En las últimas décadas la producción agrícola a nivel mundial, ha enfocado sus esfuerzos en producir más alimentos, mereciendo la importancia en considerar que estos sean con la calidad nutricional esperada, para su consumo y que contribuyan a un bienestar en la salud de los consumidores. Estos temas se convierten en grandes retos en la presente agricultura, por la carencia en la disponibilidad de nutrientes en el suelo propiciando a llevar cultivos con deficiencias en macro y micronutrientes durante su desarrollo. Para el caso del micronutriente “Zinc” poca atención se le presta y por hoy se le conoce como hambre oculta para las plantas y humanos. Como lo reporta Stanton en 2022 (1) en el mapa mundial de los suelos con bajo contenido de zinc y su relación a las deficiencias en la población (Figura 1).

Adaptación de Stanton y col., 2022. Traducción Rocío Velázquez Robledo.

Figura 1. Prevalencia mundial de la deficiencia de Zn en suelos agrícolas y en la población humana.

La relevancia que tiene el zinc y el hierro en fisología de las plantas son:

• Para la formación de clorofila y sustancias de crecimiento
• Ayudan a la planta a desarrollar su tallo y los nervios de las hojas
• Activan las enzimas que sintetizan proteínas
• Forman auxinas que regulan el desarrollo y alargamiento del tallo
• Ayudan a las plantas a resistir bajas temperaturas
• Intervienen en la síntesis de carbohidratos durante la fotosíntesis
• Participan en la transformación de los azúcares en almidón

En la Figura 2 se muestra la marcada deficiencia de zinc en un cultivo de nogal.

Figura 2. Cultivo de Nogal. Al centro deficiencia de zinc y a sus extremos en óptimas condiciones.

Es difícil eliminar la deficiencia de zinc en las plantas, por las prácticas agrícolas actuales, donde los suelos están cada día más degradados, aun con la diversificación de los cultivos.

Una estrategia que está ayudando a revertir esta deficiencia en los cultivos, es el mejoramiento genético y la intervención microbiana ^(2,3,4).

La búsqueda de microrganismos solubilizadores de fuentes poco accesibles para las plantas, promete ser una práctica más accesible y respetuosa al ambiente. El género Bacillus sp, ha sido documentado como bacterias con estas propiedades. Entre las especies más reportadas, están B. subtilis, B. megaterium, B. liqueniformis, entre otras ⁽⁵⁾. Otros géneros también están presentes con esta propiedad como: Pseudomonas, Acinetobacter, Azotobacter, Azospirillum, Gluconacetobacter, Burkholderia y Thiobacillus ⁽⁶⁾.

En esta ocasión nos enfocaremos en la especie B. subtilis. Esta bacteria gram positiva, habitante común del suelo, agua, algunas veces como endófita de plantas o colonizadora del sistema digestivo en humanos, que actúa de manera positiva en ambos casos.

Entre las propiedades que más resaltan de este género en las plantas, se ejemplifican en el Figura 3.

La cepa Q11 de B. subtilis, posee características que le permiten efectuar cada una de las respuestas en la planta. En esta ocasión nos centraremos en la parte de la secreción de ácidos orgánicos que le permiten crean una rizosfera con un entorno acidificado y que permite crear condiciones de asimilación de nutrientes como el zinc ⁽⁷⁾.

A través de pruebas cualitativas en nuestro laboratorio de i+d ^(8,9), se determinó que es capaz de solubilizar zinc hasta en un 272%, en 13 días (Figura 4).

Figura 4. Prueba de solubilización de Zinc como óxido de zinc. A la izquierda se muestra el medio Saravan donde se colocó inóculo de la cepa Q11 de B. subtilis, a los 13 días después de la inoculación (d.p.i), se obtuvo un 272 % de solubilización del zinc en promedio. Y del lado derecho como control, la bacteria en medio STCA a los 3 días d.p.i.

A nivel mundial los suelos presentan una alta degradación y salinización, sin considerar el impacto de la microbiología en el suelo. El buscar herramientas que nos permitan ser más eficientes en la fisiología de las plantas, y que conlleve a una calidad en los cultivos, es clave para tener una salud en el agroecosistema y salud humana.

Las bacterias gram (+) como B. subtilis, prometen ayudar en muchos sentidos al bienestar de las plantas. Por lo que la cepa Q11 de SinQuímica, promete beneficios para la nutrición de cultivos y mejorar la calidad de los alimentos. Esta cepa se encuentra como parte del I.A. de tres de nuestros productos de gran éxito: Bs, Biosoup y Tribiosoil.

Por lo que Quimia puede ayudar a los agricultores a que adopten prácticas agrícolas sostenibles, con temas emergentes y lograr producir alimentos nutritivos sin recurrir a la fortificación.

Escrito por:
Dra. Rocio Velázquez Robledo
Gerente de Investigación y Desarrollo de SinQuímica.

Referencias

1. Stanton C, Sanders D, Kramer U, Podar D. Zinc in plants: Integrating homeostasis and biofortification. Mol Plant. 2022 Jan 3;15(1):65-85 Link


2. Cakmak, I., McLaughlin, MJ y White, P.Zinc para una mejor producción agrícola y salud humana. Plant Soil 411, 1-4 (2017). Link


3. White Philip J., Broadley Martin R. Physiological Limits to Zinc Biofortification of Edible Crops. Frontiers in Plant Science. Volume 2 – 2011. 2011. Link


4. Sethi, G., Behera, KK, Sayyed, R. et al. Mejora de la salud del suelo y la productividad de los cultivos: el papel de las bacterias solubilizadoras de zinc en la agricultura sostenible. Plant Growth Regul 105, 601-617 (2025). Link


5. Ramesh Chandra Y, Sharma Sushil K., Varma Ajit, Singh Udai B., Kumar Adarsh, Bhupenchandra Ingudam, Rai Jai P., Sharma Pawan K., Singh Harsh V. Zinc-solubilizing Bacilius spp. in conjunction with chemical fertilizers enhance growth, yield, nutrient content, and zinc biofortification in wheat crop. Frontiers in Microbiology. Volume 14 – 2024. Link


6. Othman, NMI, Othman, R., Zuan, ATK, Shamsuddin, AS, Zaman, NBK, Sari, NA y Panhwar, QA (2022). Aislamiento, caracterización e identificación de bacterias solubilizadoras de zinc (ZSB) de arrozales de humedales en la península de Malasia. Agriculture, 12 (11), 1823. Link


7. Meena, R., Kumar, A., Meena, S. K., Singh, S. K., & Bairwa, M. (2024). Zinc-Solubilizing Bacteria: A Sustainable Approach for Enhancing Agricultural Productivity and Soil Health. New Era Agriculture Magazine, 3(5), 90-95


8. Nitu, R., Rajinder, K., & Sukhminderjit, K. (2020). Zinc solubilizaing bacteria to augment soil fertility – A comprehensive review. Int. J. Agric. Sci. Vet. Med, 8(1), 38-44.


9. Saravanan VS, Kalaiarasan P, Madhaiyan M, Thangaraju M. Solubilization of insoluble zinc compounds by Gluconacetobacter diazotrophicus and the detrimental action of zinc ion (Zn2+) and zinc chelates on root knot nematode Meloidogyne incognita. Lett Appl Microbiol. 2007 Mar;44(3):235-41. Link