Alelopatía
La alelopatía es el conjunto de interacciones bioquímicas realizadas por las plantas entre sí, o con microorganismos.
Definición
El origen de la palabra proviene del griego allelo (“el uno al otro”) y pathos (“sufrimiento”, “afecto”). Así, esta etimología implica que estas interacciones son negativas: competencia por recursos, mecanismos de defensa. El sentido actual de la alelopatía incluye también interacciones positivas, como los fenómenos de cooperación o la estimulación de microorganismos. Estas interacciones se realizan mediante compuestos llamados aleloquímicos, liberados por la planta en su entorno. La mayoría de las veces, estos compuestos son metabolitos secundarios y pertenecen a familias bioquímicas muy variadas[1].
Principios
Los compuestos químicos involucrados en la alelopatía pueden ser liberados por tres vías en la planta:
- las raíces (exudación)
- las partes aéreas (lixiviación o volatilización)
- la descomposición de los residuos de la planta muerta
La alelopatía es principalmente reconocida por su interés en el control de la infestación de parcelas (efecto inhibidor sobre el crecimiento de malezas). Se utiliza en las rotaciones de cultivos, ya sea en el intercultivo con cubiertas vegetales o en cultivo con mulch, e incluso a través de bioherbicidas. En una perspectiva de manejo agroecológico de los cultivos, la alelopatía es particularmente interesante porque permite limitar las intervenciones de deshierbe, y a veces también jugaría un papel en la lucha contra los plagas y los agentes fitopatógenos (práctica de la biofumigación).
Sustancias aleloquímicas
Por tipos
Las sustancias aleloquímicas conducen a interacciones entre individuos de diferentes especies, son sustancias interespecíficas. Se distinguen las alomonas, las kairomonas y las sinomonas[3].
- Alomonas : Se llama alomona a una sustancia producida por un ser vivo que interactúa con otro ser vivo de diferente especie, en beneficio de la especie emisora.
- Kairomonas : Es una sustancia producida por un ser vivo que interactúa con otro ser vivo de diferente especie, en beneficio de la especie receptora.
- Sinomonas : Se llama sinomona a una sustancia producida por un ser vivo que interactúa con otro ser vivo de diferente especie, en beneficio recíproco de la especie emisora y de la especie receptora.
Por familias químicas
Las moléculas aleloquímicas son principalmente:
- ácidos fenólicos, que pueden perturbar la absorción mineral por la planta
- quinonas, que pueden actuar sobre la expresión génica de los individuos objetivo
- terpenos, conocidos por inhibir el crecimiento de ciertas plantas mediante la inactivación de enzimas de crecimiento.
Ejemplos de plantas alelopáticas
El nogal (Juglans nigra): libera una sustancia llamada juglona, principalmente a partir de sus raíces, que inhibe el crecimiento de muchas otras plantas, en particular los cultivos de tomate, papa y algunas hortalizas.
El eucalipto (género Eucalyptus): sus hojas contienen aceites esenciales alelopáticos que, al descomponerse, pueden limitar la germinación de las plantas vecinas.
El arroz: algunas variedades de arroz producen sustancias aleloquímicas que pueden impedir el crecimiento de malezas en los arrozales.
El ajo (Allium sativum): libera compuestos aleloquímicos que pueden inhibir ciertas hierbas indeseadas y limitar las enfermedades en el suelo.
Aplicaciones en agricultura
Biofumigación y glucosinolatos
Los glucosinolatos son metabolitos secundarios glucídicos azufrados producidos principalmente por plantas del orden Capparales, al que pertenecen las crucíferas (Brassicacea)[4].
Las crucíferas conocidas por realizar biofumigación[5]
- Mostaza marrón (Brassica juncea): parece tener la acción alelopática más potente. Contiene altos niveles de glucosinolatos activos, produciendo isotiocianatos (ITC) volátiles de acción rápida a partir de las partes aéreas y raíces. Pruebas in vitro han mostrado la capacidad de los residuos de mostaza marrón para inhibir el crecimiento micelial de Aphanomyces euteiches, un hongo patógeno del guisante.
→ Consultar la ficha técnica Implantar cultivos intermedios con efecto alelopático para más detalles sobre la mostaza marrón y su uso en campo.
- Colza (Brassica napus): frecuentemente citado por sus propiedades "sanitizantes" debido a los glucosinolatos presentes en sus semillas y partes vegetativas. Sus residuos de cultivo pueden contribuir a la biofumigación liberando ITC de acción rápida y lenta, provenientes de las partes aéreas y raíces, respectivamente. Sin embargo, en madurez, las partes vegetativas del colza contienen muy bajas concentraciones de glucosinolatos activos.
- Mostaza blanca (Sinapis alba): contiene concentraciones totales de glucosinolatos más bajas que el colza y la mostaza marrón, lo que le confiere un potencial alelopático menos significativo. Produce ITC menos volátiles que el colza, sugiriendo una acción más lenta. Los residuos de mostaza blanca podrían ralentizar el crecimiento micelial de Aphanomyces euteiches.
- Mostaza negra (Brassica nigra): es una crucífera potencialmente prometedora para un efecto sobre el pie negro del trigo, debido a su composición en glucosinolatos.
La alelopatía de las malezas sobre las plantas cultivadas
- La avena silvestre (Avena fatua) reduce significativamente el crecimiento de hojas y raíces del trigo gracias a sus exudados radiculares.
- La avena peluda (Avena strigosa) ha demostrado un efecto depresor sobre el crecimiento de diversas malezas, incluyendo una reducción de biomasa y cobertura.
La alelopatía de las plantas cultivadas sobre las malezas
- El girasol (Helianthus annuus) tiene un alto potencial alelopático sobre muchas malezas, sobre la germinación y crecimiento de la mostaza blanca (Leather, 1983)[6].
- La artemisa anual (Artemisia annua) produce artemisinina, una molécula con propiedades fitotóxicas comprobadas, que inhibe el crecimiento de malezas, tanto en laboratorio como en campo[7].
La alelopatía de las plantas cultivadas sobre otras plantas cultivadas
Puede provenir de los efectos de los residuos de cultivo en superficie o enterrados en el suelo, de la rotación de cultivos, de las prácticas culturales, etc.
La alfalfa (Medicago saliva L.) es autótoxica y alelopática, la altura y peso fresco de la alfalfa son menores en un suelo proveniente de un campo de alfalfa que en un suelo proveniente de un campo de sorgo. Los compuestos alelopáticos del suelo bajo alfalfa están implicados en la inhibición del crecimiento.
Los extractos acuosos de residuos de arroz (Oryza sativa) en descomposición en el suelo inhiben el crecimiento de la radícula de la lechuga.
Efectos insecticidas
Devakumar y Parmar, (1993), descubrieron que más de 300 plantas son capaces de reducir un gran número de insectos. En Marruecos, Fahad et al., (2012) realizaron un estudio sobre el efecto insecticida de los exudados radiculares de Mandragora autumnalis Bertol (mandrágora), sobre Ceratitis capitata. La alta concentración de los extractos acuosos y etanólicos de las raíces de mandrágora (30g/20ml y 20g/ml), atribuye perturbaciones a nivel del sistema digestivo, manifestadas por una hinchazón del abdomen con bloqueo de las heces en el ano, lo que induce la muerte de Ceratitis capitata[8].
Efectos nematicidas
Las crucíferas (Brassicacea) son conocidas por tener un efecto nematicida durante su descomposición. Esta descomposición libera isotiocianatos biocidas que, bajo la acción de la enzima mirosinasa, afectan a los nematodos parásitos.
Límites
Aunque la alelopatía presenta un potencial prometedor para la gestión de cultivos, su aplicación a gran escala en agricultura enfrenta varias limitaciones.
- En condiciones reales, es extremadamente difícil separar los efectos alelopáticos de los efectos de la competencia por recursos[6]. Ambos fenómenos interactúan e influyen en el crecimiento de las plantas, dificultando aislar el impacto específico de la alelopatía.
- La diversidad de moléculas alelopáticas producidas, los niveles de concentración de estas moléculas según especies y cultivares, y la sensibilidad de los agentes patógenos a estas moléculas dificultan la predicción y generalización de los efectos alelopáticos[5].
- Los factores ambientales como el clima, tipo de suelo y prácticas culturales influyen fuertemente en la expresión de la alelopatía. Por ejemplo, la textura del suelo, el pH, la materia orgánica y los niveles de nitrógeno pueden afectar la retención y degradación de compuestos alelopáticos.
- La alelopatía no se limita a una interacción planta-planta, también implica a los microorganismos del suelo. Los compuestos alelopáticos pueden afectar no solo a los agentes patógenos objetivo, sino también a microorganismos beneficiosos, lo que puede tener consecuencias imprevistas en la salud del suelo[6]. Es esencial evaluar el impacto global de las prácticas alelopáticas en el ecosistema del suelo. Se requieren más investigaciones para identificar compuestos alelopáticos específicos, sus modos de acción, su persistencia en el suelo y su impacto en los diferentes organismos del suelo.
- ↑ C Aubertin, 2018, https://dicoagroecologie.fr/dictionnaire/allelopathie/
- ↑ Gfeller y Wirth, (2017)
- ↑ Académie de Montpellier [página consultada el 25/10/2024] https://tice.ac-montpellier.fr/ABCDORGA/Famille6/PHEROMONES.htm
- ↑ Potenciales de regulación biótica por alelopatía y biofumigación y dis-servicios producidos por los cultivos intermedios multiservicios de crucíferas, L Alletto et al., 2018, https://draaf.nouvelle-aquitaine.agriculture.gouv.fr/IMG/pdf/3rdf2018-actes-1_cle415433.pdf
- ↑ 5,0 5,1 Otra mirada sobre las sucesiones de cultivo: Comprender y usar la alelopatía para mejorar la gestión de cultivos en la rotación, R Reau et al., 2019, https://agroparistech.hal.science/hal-02314710/document
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Efectos alelopáticos de una cobertura de avena y sus impactos en la macrofauna del suelo, Marie-Emilie EVENO, 2000, https://agritrop.cirad.fr/476940/1/ID476940.pdf
- ↑ La alelopatía: un fenómeno controvertido, pero prometedor, J. WIRTH et al., Agroscope, 2012
- ↑ La alelopatía: uso en agricultura ecológica y su impacto en el medio ambiente, K El assri et al., 2021, https://www.researchgate.net/profile/Hassnae-Azoughar-2/publication/372079580_L'allelopathie_utilisation_en_agriculture_biologique_et_son_impact_sur_l'environnement/links/64a3ffa58de7ed28ba744ff4/Lallelopathie-utilisation-en-agriculture-biologique-et-son-impact-sur-lenvironnement.pdf
