Un viaje al microbioma de la raíz y el sustrato del cannabis

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Hay comunidades microbianas que aumentan la aptitud del cannabis, suprimen enfermedades o aumentan la producción. El tipo de suelo determina la composición del sistema radicular y también el tipo de habitantes bacterianos de las raíces. La clase de sustrato, su estructura, nivel freático y porosidad determinan la estructura de su microbioma. Las raíces también tienen su propio microbioma. Los estudios sobre estos curiosos grupos de bacterias están empezando. Pero ya están dando frutos.   

El suelo es casi todo en el cultivo de cannabis. Es verdad que la luz es necesaria para la fotosíntesis y el agua para canalizar la nutrición entre las raíces. Pero si el suelo es pobre, está contaminado o lavado, de poco servirán la luz y el agua.

Para entender el suelo es necesario comprender cómo se forma un sustrato saludable. Y para ello hay que entender qué es el microbioma del sustrato.

El microbioma, para sintetizar, es el conjunto de bacterias que actúan sinérgicamente para proteger y mejorar la vida microbiológica del suelo y la raíz. Entre sus funciones principales, el microbioma, ayuda a fijar el nitrógeno, produce estimulantes para el crecimiento o mejora la retención de agua ante situaciones de estrés hídrico, por ejemplo.

También tiene un rol importantísimo en el sistema de defensas de la planta, particularmente amortiguando las enfermedades que pueden sobrevenir al sistema radicular del cannabis. El microbioma es muy importante para la inmunidad vegetal. La ciencia recién la está descubriendo.

¿Qué son las endorizas y LA rizósfera?

El desarrollo del reino vegetal está indisolublemente ligado a un conjunto de microbios que viven gracias a las raíces del reino vegetal y tejen una alianza simbiótica con el sustrato. Viven y se alimentan, pero también nutren al complejo sistema biológico raíces / suelo.

Esta comunidad microbiana es parte de las raíces y cumple funciones muy similares a la microbiota humana, que son unos 39 billones de microbios que los humanos alojamos en nuestro intestino y pesan dos quilos en un individuo adulto. En el reino vegetal la microbiota depende, se alimenta, nutre y es nutrida por las secreciones de la raíz. Esos metabolitos hacen que vivan parásitos, hongos y por supuesto bacterias. También permiten la vida de organismos más complejos como larvas o insectos. Toda esta actividad biológica microscópica, ese grupo vital alrededor de las raíces, es lo que se conoce como rizosfera. Es la zona donde el suelo interactúa con las raíces.

La endoriza es la microbiota que habita las raíces. El sistema radicular tiene su propia comunidad microbiana de bacterias y también de hongos, a eso los biólogos le llaman endoriza.

También existe la filosfera que agrupa la vida de bacterias, hongos y otros organismos microscópicos en los tejidos de la planta que forman tallos, frutos y hojas. Los organismos celulares que la componen difieren de una planta a otra ya que sus comunidades son formadas por las proteínas de cada espécimen.

Hay dos investigaciones1 que sugieren que los endófitos (organismos microbianos que componen la endoriza) y las epífitas (plantas áreas, hongos y cualquier otro huésped vegetal sobre vegetal) juegan un papel, todavía no claro, en el sabor final del fruto. Así se ha demostrado en estudios hechos para vinos. Pero no nos centraremos aquí en ellos. Prometemos retomar.

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Raíces y bacterias de la marihuana

Volviendo al cannabis. Existe creciente evidencia que la colonización de la rizosfera y los tejidos de la planta es definida por el tipo de sustrato y las bacterias que el sistema radicular de cada espécimen auspicia. Esta interacción comunitaria entre sustrato y variedad de planta potencia los resultados del fruto en la planta de marihuana. Y por supuesto la salud de la planta evitando enfermedades mediante el aumento de metabolitos beneficisos para el cannabis, señalan los nueve investigadores de las universidades de Illinois y los gobiernos de Estados Unidos y del País Vasco. El estudio “Understanding Cultivar-Specificity and Soil Determinants of the Cannabis Microbiome”. En castellano: “Entendiendo las especificidades y determinantes del suelo en el cultivar cannábico”, publicado en 2014 es una buena guía para empezar a entender el microbioma cannábico y su importancia en el cultivo.

Entre sus principales conclusiones se halla que los factores edáficos hacen posible un tipo de microbiota bacteriana en el suelo y no otro. Es decir, el tipo de suelo privilegia algunas bacterias y no otras. El pasaje de estos grupos de bacterias desde las raíces a los tejidos se produce, en alguna escala, debido al genotipo del sustrato y no al de la variedad de marihuana afirman los científicos. Aunque cada variedad de marihuana parece tener una serie de bacterias asociadas que secretan las raíces.

Los estudios sobre este conjunto de bacterias está en pañales. Pero cada vez queda más claro que su entendimiento es cada vez más y más importante para una mejor nutrición de las plantas de cannabis.

Esta investigación es una interesante ventana para comprender la interacción de las bacterias (“buenas” y “malas”) presentes en el sustrato del cultivo de marihuana.

Uno de los principales hallazgos de este estudio es que la composición microbiana del suelo descansa en una interacción, todavía no del todo clara, entre el tipo de suelo y la variedad de la planta Cannabis Sativa. La rizosfera de la microbiota es altamente dinámica ya que el conjunto de bacterias y hongos cambia como forma de responder a las estaciones, al calor, a las sales del riego, al pH, la concentración de CO2 y al nivel de oxígeno.

Las bacterias de la rizosfera

Los grupos de bacterias presentes en ese mundo del subsuelo del complejo sistema de raíces se la conoce como rizosfera. Las bacterias y los hongos no solo colonizan las raíces, esas bacterias también están presentes en muchos de los tejidos de las plantas de cannabis. Y quizás por esto es que muchas de las enfermedades que a veces padece la planta vienen de un sustrato contaminado.

Las bacterias beneficiosas colonizadoras de los tejidos de la raíz ayudan al crecimiento de la planta y mejoran su sistema inmune para estar fuerte, preparada y prevenir enfermedades disponiendo de fitohormonas y enzimas que regulan el correcto crecimiento vegetal.

La colonia de bacterias en el tejido de la planta, llamada endoriza, tiene funciones específicas: interviene en la tolerancia de los agentes tóxicos que pretenden permear la planta desde el ambiente.

Los investigadores de la biología del suelo entienden que el tipo de sustrato marca y determina la composición de la rizosfera y también el tipo de habitantes bacterianos de las raíces.

Los factores edáficos, es decir el tipo de sustrato, su estructura, el nivel freático y su porosidad, determinan la estructura del microbioma en el sustrato. Esto ocurre debido a que estos factores delimitan la estructura y los cambios de la comunidad bacteriana que permiten tener un suelo rico en minerales para ese mundo de la raíz que es la rizosfera.

Los hallazgos del estudio

Los investigadores hicieron dos análisis con cinco variedades distintas de marihuana. En uno de los ensayos buscaron conocer las variaciones de las comunidades microbianas según la variedad de marihuana estudiando las variaciones edáficas que provocaban en la composición del suelo. Se usaron dos variedades distintas una White Widow y una Maui Wowie en dos tipos distintos de suelo.

En los testeos se encontró que el sustrato es, sin ningún lugar a dudas, el factor más importante en todas las muestras para determinar qué tipo de microbios están presentes.

Los resultados grosso modo, estos testeos son más para que los científicos sigan trabajando que para el público en general, son que “debido a la mayor composición y concentración de THC en las plantas de uno de los tipos de suelo, las variables de THC se correlacionaron significativamente con las variables edáficas del suelo. Cualquier asociación entre la microbiota y THC es muy difícil de disociar de las variables fisicoquímicas del suelo”.

En síntesis, cuando hay una microbiota saludable es decir un buen suelo, hay buena producción del cannabinoide estrella. Algo que cualquier cultivador puede comprobar día a día. Pero el estudio es mucho más profundo de lo que podemos escribir aquí y de esa simple conclusión.

En el trabajo hay cuestiones que merecen detenimiento. Como que el Nitrógeno (N) tiene mayor efecto en todas las comunidades microbianas de la rizosfera. En segundo lugar, la importancia para activar o privilegiar la comunidad de bacterias beneficiosas se encuentra en la salinidad, tercero en el Carbono (C), luego el contenido de agua y el pH, en ese orden. La variación de la presencia de los microbios benéficos está explicada sobre todo por la presencia de tres factores edáficos: Nitrógeno, Carbono y agua.

“El suelo es sin dudas el factor más importante para determinar qué tipo de microbios están presentes” en el sistema radicular escriben los investigadores.

Todos los tipos de muestra de suelo forman grupos significativamente diferenciados de grupos de bacterias. Uno de esos grupos diferenciados de bacterias está en rizosfera y endoriza. Cada una parece tener sus propios grupos bacteriales. Algo que se supone al momento ya que existe un “filtrado de microbios en muestras de rizosfera y endoriza”, sugieren los investigadores.

Cada especie de cannabis tiene “importantes efectos estructurantes en las muestras de rizosfera y endoriza”. Por ello es que la especificidad de cada variedad de cannabis puede “identificarse en su microbiota”.

El trabajo futuro con el microbioma del cannabis debería enfocarse en elucidar el rol de cada variedad (cultivar) en la rizosfera, dicen los investigadores. “Y también en qué aspectos del genotipo del huésped producen la estructura entre las variedades de cannabis. Aumentar el testeo en los cannabinoides y desacoplar esta variación de los factores edáficos mejorará nuestro entendimiento de la importancia en la producción de cannabinoides en la estructuración de las comunidades de endorizas”, esperan los científicos.

“Comprender esta variación natural ayudará a dirigir futuros estudios destinados a utilizar comunidades microbianas para aumentar la aptitud de la planta, suprimir enfermedades o aumentar la producción deseada de metabolitos”, es decir de las sustancias que produce el metabolismo, señala el trabajo. Que así sea.

Referencias:

1) Bokulich NA, Thorngate JH, Richardson PM, Mills DA (2013) Microbial biogeography of wine grapes is conditioned by cultivar, vintage, and climate. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3890796/

Verginer M, Leitner E, Berg G (2010) Production of volatile metabolites by grape-associated microorganisms. J Agricult Food Chem 58(14). Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20575540

2) Winston, M. E., Hampton-Marcell, J., Zarraonaindia, I., Owens, S. M., Moreau, C. S., Gilbert, J. A., … Gibbons, S. M. (2014). Understanding cultivar-specificity and soil determinants of the cannabis microbiome. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4059704/#pone.0099641-Verginer1

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