Nutrient Regime Restructures Root Fungal Communities in Hydroponic and Aquaponic Systems
Este estudio demuestra que, si bien el origen de los nutrientes y la suplementación reestructuran significativamente las comunidades fúngicas asociadas a las raíces en el cultivo sin suelo, estos cambios en el microbioma no compensan las limitaciones del rendimiento causadas por las bajas cargas de nutrientes en los sistemas acuapónicos, lo que indica que la estrategia de entrega de nutrientes es el principal motor tanto de la estructura del microbioma radicular como del rendimiento de la planta.
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En la búsqueda de cultivar alimentos sin suelo, han surgido dos enfoques principales: la hidroponía, donde las plantas beben una solución mineral cuidadosamente mezclada, y la acuaponía, un sistema que recicla el agua de los tanques de peces para alimentar a las plantas. Los desechos de los peces proporcionan nutrientes naturales, creando un ciclo biológico vivo que muchos creen es más rico y beneficioso para las plantas que las mezclas minerales estériles utilizadas en la hidroponía. Una esperanza clave detrás de esta creencia es que la compleja red de vida microscópica en el agua acuapónica —bacterias y hongos que ayudan a descomponer los alimentos y liberar nutrientes— podría permitir que las plantas prosperen incluso cuando el agua contiene concentraciones más bajas de nutrientes disueltos. Si esto fuera cierto, significaría que los agricultores podrían confiar en el propio equipo de reciclaje de la naturaleza para hacer el trabajo pesado, reduciendo potencialmente la necesidad de fertilizantes artificiales mientras mantienen altos rendimientos de los cultivos.
Para probar si esta riqueza biológica realmente se traduce en un mejor rendimiento de las plantas, un equipo de investigadores instaló un gran experimento de invernadero en Francia. Cultivaron plantas de tomate en cuatro condiciones de agua diferentes para ver cómo responderían las raíces y el fruto. El primer grupo recibió agua pura sin nutrientes añadidos, sirviendo como base de comparación. El segundo grupo recibió la solución mineral estándar utilizada en la hidroponía de alta tecnología. El tercer grupo recibió agua directamente de una granja de peces, que contenía únicamente los desechos naturales de los peces. El cuarto grupo recibió esa misma agua de peces, pero con fósforo y potasio adicionales para ver si corregir brechas nutricionales específicas ayudaba. Los investigadores no solo observaron qué tan grandes crecían los tomates; también tomaron muestras de las raíces de las plantas para contar los diferentes tipos de hongos microscópicos que vivían allí, y exprimieron jugo de las hojas para medir exactamente qué nutrientes habían absorbido las plantas.
Los resultados pintaron un cuadro claro de cómo funcionan realmente estos sistemas. Las plantas cultivadas en la solución hidropónica mineral estándar produjeron la mayor cantidad de fruto por mucho, rindiendo alrededor de tres kilogramos por planta. Los sistemas de agua de peces produjeron significativamente menos, y añadir nutrientes extra al agua de los peces ayudó un poco, pero no logró cerrar la brecha para igualar a las plantas hidropónicas. Una diferencia importante entre los sistemas fue la conductividad eléctrica del agua, una medida de cuántos nutrientes disueltos estaban presentes. El agua hidropónica era aproximadamente cuatro o cinco veces más rica en iones disueltos que los sistemas de agua de peces. A pesar de esta enorme diferencia en la carga de nutrientes del agua, las plantas en los sistemas de peces lograron extraer suficientes nutrientes hacia sus hojas para alcanzar concentraciones que se veían muy similares a las de las plantas hidropónicas. Esto sugiere que las plantas fueron eficientes al capturar lo disponible, pero la cantidad total de alimento entregado a las raíces a lo largo del tiempo simplemente no fue suficiente para soportar el mismo nivel de producción de frutos.
El estudio también examinó de cerca los hongos microscópicos que vivían en las raíces, lo cual había sido un punto de gran curiosidad. Los investigadores descubrieron que el tipo de agua sí cambiaba la comunidad de hongos, pero no de la manera que muchos esperaban. Los sistemas de agua de peces no crearon automáticamente una comunidad fúngica más diversa o "mejor" que el agua mineral. De hecho, la mezcla específica de hongos cambiaba dependiendo de si el agua provenía de peces o de minerales, y de si se añadían nutrientes extra, pero estos cambios no parecieron ayudar a las plantas a superar los bajos niveles de nutrientes. Las comunidades fúngicas respondieron fuertemente al tipo de alimento proporcionado, pero este reajuste biológico no compensó la menor entrega de nutrientes.
En última instancia, el estudio sugiere que, si bien los sistemas acuapónicos crean un entorno biológico único con sus propios residentes fúngicos distintivos, esta complejidad biológica no puede compensar una escasez de nutrientes. Las plantas en los sistemas de peces eran lo suficientemente saludables como para absorber nutrientes, pero no podían producir el mismo volumen de fruto que en el agua mineral rica en nutrientes. Los hallazgos indican que, para que la agricultura sin suelo sea verdaderamente productiva, el enfoque debe permanecer en asegurar un suministro constante y suficiente de nutrientes a las raíces, independientemente de si ese suministro proviene de un tanque de peces o de un mezclador químico. Los microbios vivos en el agua son parte del sistema, pero no son un sustituto mágico para la necesidad fundamental de alimento.
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