postma et al. (2008) y Vallance et al. (2010), la implicación microbiana en el efecto supresor se verifica generalmente a través de una destrucción de la microbiota del sustrato sin suelo mediante esterilización primero y eventualmente seguida de una re-inoculación. Si se compara con un sistema abierto sin recirculación, la actividad supresora en sistemas sin suelo podría explicarse por la recirculación del agua (McPherson et al. 1995; Tu et al. 1999, citado por Postma et al. 2008) que podría permitir un mejor desarrollo y propagación de microorganismos beneficiosos (Vallance et al. 2010) .

Desde 2010, la supresión de los sistemas hidropónicos ha sido generalmente aceptada y los temas de investigación han sido más impulsados por el aislamiento y caracterización de cepas antagónicas en cultivo sin suelo con especies de Pseudomonas como principales organismos estudiados. Si se demostró que los sistemas de cultivo sin suelo pueden ofrecer capacidad supresora, no hay demostración similar de tal actividad en los sistemas acuapónicos. Sin embargo, no hay ninguna indicación empírica de que no sea así. Este optimismo surge de los descubrimientos de Gravel et al. (2015) y Sirakov et al. (2016) descritos en el segundo párrafo de esta sección. Además, se ha demostrado en hidroponía (Haarhoff y Clearby 1991 citado por Calvo-bado et al. 2003; Van Os et al. 1999), pero también en el tratamiento del agua para el consumo humano (revisado por Verma et al. 2017) que la filtración lenta (descrita en Sect. 14.3.1) y, más precisamente, la filtración de arena lenta también pueden actuar contra los patógenos vegetales mediante una acción supresora microbiana, además de otros factores físicos. En hidroponía, se ha demostrado que la filtración lenta es eficaz contra los patógenos vegetales examinados en la Tabla 14.4. Se supone que la actividad supresora microbiana en los filtros se debe muy probablemente a especies de Bacillus y/o Pseudomonas (Brand 2001; Déniel et al. 2004; Renault et al. 2007; Renault et al. 2012). Los resultados de Déniel et al. (2004) sugieren que en hidroponía, el modo de acción de Pseudomonas y Bacillus depende de la competencia por nutrientes y antibióticos, respectivamente. Sin embargo, podrían estar presentes otros modos de acción para estos dos géneros, como ya se ha explicado para Pseudomonas spp. Las especies Bacillus pueden, dependiendo del medio ambiente, actuar indirectamente mediante la bioestimulación de las plantas o mediante la estimulación de las defensas vegetales, o directamente por antagonismo mediante la producción de sustancias antifúngicas y/o antibacterianas. Las enzimas degradantes de la pared celular, bacteriocinas y antibióticos, lipopéptidos (es decir, biosurfactantes), se identifican como moléculas clave para esta última acción (Pérez-García et al. 2011; Beneduzi et al. 2012; Narayanasamy 2013). Teniendo en cuenta todo, el funcionamiento de un filtro lento no es tan diferente del funcionamiento de algunos biofiltros utilizados en acuapónica. Además, algunas bacterias heterotróficas como Pseudomonas spp. ya estaban identificadas en biofiltros acuapónicos (Schmautz et al. 2017). Esto concuerda con los resultados de otros investigadores que detectaron frecuentemente Bacillus y/o Pseudomonas en biofiltros RAS (sistema acuícola recirculada) (Tal et al. 2003; Sugita et al. 2005; Schreier et al. 2010; Munguia-Fragozo et al. 2015; Rurangwa y Verdegem 2015). Sin embargo, hasta ahora no se ha realizado ningún estudio sobre la posible supresión de los biofiltros acuapónicos.

Cuadro 14.4 Examen de los patógenos vegetales eliminados eficazmente por filtración lenta en hidroponía

tabla tead tr class="encabezado» Thpatógenos vegetales/th th Referencias /th /tr /thead tbody tr class="impar» tdixanthomonas campestris/i pv. ipelargonii/I/td td Marca (2001) /td /tr tr class="incluso» Tdifusarium oxysporum/i/td td Wohanka (1995), Ehret y otros (1999) citados por Ehret y otros (2001), van Os et al. (2001), Déniel et al. (2004), y Furtner et al. (2007) /td /tr tr class="impar» Tdipythium/I spp. /td td Déniel y otros (2004) /td /tr tr class="incluso» Tdipythium aphanidermatum/i/td td Ehret et al. (1999), citada por Ehret et al. (2001), y Furtner et al. (2007) /td /tr tr class="impar» Tdiphytophthora cinnamomi/i/td td Van Os et al. (1999), 4 referencias citadas por Ehret et al. (2001) /td /tr tr class="incluso» tDiphytophthora cryptogea/i/td td Calvo-bado y otros (2003) /td /tr tr class="impar» TDiphytophthora cactorum/i/td td Evenhuis y otros (2014) /td /tr /tbody /tabla


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