Academia de Ciencias de la URSS

Instituto de Microbiología

N. A. KRASIL'NIKOV

                                              EL SUELO

LOS MICROORGANISMOS

Y

LAS PLANTAS SUPERIORES

Publicado por la Academia de Ciencias de la URSS

Moscú 1958

Editado para:

LA FUNDACIÓN DE LA CIENCIA NACIONAL, WASHINGTON, D.C., y LA SECCIÓN DE AGRICULTURA, EE.UU. por EL PROGRAMA DE ISRAEL PARA LAS TRADUCCIONES CIENTÍFICAS  en 1961

El título de Original ruso: El pochvy de Mikroorganizmy el i vysshie rasteniva

Traducido por: Dr. Y. Halperin

Impreso en Jerusalén por: S. MONSON

Prologo del 2007 :

Aquí deberiamos explicar que es esta traducción al castellano, quien la esta haciendo y con que fin.

Prologo de la edicion original :

Este libro se consagra al estudio del problema de la interacción entre los microorganismos del suelo y las plantas superiores. El material presentado incluye información básica sobre la estructura, el desarrollo, la variabilidad y clasificación de las bacterias, actinomicetes y los hongos a la luz de los descubrimientos científicos recientes. Tambien presenta información sobre la importancia de los microorganismos en la nutrición de las plantas, el papel de la actividad microbiana en la nutrición complementaria de las plantas, el efecto de microbios en la satisfacción de las demandas nutritivas de las especies superiores, su importancia en el desarrollo de dichas especies y su influencia en la fertilidad del suelo.

Además, se suministra información sobre la importancia de los antibióticos como un medio de terapia y prevención de enfermedades en la práctica agrícola.

 Este libro se diseñó para el uso de microbiologos, fisiólogos de los vegetales, especialistas del suelo, fitopatólogos, micólogos, agrobiólogos y agrónomos.

También puede servir como libro de texto para estudiantes en las facultades de Biológia general o biología agrícolas de universidades o institutos de  Silvicultura

INTRODUCCION

Nota de la  traducción : este libro fue editado en 1958.  Las repetidas referencias temporales deben considerarse referidas a esa  fecha de escritura de este libro.

La base científica de la ciencia del suelo como ciencia natural, fue establecido por los trabajos clásicos de Dokuchaev. Previamente, el suelo se había considerado como un producto de las transformaciones fisicoquímicas de las rocas. Un substrato muerto del que las plantas obtienen los elementos minerales para su nutrición. El suelo y sustrato se igualaban en los  hechos.

Dokuchaev considera al suelo como un elemento natural que tiene su propia génesis e historia de desarrollo. Como un cuerpo en el que tienen lugar complejos y multiples procesos. Asi el suelo se considera como diferente del lecho de roca o sustrato. Este último se vuelve suelo o tierra, bajo la influencia de una serie de factores creadores del suelo : el clima, la vegetación, la geografía, el sustrato y la edad. Según él, la tierra debe llamarse el "diario de hoy" u horizonte exterior de las rocas, mas alla del tipo que sean ellas. Y las rocas cambian naturalmente por el efecto conjunto del agua, aire y diversos tipos de organismos vivos y muertos.

El excelente especialista de la ciencia del suelo, P.A. Kostychev (1892), al desarrollar la teoría del mismo, concede una importancia especial a los factores biológicos. Él considera la tierra como un botánico y no como un geólogo. En el estudio del origen de los “suelos negros” o  chernozem, Kostychev atribuye un papel esencial a las plantas y a los microbios. Él escribe que en esa formación del “suelo negro” no solo está involucrada la geografía y fisiología de plantas más evolucionadas sino tambien de las inferiores que realizan la descomposición de la materia orgánica.

La acumulación del humus del suelo depende de la intensidad e integridad de la descomposición de los residuos de las plantas, de las raíces y de las partes que estan sobre el suelo.
En estos procesos Kostychev identifica a las criaturas microscópicas, a los hongos y a las bacterias, con el rol más importante de todos. Siendo un excelente microbiólogo llevó a cabo interesantes experimentos en la descomposición de la materia orgánica y la formación de humus. Dichos experimentos mostraron que, en distintos casos, la descomposición de los residuos de las plantas empezó de una manera diferente. A veces las bacterias habitan primero la materia en descomposición y otras veces los hongos surgen primero.

Las diversas partes de una misma materia en degradacion se descomponen diferentemente, en una parte un tipo de organismo se multiplica y cerca de alli puede aparecer un organismo completamente diferente. Se concluye, consecuentemente, que las distintas formas de descomposición cambian, según los cambios en las propiedades de la substancia en descomposición.

Kostychev (1889) por primera vez estableció que el humus está formado por hongos del suelo. Asimismo debe serle atribuido el descubrimiento de la regularidad de la relación entre carbón y nitrógeno (C:N) en el suelo y de su importancia en el desarrollo de plantas y microbios. Kostychev descubrio la esencia del enriquecimiento del humus por el nitrógeno. A lo largo del proceos de descomposicón de los residuos de una planta, que sabemos contiene no más del 1,5 al 2 % de N, se obtiene humus con el 4 a 5 % de nitrógeno. Esta transformación de la materia orgánica que surge de la observación de los datos de Kostychev, ocurre con la ayuda de microorganismos (Kostychev, 1951).

Con sus trabajos Kostychev creo los cimientos de la microbiólogia de suelos. Tambien delineo un vasto programa de investigación, cuyos problemas estan siendo resueltos actualmente por los microbiólogos sovieticos. Vernadskii (1927), expuso la teoria de los cuerpos naturales “bio-inertes”’. El postulo que el suelo en su totalidad , es un cuerpo “bio-inerte”.

 Todas las propiedades fisicoquímicas del suelo aparecerían considerablemente diferentes, si no tomaramos en cuenta la sustancia viva presente en él. En este sentido Vernadskii planteo la interdependencia entre las propiedades fundamentales del suelo y los organismos presentes en el.

Vil'yams (cientifico del suelo ruso (1863-1939) cuyo nombre se escribe asi al traducirse del ruso, aunque puede aparecer como Williams en publicaciones extranjeras), al desarrollar las enseñanzas de Dokuchaev and Kostychev, introdujo muchos nuevos elementos importantes de la ciencia del suelo.

El considero al suelo como un cuerpo natural y fundamento de la producción agricola. Y le atribuyo al mismo la nueva cualidad productiva llamada fertilidad : la habilidad de producir especies cosechables.

En su criterio, la noción de suelo y su fertilidad eran inseparables. Consideraba a la fertilidad como una propiedad esencial, un indicador de calidad del suelo, independientemente de la expresion cuantitativa de ella.  O sea que oponemos la idea de suelo fertil a la idea de piedra esteril, otra denominación de la roca grosera (Vil'yams, 1949).

Sin embargo, debemos señalar que la roca posee algun tipo de fertilidad. Existen investigaciones que demuestran que hasta la roca mas dura esta poblada de algunos organismos. Se desarrollan líquenes en sus superficies, y cubren grandes areas en las cumbres de las montañas. La capa superior de los macizos rocosos, llamada corteza de erosión, esta saturada de bacterias y algas, asimismo como hongos, actinomicetes, protozoarios y otros organismos. De acuerdo a nuestros datos, hay en la capa superior de las rocas basálticas, entre miles y millones de bacterias por grano de sustrato. Dato corroborado por otros investigadores (Novogrudskii, 1950; Glazovskaya, 1950; Parfenova, 1955; Krasil'nikov, 1949 and others).

Hay diversidad en la fertilidad de las rocas. Algunas estan densamente pobladas por líquenes y microorganismos, mientras que otras lo estan solo parcialmente. Se trata de rocas, o para ser mas preciso, partes de la misma roca, que no estan pobladas por líquenes aunque contienen solamente algunas formas microbiológicas :  bacterias, actinomicetes y hongos (Krasil'nikov, 1949b).

Incluso bajo condiciones articas, en las islas del oceano polar Artico (Franz Josef Land, Novaya Zemlya, Severnaya Zemlya y otras areas) las rocas y los suelos calcareos sueltos contienen un considerable numero  de microorganismos. Se cuentan de diez mil a cientos de millones por gramo. Mas aún, estos organismos viven activamente y desarrollan transformaciones químicas y bioquímicas (Krasil'nikov and Artarnonova, 1958).

Para estudiar las propiedades que determinan las capacidad de producción de cosechas de un suelo, y aumentar su fertilidad mediante nuestra influencia en el mismo; " lo primero que se necesita es conocer estas propiedades, enumerarlas, y elegir, del abanico de propiedades y cualidades de los suelos, justo aquellas que determinan la capacidad del suelo de producir los productos necesarios para la humanidad " (Vil'yams, 1949, p 138).

Por lo tanto, Vil'yams relaciona en forma inseparable, la teoria del suelo con la teoria de la fertilidad y su capacidad de producción.

La propiedad principal del suelo esta determinada por factores biológicos, fundamentalmente por los microorganismos. El desarrollo de la vida en el suelo, conduce a la fertilidad. "La noción del suelo esta inseparablemente ligada a la noción del desarrollo en él, de organismos vivos ". Los microorganismos crean el suelo. "Cuando muere la vida o esta se detiene, el antiguo suelo se convierte en un objeto de la geologia" (Vi'lyams, 1950, p 204). Kostychev and Vil'yams transfirieron a la ciencia del suelo de un capitulo de la geología, a un capitulo de la biología.

El conocimiento nuevo de la esencia biológica del proceso de genesis del suelo, que fue establecido por Kostychev and Vil'yams, le ha dado a la mayoria de los microbiólogos sovieticos un faro en la ruta para sus investigaciones.

La microbiología tambien ha contribuido considerablemente al desarrollo de esta nueva orientación  en la ciencia del suelo, y ha resuelto satisfactoriamente muchas de las preguntas sobre fertilidad del suelo. Durante las dos ultimas decadas, la microbiología ha demostrado que los procesos vitales que tienen lugar en el suelo, son mucho mas importantes y complejos de lo que se habia supuesto. Donde anteriormente se consideraba que habia cientos de miles, incluso millones de celulas microbianas por gramo de suelo, hoy, gracias a mejores metodos de investigación, dicha cifra ha crecido hasta cientos de millones o billones.

La masa total bacteriana que existe en la capa de suelo fértil de una hectarea asciende de 5 a 7 toneladas. Esta masa se compone de celulas individuales que estan vivas, se desarrollan y se multiplican.

Ademas de las bacterias, hay un gran numero de hongos, actinomicetes, algas, ultramicrobios, phages, protozoarios, insectos, gusanos y otras criaturas vivas, que viven en al suelo.

En un gramo de suelo hay cientos de miles, millones de hongos y actinomicetes; algas por miles o cientos de miles. Bastante seguido su numero asciende a cientos de miles por gramo de suelo. La masa total de todos estos organismos en la capa superficial del suelo llega a 2 o 3 toneladas por hectarea. Los analisis indican que hay en el suelo una gran masa de phages--actinophages y bacteriophages, que tienen  una intensa actividad.

No menos importante es la fauna del suelo. De acuerdo a diferentes autores, hay cientos de miles de amebas, ciliatas, y otros protozoarios por gramo (Brodskii, 1935, Nikolyuk, 1949; Dogel', 1951). En un metro cuadrado de superficie de suelo hay de 10 a 100 invertebrados grandes : gusanos de tierra, miriapodos, larvas de distintos escarabajos, etc. La poblacion de pequeños, no microscópicos.  artropodos (ticks, Collembola, y otros) se cuenta por diez a cientos de miles en un 1 m² de capa de suelo cultivado. Y en los suelos de la jungla este numero aumenta a millones de individuos.

Los nemátodos a veces se encuentran por millones en 1 m². De acuerdo a los recuentos de  Gilyarov (1949, 1953), la masa total de esta fauna llega a varias toneladas (3-4) por hectárea de suelo..

Como se ve por todos los datos citados, cada partícula de suelo esta saturada de criaturas vivas. La enorme mayoría de ellas esta en estado de actividad continua durante el periodo vegetativo completo. Los individuos aislados o criaturas unicelulares se multiplican vertiginosamente y llegan a cifras astronómicas. En todo este proceso de actividad vitál, la poblacion completa del suelo desarrolla un trabajo de importancia cósmica. Transforma enormes cantidades de componentes orgánicos y minerales, y sintetiza nuevas sustancias orgánicas e inorgánicas. Se encuentran también en el suelo, varios catalizadores biológicos : metabolitos de microbios y otras criaturas, incluyendo enzimas, vitaminas, auxiones (cualquier tipo de hormonas que regulan el crecimiento de las plantas), antibioticos, toxinas y muchos otros compuestos. Todas estas sustancias en su conjunto con los organismos vivos, le dan sus propiedades particulares al suelo, diferenciandolo de un cuerpo geologico o una roca mineral.

La biogénesis del suelo es el mas significativo indicador de su fertilidad. Tan pronto como la actividad de una población microbiana empieza en una roca, se manifiestan los primeros síntomas de fertilidad. El grado de fertilidad de un suelo esta determinado por la intensidad de los procesos vivos de su poblacion microbiana. Las manifestaciones cuantitativas de estos procesos biológicos son diversas y dependen del clima, la geografía, la topografía; tanto como de las estaciones del año y otros factores externos.

El conocimiento de la vida del suelo, la investigación de los procesos biológicos y bioquímicos que tienen lugar en el, esta conectada inseparablemente con el conocimiento de los organismos vivos que lo habitan. La investigación del mundo biológico en un suelo, en consecuencia, es uno de los problemas básicos que presenta la poblacion viva del suelo; y debe ser uno de los problemas mas importantes  de pedologia (palabra de origen ruso que se refiere al estudio de los suelos desde el punto de vista de la agricultura) y de la misma agricultura.

Este trabajo gira en torno al conocimiento actual de los microorganismos, principalmente las bacterias, actinomicetes y parcialmente de los hongos, que habitan el suelo. Y de su vinculación con las especies botánicas superiores; de la  importancia de los distintos grupos y especies microbianas en la vida de las plantas superiores. Y tambien del efecto de las sustancias metabólicas en el crecimiento y producción de los cultivos agrícolas.

Debemos consignar que en los ultimos años se le esta prestando mayor atención a los factores biológicos cuando se aborda el tema de la fertilidad de los suelos. Tanto los agricultores como los cientificos del suelo estan demostrando un interes creciente en la población microbiana. Esto no es ninguna sorpresa, si tenemos en cuenta que, es imposible resolver los problemas de la pedologia sin tener en cuenta la microflora del suelo. Ni que hablar de los problemas de la agricultura y del crecimiento de los cultivos.

Como se ve a la luz de los datos citados, la importancia de los microorganismos en la vida de las plantas es muy grande. Sin embargo todavia esta poco investigado. ¨Contrario sensu¨, es menor la importancia de las plantas en el desarrollo y la vida activa de los microbios del suelo.

La interacción de los microorganismos del suelo y las plantas superiores, es muy compleja y multifacética. El efecto de los primeros sobre las segundas puede ser positivo o negativo. La composición de la microflora cambia dramaticamente según el porcentaje de cobertura de un suelo por las plantas, bajo las mismas condiciones climáticas externas . Las plantas son un factor ecologico muy poderoso en la selección de ciertas especies de bacterias, hongos , actinomicetes y otros habitantes del suelo. Como resultado de prácticas agricolas equivocadas en la rotación de cultivos, el suelo se infesta de formas microbianas contraproducentes. Sin embargo, como resultado del uso de especies adecuadas en la rotación de cosechas, uno puede cambiar la microflora del suelo en una dirección deseada y eliminar los organismos dañinos. En otras palabras, se puede restaurar la salud del suelo.

La influencia de los organismos del suelo en el crecimiento y desarrollo de las plantas superiores es muy diversa. Y no se limita, de ninguna manera, a la mineralización de las sustancias naturales. En la actualidad , no debemos considerar a los microorganismos solamente como un eslabón en  la circulación de las sustancias, ni como agentes de distribución de recursos minerales para la nutrición de las plantas. Los microorganismos del suelo desarrollan una influencia directa y muy esencial en las plantas, que puede ser negativa o positiva según las especies y las condiciones ecológicas. Por ejemplo, el rol positivo de las bacterias en la simbiosis raiz-nodulo y otros casos, es bien conocida aunque poco investigada.

Se esta prestando una gran atención a los organismos libres fijadores de nitrogeno--Azotobacter, Clostridium y otros. Tambien se estan usando fertilizantes que combinan bacterias y hongos (azotogeno, nitrogeno, silice, phosphorobacterin y otros).

Un capitulo importante de la ciencia esta dedicado a la biologia de las bacterias y hongos fitopatógenos. Pero ha sido poco investigado y dilucidado el rol de la microflora viva, particularmente aquella que habita la zona de las raices. Comparativamente la investigación de la microflora rizoesférica (la del area circundante a las raices de las plantas) se ha iniciado hace poco. Los datos obtenidos demuestran que su efecto sobre las plantas es muy considerable.

Existe un gran numero de especies dentro de la microflora risoesférica, que afectan el crecimiento de las plantas via productos de su metabolismo. Algunas especies microbianas son activas productoras de distintas sustancias bióticas como vitaminas , auxiones, aminoacidos y otras sustancias esenciales para el crecimiento de las plantas. Otras especies son antagónicas a las bacterias, hongos o protozoarios fitopatogénicos. Los microorganismos de estas especies favoceren las propiedades de inmunidad de los tejidos, protegiendo a las plantas de las infecciones.

Hay muchos organismos, dentro de la microflora del suelo, que producen sustancias tóxicas  y perjudican a las plantas, inhibiendo su crecimiento y desarrollo. Se debe concluir, que deben existir otras sustancias microbianas, todavia  a descubrir, que se supone que ejercerian un efecto potencialmente positivo o negativo en las plantas.

Distintos representantes de especies de la microflora, útiles o dañinas, viven en la rizoesfera. La cantidad promedio de ellas, varia según los distintos tipos de suelos y bajo las diversas condiciones ecológicas. Por lo tanto, no es el mismo su efecto total sobre la actividad de las bacterias en la zona de las raices. Puede ser positivo o negativo dependiendo de cuales sean las especies microbianas predominantes. En este trabajo se suministrara las ultimas informaciones de importancia disponibles.

Es evidente que en estas investigaciones de la actividad de la microflora del suelo, se necesita un conocimiento exacto de las especies presentes, del mismo modo que se necesitan conceptos precisos sobre el estado deI suelo, de sus condiciones ecológicas, de su desarrollo y de su acumulación. Actualmente, las investigaciones de la biologia de suelos en general, y las preguntas sobre la interacción de los microorganismos con las plantas superiores en particular, no pueden ser resueltas con un recuento simple de los microbios y de su composición. Es necesario establecer el grado de diseminación de las diferentes especies, investigar su biología, determinar su interacción con las plantas y con las otras especies de la microflora del suelo.

Esto último sera en el futuro, un problema importante en microbiologia de suelos.

El antagonismo microbiano representa un factor ecológico importante en el desarrollo y la formación de las asociaciones microbianas en general y de la diseminación de las especies individuales en particular.

Debemos puntualizar que es muy dificil determinar las especies particulares de las bacterias . La estructura similar y la falta de marcas externas para identificarlas, no les permite a los investigadores reconocer inmediatamente y con precisión, las formas y las especies que se presentan en el analisis de los suelos y otros sustratos naturales.

No seremos capaces de reconocer el tipo de microflora de la zona radicular hasta que no aprendamos a identificar y diferenciar a las especies bacterianas. Sin este conocimiento es imposible determinar el tipo de transformaciones bioquímicas presentes en el suelo.

Y por lo tanto el lugar donde este suelo sera fértil, se vuelve no determinable.

Parte III

FACTORES BIOLÓGICOS DE LA FERTILIDAD DEL SUELO

La diversidad y abundancia de la población viva del suelo fue discutida en el capítulo anterior. La masa viviente de microbios: bacterias, hongos, actinomicetes y algas, por sí misma constituye más de 10 toneladas de la capa arable de 1 Ha de un suelo fértil bien cultivado. Además, en el suelo habitan un gran número de protozoos, insectos, gusanos y otras criaturas representativas del mundo vivo.

Toda esta población realiza un inmenso trabajo, procesando considerables cantidades de diferentes substancias minerales y orgánicas, descomponiendo los residuos de plantas y animales, participando en la transformación de sus productos de descomposición.

Los microbios sintetizan y excretan diferentes productos metabólicos, que al de entrar en el suelo, le confieren fertilidad.

Gracias a la población microbiana, la formación geológica muerta, sin agregar, cobra vida y se convierte en un cuerpo productivo. Así se crean las condiciones para la nutrición y crecimiento de las plantas superiores. Los microorganismos constituyen el vínculo indispensable y el más importante en la nutrición de las plantas.

Los microorganismos del suelo, no solamente crean las condiciones necesarias para el crecimiento de las plantas superiores, también tienen un efecto directo sobre ellas a través de sus productos metabólicos. Este capítulo trata del efecto de los micro organismos como agentes de mineralización de los compuestos orgánicos de los residuos de plantas y animales y como un factor biológico necesario para la normal nutrición y crecimiento de las plantas.

Nutrición de las Plantas

Los fertilizantes se han usado desde tiempos antiguos en agricultura, para aumentar los rendimientos. El hombre ha usado los fertilizantes mucho antes que la ciencia planteara y resolviera los principales problemas de la ciencia del suelo, agricultura, agroquímica y fisiología vegetal. Las reglas de la fertilización se elaboraron empíricamente, pero como ha puntualizado Pryanishnikov, muchas de esas reglas alcanzaron gran precisión.

Los romanos, por ejemplo, sabían de las valiosas propiedades fertilizantes de los excrementos animales y de algunas substancias minerales como ceniza, yeso, calcio y marga. Más aún, sabían que el valor fertilizante de los excrementos de distintos animales es diferente, siendo el  de aves, el más estimado.

Los romanos también conocían acerca de los fertilizantes verdes. Así, ellos enterraban con el arado abono verde en las pendientes del Vesubio para aumentar la fertilidad del suelo.

La teoría de nutrición vegetal aún no había sido elaborada. Se hacían vagas suposiciones sobre una “gordura” de la tierra (terrae adeps). Esta “gordura” era responsable dela fertilidad del suelo. Para aumentarla era necesario el excremento animal.

Estas suposiciones contenían el núcleo de la teoría del humus, que subsecuentemente se hizo general. Esta teoría asume que los compuestos orgánicos son de la máxima importancia en la nutrición vegetal.

Ecos de estas ideas se pueden oír en el lenguaje de diferentes naciones. Permítasenos recordar que la palabra “TUK” (fertilizante) alguna vez tuvo dos significados, uno de ellos “gordura” (Pryanishnikov, D. N., Nutrición Vegetal, Trabajos Reunidos, Vol. 1, 1952, p 58).

La teoría de nutrición vegetal del humus establecía que las plantas se alimentan de substancias orgánicas presentes en los excrementos de animales y en general en el humus. Esta teoría, difundida en el siglo 18 era preferida por los criadores y agrotécnicos de la época, ya que estaba bien confirmada por la práctica agrícola.

Las explicaciones del efecto favorable de las substancias orgánicas sobre el crecimiento y fertilidad de las plantas diferían. La concepción más difundida asumía que la planta tomaba el carbono de las substancias orgánicas, incorporándolo a su cuerpo. (Davy, 1813).

Otros autores pensaban que los excrementos contenían ciertas substancias especiales. Así, por ejemplo, Prof. Vallerius en 1766 asumía que sólo las substancias orgánicas o substancias de la “gordura” del humus o del suelo jugaban algún papel en la nutrición vegetal, mientras que otros compuestos del suelo actuaban como meros solventes de la “gordura”.

Algunos científicos de los siglos 16 al 18 y en particular Olivier de Serres, (1600), suponían que la causa de la acción del fertilizante está en su calor.

Bernard Palissy en su trabajo (1563) adelanta la idea que el contenido de sal del fertilizante desempeña un papel en el crecimiento de las plantas.

Los primeros intentos experimentales para dilucidar el problema de la nutrición vegetal  estuvieron a cargo de Van-Helmont. En su trabajo (1629) presentó los resultados de cinco años de experimentos sobre cultivo de ramas de hiedra en suelo que recibió sólo agua de lluvia. En cinco años la rama creció y logró un peso final que era 33 veces mayor que el peso inicial. El suelo donde creció no perdió peso. Como no se conocía entonces la composición del aire, Helmont concluyó que la planta utilizó sólo agua y que eso fue suficiente para que la planta construyera su cuerpo.

El investigador francés Duhamel llegó a la misma conclusión. Cultivó plantas con agua del Sena. El no tenía agua destilada a su disposición para experimentos de control. Los resultados positivos obtenidos por él no son confiables dado que el agua del Sena contiene varias substancias orgánicas e inorgánicas.

Woodword mostró que el punto de vista de Van.Helmont estaba equivocado. En sus experimentos demostró que la menta crece mejor en agua de río que en agua de lluvia y crece mejor aún si se agrega suelo al agua. Presenta la siguiente información: la ganancia de peso de la planta en grains* durante 77 días fue como sigue: en agua de lluvia, 17, en el agua de cloacas de Hyde Park, 139, la misma, con adición de suelo, 284 [*grains es una unidad de peso]

Woodword concluyó que no sólo el agua, sino algo más que está presente en el suelo es necesario para el crecimiento de las plantas.

La práctica agrícola de esos tiempos no poseía base científica alguna para la dilucidar el vínculo observado entre el crecimiento de las plantas, su rendimiento y el suelo. Cuando Lomonosov y luego Lavoisier descubrieron la ley de la conservación de la materia, recién quedó establecido un sólido fundamento científico del conocimiento.

Lavoisier descubrió la composición del aire y la esencia del proceso de oxidación, combustión y respiración. No mucho antes de su muerte (1794) escribió, acerca de la nutrición y crecimiento de las plantas, que las plantas obtienen los materiales necesarios para su organización del aire circundante y generalmente del reino mineral (de acuerdo con Pryanishnikov, 1952).

Los nuevos métodos de investigación química elaborados por Lavoisier fueron aplicados por Priestley, Senebe y Sossur, al estudio del metabolismo de las plantas. Estos científicos demostraron que las plantas obtiene el carbono del aire y que además de carbono, las plantas requieren de sales.

Mientras reconocía la importancia del carbono atmosférico, Sossur también pensaba que el humus del suelo es de gran importancia. El humus contiene una cierta substancia indispensable para las plantas. La experiencia diaria de los agricultores apuntaba a un vínculo muy fuerte entre la fertilidad del suelo y la presencia de substancias orgánicas en él.

El científico inglés Davy (1813) llamó la atención sobre varias substancias extractables azucaradas, pegajosas, aceitosas, pastosas y sobre el dióxido de carbono del suelo. Estos elementos, según él, contienen todos los elementos necesarios para la vida de las plantas.

La teoría del humus se hizo muy popular después de los conocidos trabajos de Teer (1752-1828), fundador de la primera escuela agrícola y el propagador de la rotación de cosecha en lugar del sistema de los tres campos. Escribió que la fertilidad del suelo depende enteramente del humus. Dado que además del agua, el humus es la única substancia del suelo que puede servir como nutriente para las plantas (de acuerdo con Pryanishnikov, 1952).

Estas ideas sentaron las bases para una teoría de agotamiento y regeneración de la fertilidad del suelo. Se suponía que mientras las plantas absorbieran más substancias húmicas, mejor crecerían y mejor sería la cosecha. Diferentes plantas absorben diferentes substancias orgánicas. Por ejemplo, el trigo requiere más humus que el centeno.

Teer y sus adherentes consideraban que el humus es un producto importante de las plantas y una substancia de la máxima importancia para la vida de las plantas. El humus se forma a expensas de las plantas. Algunas plantas excretan más humus del que absorben. En otras palabras, algunas plantas enriquecen el suelo en humus y otras agotan sus reservas. A la primera categoría pertenecen el trébol y las leguminosas.

Los que proponían la teoría del humus no tomaban en cuenta a las substancias minerales. Estas, según ellos, mejoran la descomposición del humus y lo transforman en asimilable para las plantas.

La teoría del humus era muy popular inclusive en los treinta del siglo pasado en diferentes países como Alemania, Inglaterra, Francia y Rusia.

De los investigadores rusos de la última parte del siglo 18 y principios del 19, quienes llamaron la atención sobre la importancia de los fertilizantes orgánicos, deben ser mencionados  A. Bolotov, I. Komov y A. Poshman. Los trabajos de estos científicos mostraron que los fertilizantes tienen una inmensa influencia sobre las cosechas. Komov Supuso que las substancias orgánicas son necesarias para las plantas en la misma medida que lo son para los animales y recomendó usarlas en la práctica. De acuerdo con él, los fertilizantes orgánicos no pueden ser reemplazados por sales.

El papel de los compuestos nitrogenados en la nutrición vegetal empezó a entenderse mejor al principio del siglo 19.

Liebig asumió que las plantas obtienen nitrógeno a expensas del amoníaco atmosférico y que su presencia en la atmósfera es suficiente para ellas. Sin embargo los experimentos lo refutaron. Se encontró en cambio, que esta substancia es harto insuficiente para las plantas.

Los bien conocidos estudios de Bussengo revelaron las fuentes de nutrición por nitrógeno de las plantas. En 1837-38, desarrolló su teoría sobre fertilizantes nitrogenados y recomendó el uso de fertilizantes ricos en nitrógeno. Vinculó la extenuación del suelo con el agotamiento de las fuentes de nitrógeno. En este proceso le adjudicó diferente importancia a diferentes plantas. Algunas plantas absorben más nitrógeno del suelo, otras menos. Adjudicó a ciertas plantas un activo papel en el mejoramiento de la fertilidad, por ejemplo, el trébol “Uno debe pensar”, dijo, “que los cultivos que mejoran el suelo no se limitan a enriquecerse ellos mismos con C, H y O2 solamente, sino que también enriquecen el suelo con nitrógeno” (de acuerdo con Pryanishnikov, 1945).

Hellriegel (1889), descubrió la razón de la peculiar acción de las leguminosas sobre el suelo. Con sus experimentos encontró que las leguminosas asimilan nitrógeno del aire. Voronin (1886) estudió los nódulos de las raíces de las leguminosas y encontró microorganismos dentro de los mismos, que en sus palabras son “los causantes de la formación de nódulos”. Más tarde, Hellriegel, mediante profunda experimentación mostró que estos organismos simbióticos son la causa de la fijación de nitrógeno por las leguminosas.

Así, las conclusiones de los viejos investigadores, por ejemplo Teer, han sido confirmadas por los experimentos posteriores de Bussengo, Hellriegel y otros, quienes encontraron que las plantas no sólo agotan el suelo, sino que también lo enriquecen con substancias nutrientes orgánicas.

La teoría del humus de la nutrición vegetal del siglo 18 y primera mitad del 19 era muy popular. Se consideraba esencial la fertilización con substancias orgánicas, no sólo para aumentar los rendimientos, también para, en general, aumentar la fertilidad del suelo.

La actitud hacia la teoría del humus en la nutrición vegetal y en general hacia los fertilizantes cambió abruptamente después que Liebig propuso su teoría sobre la nutrición mineral de las plantas. Criticó severamente la teoría del humus y la consideró básicamente equivocada. Consideró todos los estudios realizados antes que los suyos por fisiólogos y agrónomos, inconsistentes y sin valor para la solución del problema de la nutrición vegetal. Criticó la teoría del humus: “Tomándola”, en las palabras de Pryanishnikov,"en su extrema expresión y llevándola al absurdo"

Liebig rechazó totalmente inclusive la posibilidad de asimilación de substancias orgánicas por las plantas. En su opinión, sólo los compuestos inorgánicos pueden servir como fuente de nutrición de las plantas. Consideró a l humus como fuente de CO₂ que promueve el proceso de erosión de los silicatos y prepara el alimento mineral para las plantas

Liebig no reconoció el papel de las plantas en el enriquecimiento del suelo. Severamente negó y criticó la noción de “enriquecimiento del suelo en fuentes de nutrición”, Las plantas, según él, agotan el suelo, llevándose elementos de nutrición mineral con las cosechas. Pero el agotamiento del suelo se lleva a cabo por diferentes plantas a diferentes tasas y en diferentes direcciones. Algunas solamente toman principalmente calcio del suelo (por ejemplo, las arvejas), otras, potasio y silicio (granos de trigo). Por lo tanto, la rotación de cultivos, recomendada por investigadores anteriores, sólo hace más lento el agotamiento del suelo.

De acuerdo con esta teoría, Liebig recomendaba la introducción en el suelo de fertilizantes minerales. La cantidad de estos fertilizantes aplicados debería tener en cuenta la utilización por las plantas.

Debido a la autoridad de su autor, Liebig, la teoría mineral de nutrición vegetal fue aceptada por sus contemporáneos, prácticamente sin crítica alguna. La autoridad de la escuela química de Liebig suprimió todas las ideas previas y teorías de nutrición vegetal orgánica. Liebig, dice Ressel (1933) le dio el golpe de gracia a la teoría del humus. Solo los más atrevidos podrían mantener que las plantas toman el carbono, no del CO2, sino de otras fuentes. Aunque uno debe admitir que no tenemos pruebas que las plantas obtengan todo el CO2 necesario de esta forma.

La teoría de Liebig fue desarrollada y sujeta a cambios en correspondencia con la información fáctica recientemente adquirida. En nuestro país la teoría de Liebig fue profundamente revisada por el académico Pryanishnikov y sus seguidores. Pryanishnikov tomó su propio camino en agroquímica, él y sus estudiantes elaboraron una serie de valiosos postulados, sentando la base para medidas prácticas en la agricultura. Tiene le honor de haber resuelto el problema de obtener mejoras básicas en el balance de nitrógeno de la agricultura de la URSS. En oposición a la teoría de Liebig, adjudicó una mayor importancia al proceso biológico del suelo y especialmente a la acumulación de nitrógeno Pryanishnikov no negó la posibilidad de asimilación de substancias orgánicas por las plantas y él mismo lo demostró experimentalmente.

No obstante, la teoría de Liebig todavía se refleja en los estudios de muchos especialistas. En la teoría de nutrición vegetal uno observa una obvia subestimación del papel de las substancias orgánicas del suelo. Su importancia en la nutrición de las plantas es, a menudo, totalmente negada. Como regla, el significado de las substancias orgánicas del suelo se formula básicamente en dos postulados.

1. Las substancias húmicas son reservas de elementos nutrientes para las plantas que sólo quedan disponibles al ser mineralizadas.
2. El humus mejora las propiedades fisicoquímicas del suelo, aumenta su capacidad de absorción y por lo tanto, promueve la acumulación de substancias nutrientes. Refuerza la estructura del suelo y con eso mejora muchas otras propiedades. Los fertilizantes orgánicos, estiércol, compost, etc, preparan el suelo para recibir los fertilizantes minerales, aumentan su capacidad de amortiguación (tampón), etc.

Todo esto es bien cierto y está confirmado por antiguas prácticas y por muchos experimentos. Sin embargo, en nuestra opinión, es inadecuado reducir la importancia de estos fertilizantes sólo a los dos postulados aludidos.

La acción positiva del humus y fertilizantes orgánicos en el crecimiento de las plantas no puede ser explicada por el contenido de elementos minerales de nutrición presentes en ellos. Russel (1933), resumiendo la información experimental de 60 años de trabajo de Rothamstead Station, dijo que aunque las plantas pueden crecer satisfactoriamente y alcanzar el desarrollo completo con sólo substancias nutritivas inorgánicas, bajo condiciones naturales, la nutrición se realiza en la presencia de substancias orgánicas. La pregunta, si estas substancias juegan algún papel en este proceso ha sido muy discutida. Los datos experimentales no son concluyentes. En los experimentos de campo de Rothamstead, ninguna de las combinaciones de fertilizantes artificiales es tan efectiva como el estiércol para mantener las cosechas año a año.

Los extensos experimentos de los investigadores alemanes Gerlach, Hansen, Schultz, Wagner, Schneidewind, y otros, nos llevan a la conclusión que cualquiera sea la cantidad de fertilizante mineral, usando sólo fertilizantes minerales, no se puede alcanzar rendimientos tan altos como con la introducción simultánea de estiércol (Schneidewind, 1933).

Resumiendo los experimentos de muchos años en la estación Lauchstadt, Schneidewind nos da un ejemplo con la siguiente información de rendimientos de remolacha azucarera, en quintales por Ha con sólo fertilización mineral, raíces 487,6; contenido de azúcar 77,66; tops [parte aérea?] 291,7. Bajo fertilización mineral y orgánica (estiércol): raíces 533,6; contenido de azúcar, 88,11 y tops [parte aérea?], 366.6,

Similar información nos da Schneidewind  para cultivos de papas. Usando sólo fertilizantes artificiales no pudo obtener más que 240 quintales por Ha, mientras que con el agregado de fertilizantes minerales y estiércol, el rendimiento aumentó a 306-312 quintales por Ha. Este efecto del estiércol se repitió año tras año y fue independiente del monto de las precipitaciones, ya fuera un año seco, húmedo o promedio.

Russel (1933) y sus colaboradores han mostrado que las substancias orgánicas del suelo estimulan el crecimiento de las plantas y aumentan las cosechas. Concluye que no hay mezcla de fertilizantes artificiales que pueda ser tan efectivo como el estiércol, en mantener constantemente elevadas cosechas año tras año.

El académico V. I. Palladin (1924), escribió respecto del problema la nutrición vegetal, que las plantas verdes se pueden alimentar de compuestos orgánicos ya listos. Esa nutrición puede ir en paralelo con la asimilación de carbono de la atmósfera. De acuerdo con las observaciones del autor, hojas verdes aisladas cultivadas con nutrientes artificiales conteniendo azúcar siempre acumularon más substancias orgánicas en sus tejidos y tuvieron mayor turgencia que las cultivadas con nutrientes minerales. El incremento de carbohidratos con la nutrición con azúcar alcanza a 5 g por m² de superficie foliar.

Lebedyantsev (1936) en una anotación a su traducción del libro de Liebig (Química Aplicada a la Agricultura y la Fisiología) menciona el trabajo de Sossur sobre nutrición de plantas y escribió: “Sossur consideró que el CO₂ del aire es la principal fuente de nutrición de carbono, sin negar, no obstante, la posibilidad de utilizar carbono de compuestos orgánicos del suelo, ya que no contaba con hechos que permitieran negarlo. Hoy debemos destacar que no contamos con esos hechos y la cuestión de la asimilación de compuestos orgánicos del suelo permanece en gran medida abierta, aunque, sin duda, la principal fuente de carbono para las plantas verdes e, después de todo el CO₂” (página 306)

Como puede verse, de acuerdo a lo que antecede, la cuestión de la nutrición vegetal, a pesar de los numerosos estudios realizados, permanece no resuelta en muchos aspectos.

Es difícil estar de acuerdo con el concepto según el cual, durante toda la historia de su evolución, las plantas, a pesar de haber estado en contacto con las substancias orgánicas del suelo, no hubieran adquirido la habilidad de asimilarlas de uno u otra manera.

No existe base para negar el bien conocido hecho y experimentos que indican que las plantas utilizan compuestos minerales para su nutrición. Numerosas observaciones hablan a favor de esta forma de nutrición vegetal y es la más importante bajo condiciones naturales. Pero ¿es esa nutrición suficiente para obtener altos rendimientos y semillas totalmente viables año tras año? Para nosotros, esta cuestión no está del todo resuelta.

No hace mucho se decía que las raíces de plantas no asimilaban el CO₂ del medio, pero ahora esto puede ser considerado una realidad. Las plantas no sólo absorben CO₂ de la atmósfera, sino también del suelo (Samokhvalov, 1952; Kursanov, 1953, 1954).

Se debe asumir que las plantas que experimentan falta de CO₂ en la atmósfera, gustosamente lo asimilan del suelo. Bajo distintas circunstancias desfavorables la actividad fotosintética de las plantas puede disminuir considerablemente. Así, por ejemplo, durante la sequía, las estomas se cierran y el flujo de CO₂ se detiene o se debilita. La respiración de las plantas, bajo estas condiciones, sin embargo no se detiene e inclusive puede incrementarse. Se produce la privación de alimento, en mayor o menor grado. La debilitación de la fotosíntesis puede ser causada por otros factores. En todos tales casos, es evidente que las plantas pueden cambiar a una alimentación heterótrofa, asimilando compuestos orgánicos del suelo para suplementar su nutrición.

Heterotrofismo de las Plantas

En muchos representantes del reino vegetal, desde las bajas formas, tales como las algas azul verdosas y algas verdes hasta las plantas superiores que dan flores, se ha observado la habilidad para asimilar compuestos orgánicos ya listos y usarlos como nutrientes.

Se sabe que muchas (si no todas) las algas pueden, bajo ciertas condiciones, crecer en medios sintéticos con fuentes minerales de nutrición, tanto como en medios orgánicos que contienen diferentes compuestos complejos nitrogenados y carbonáceos. Se ha demostrado por experimentos especiales, que estos organismos, especialmente los verdes unicelulares, que usualmente crecen en medios puramente minerales, crecen mucho mejor con la adición de substancias orgánicas a la solución. Ellos pueden asimilar substancias carbonáceas y nitrogenadas (Gollerbach y Polyanskii, 1951).

Las algas azul verdosas Cyanophyceae--Oscillaria, Nostoc Anabaena, Lyngbya, y otras, tampoco las algas verdes de los grupos Chroococcum, Spirogyra, etc, no pueden cultivarse indefinidamente en medios orgánicos artificiales sin debilitar notoriamente su viabilidad. En nuestro laboratorio hemos mantenido un cultivo puro del alga verde Chlorella por ya más de 25 años. No observamos ninguna disminución de sus funciones. Esta alga asimila nitrógeno de la peptona y amino ácidos y crece muy bien en agar y también en agar de carne-peptona (MPA) y en gelatina.

De acuerdo con las observaciones de muchos investigadores, las algas verdes Chroococcum y Spirogyra, las algas azul verdosas Phormidium, Nostoc, Anabaena, Gloeocapsa, y otras, fácilmente asimilan el azúcar, amino ácidos, alcoholes, ácidos orgánicos, urea, caseína y otras substancias orgánicas. Estudios con cultivos puros de algas realizados primero por Pringsheim (1913) y luego por muchos otros (Harder y Humfeld, 1917; Cataldi, 1941; Gerloff, 1950) han mostrado que estos organismos crecen en medios orgánicos en la oscuridad tanto como en la luz. Chlorella asimila oxalatos sodio y potasio y ácido tartárico, málico y algunos otros ácidos orgánicos en la oscuridad.

Allen (1952) estudió 26 cultivos de algas azul verdosas y algunas algas verdes pertenecientes a 11 géneros, Anabaena, Nostoc, Oscillatoria, Lyngbya. Phormidium. Gloeocapsa. Aphanocapsa, Plectonema Cladothrix, Chroococcum  y Synechococcus. Estos cultivos fueron criados en medios minerales con diferentes fuentes de nutrientes orgánicos, extracto de levadura, varios azúcares (glucosa, sacarosa, lactosa, maltosa, etc) manitol, glicerol, etanol, ácidos orgánicos, amino ácidos, caseína, urea, hidrolizado de caseína, etc. En presencia de estas substancias orgánicas, muchas algas crecieron mejor que en los medios con nutrición mineral solamente. La asimilación de las substancias orgánicas se produce en muchas especies con la misma intensidad tanto en la luz como en la oscuridad. Con el cultivo prolongado de las algas en medio orgánico, algunas algas pierden su pigmento y continúan viviendo como típicos saprofitos (Fogg y Wolff, 1955).

Los autores que han estudiado las algas concluyen que ellas pueden vivir como heterótrofas utilizando compuestos orgánicos, como substancias carbonáceas y nitrogenadas, de la misma manera que ordinarios saprofitos. Esto es comprensible, porque las dos clases de organismos viven en un entorno rico en substancias orgánicas, en suelos y en cuerpos de agua, donde los residuos de plantas y animales sirven de fuentes de nutrientes orgánicos después de su descomposición.

El musgo verde del género Splachnum y Getrapladon, se establece y crece sobre los excrementos de animales, utilizando substancias orgánicas para su nutrición.

Entre las plantas superiores con flores, hay un grupo conocido como “plantas del humus”. Se puede observar a distintos  representantes de dicho grupo en diversos estadios de degradación del aparato de la clorofila. Las plantas del humus son llamadas así porque crecen en substratos ricos en humus y en residuos en descomposición de plantas y animales.

El carácter de la nutrición y las condiciones de la existencia de estos organismos han dejado una cierta impronta en su estructura y apariencia. Algunos pierden su coloración verde, las hojas se reducen (pero sólo en la parte inferior del tallo) y pierden la capacidad de asimilar el dióxido de carbono de la atmósfera. A este grupo pertenecen las especies de los siguientes géneros: Monotropa Dum., Zymodorum, Neottia Sw., Corallorhiza Rale, Epipogon S. G. Gmel., Voyria Aubl, Fletia, Pogonia Less, Voyriella Miq., y otros (ver abajo).

En otros representantes de las plantas del humus, se han preservado las hojas verdes y ellas permanecen autótrofas, asimilando el dióxido de carbono de la atmósfera, pero , no obstante, ellas pueden utilizar substancias orgánicas listas. Estos representantes pertenecen a las especies: Dentaria L., Pyrola L., Goodyera R. Br., Cephalanthera Rich., Epipactis Adans,Platanthera Rich., y otras. Todas estas plantas, en mayor o menor grado viven y se alimentan como heterótrofos, asimilando compuestos orgánicos junto con fuentes minerales de nutrición.

Es bien conocido el grupo de plantas insectívoras. En nuestras latitudes tales plantas con flores se encuentran en Drosera rotundifolia L., y Utricularia vulgaris L. A este grupo pertenecen plantas de sur como Cephalotus follicularis Labill, muchas especies de of Nepenthe L., Dionaea muscipula Ellis, Drosophillum Link, Aldrovanda Monti, Sarracenia L., y otras.

En la literatura se describen cerca de 500 especies de estas plantas insectívoras. Estas plantas tienen un complejo aparato para cazar insectos y glándulas especiales para su digestión.

Los pequeños animales que caen en la trampa de estas plantas son descompuestos por enzimas a formas solubles que son entonces absorbidas por las plantas y utilizadas para su nutrición.

Es característico de estas plantas insectívoras claramente heterótrofas el no perder su capacidad de asimilar el CO₂ atmosférico. Muchas especies que obtienen substancias orgánicas nutrientes listas, del cuerpo vivo de otras especies de plantas, también pertenecen a las plantas heterótrofas. Estas son las plantas parásitas. Están divididas en parásitas obligadas y facultativas.

Entre las parásitas obligadas, las trepadoras del género .Cassytha L. (fam. Lauraceae L.) y Cuscuta L. (fam. Convolvulaceae L.) son las especies más conocidas.

La biología de Cuscuta L. es conocida en gran detalle (se han reconocido hasta 50 especies)  Son parásitas de los cereales, arbustos y árboles. Penetran los tejidos del huésped con sus haustorias y succionan nutrientes del huésped. Las hojas de estas plantas están débilmente desarrolladas y son difíciles de ver. Los tallos carecen de clorofila.

Orobanche L. son también plantas etioladas con hojas levemente desarrolladas (en forma de escamas) carentes de clorofila. Son parásitas delas raíces de girasol, lino, repollo y otros. Se conocen cerca de 180 plantas parásitas de este género. Los tallos de Orobanche se confunden tanto con las raíces de la planta huésped, que es imposible distinguir entre las células del huésped y el parásito.

Lathraea squamaria también pertenece al grupo de plantas parásitas. En contraste con las anteriores no trepa. Consiste en un tallo incoloro, acuoso. Las hojas de esta planta están levemente desarrolladas y tienen la forma de escamas incoloras. El sistema radicular está junto a la raíz del huésped, de la que la planta parásita chupa la savia del huésped con ayuda de haustorias. La planta al principio crece bajo la tierra, luego sus tallos jóvenes emergen a la superficie. Las partes aéreas son de un color violeta rojizo.

Las Balanophoraceae son plantas tropicales parásitas que viven en las raíces de varios árboles Se conocen cuarenta especies de estas parásitas (14 géneros) Estas plantas, como la Orobanche, crece en tal intimidad con  las raíces del huésped que no se puede discernir un borde visible entre ellas.

Plantas parásitas relacionadas a Balanophoraceae son las Rafflesiaceae Dum., que parasitan árboles de las regiones tropicales y subtropicales. Estas plantas penetran la corteza del árbol huésped, abrazan su tallo y raíces y succionan la savia de las raíces.

Las plantas parásitas de la familia Loranthaceae D. Dow incluyen más de 300 especies. Viven exclusivamente en los tallos y ramas de diferentes árboles. Un representante típico de este grupo es nuestro ordinario muérdago blanco Viscum album L., que vive en árboles de hojas caducas y en pinos. Esta planta penetra las ramas del huésped con sus raíces y haustorias. El tallo de Viscum album que tiene la forma de un arbusto ramificado dicotómicamente presenta hojas carnosas, de un color verde amarillento.

Las plantas de la familia del muérdago están caracterizadas por el hecho que sus representantes arbóreos no han perdido completamente su capacidad de fotosíntesis y preservan al apariencia normal de sus tallos. Son un grupo intermedio ubicado entre los parásitos obligados, carentes de clorofila, que se nutren de substancias orgánicas listas y los parásitos facultativos, que preservan su estructura normal en todas sus partes como su capacidad para asimilar el CO₂ del aire.

A los parásitos facultativos pertenecen unas 100 especies de la familia Santalaceae R. Br., y más de 500 especies de la familia Scrophulariaceae R. Br. En nuestra flora se encuentran especies del género Thesium L. (familia Santalaceae) y especies del género Euphrasia L., Alectorolophus Boehm., Melampyrum L., Pedicularis Boehm., Odontites Pers y otros (familia Scrophulariaceae).

Son todos pastos que crecen en praderas o bosques. Poseen hojas verdes y capacidad fotosintética bien definida. En el estadio inicial se desarrollan como autótrofos típicos sin la menor inclinación a volverse parásitos. Sin embargo, cuando sus raíces alcanzan un tamaño determinado (1-2cm) aparecen las haustorias, con ayuda de las que se adhieren a la raíz de otra planta parásita que encuentren durante su desarrollo. Desde ese momento en más, la planta semi parásita comienza a suplementar su alimentación a expensas de la planta huésped. Pueden, sin embargo, crecer sin el huésped en el caso de no encontrarlo. También pueden parasitarse entre sí.

Hay en la naturaleza muchas plantas epifitas que se desarrollan sobre plantas como substrato. Se asume que se nutren independientemente, a expensas de substancias minerales presentes en la corteza de las plantas. Sin embargo, la posibilidad de usar substancias orgánicas como tejidos muertos o sus productos de descomposición no está excluida. Este problema aún no se ha estudiado adecuadamente.

Muchas plantas asimilan substancias orgánicas, productos metabólicos de microbios que viven sobre y dentro de sus raíces. Las plantas mejor conocidas son las que en sus tejidos tienen microbios simbiontes, actinomicetes y hongos

La simbiosis mejor conocida es la de plantas con micorriza. De acuerdo con la información de la literatura, hay micorriza en las raíces de casi todas las plantas, que son en mayor o menor medida, simbiontes. La simbiosis es tal, que algunas especies de plantas no pueden crecer sin el hongo. Esas plantas son aparentemente, parásitos obligados, heterótrofos, cuya nutrición depende de los productos metabólicos de los hongos. Algunas orquídeas sirven como ejemplo de ese parasitismo.  Requieren hongos para su normal crecimiento y desarrollo. Crecen mal sin hongos y ciertas especies  como Neottia nidusavis Rich., que se encuentran en nuestros robles y pinos no crecen para nada si carecen del hongo simbiótico. Esta orquídea crece y se desarrolla bajo la superficie del suelo y sólo emerge para florecer y dar fruto. No tiene color verde y es pálida, los gruesos tallos tienen brotes débilmente desarrollados, algo amarillentos con hojas escamosas. Neottia nidusavis Rich. Ha perdido totalmente la capacidad de nutrición con compuestos minerales. Está casi completamente desprovista de clorofila. Su nutrición es a expensas de los productos de descomposición del hongo que crece dentro de su tallo y raíces.

Hay una teoría, según la cual, estas orquídeas pueden asimilar compuestos directamente del suelo y el hongo meramente sirve para el procesamiento de esos compuestos hacia una forma en que pueden ser asimilados más fácilmente. El cuadro citológico del crecimiento del hongo dentro de los tejidos de la orquídea muestra que el micelio crece hasta un determinado tamaño, seguido de enrollamiento y lisis. Los productos de la lisis son asimilados por la planta.

Otras especies de orquídeas que han perdido su color verde y son enteramente dependientes de hongos, se pueden encontrar en nuestros bosques. A estas orquídeas pertenecen: Epipogon aphyllus Sw. y Corallorhiza trifida Chat., que crecen en los bosques del cinturón moderado. Tales orquídeas parásitas se encuentran también en las selvas tropicales (Burgeff, 1932). En la literatura se describen orquídeas cuyo parasitismo se hace manifiesto solo en una cierta fase de su desarrollo. Las especies del género Myrmechis (Myrm. glabra Bl., Myrm. gracilis Bl. ) Cuando jóvenes crecen en forma de una raíz, que obtiene su nutrición enteramente a expensas de hongos. Luego forman órganos aéreos, brotes que florecen con hojas verdes y empiezan a nutrirse por sí mismas. Cuando los brotes se caen se hacen parásitas nuevamente.

De acuerdo con la información de Bernard, las semillas de orquídea no pueden germinar sin el hongo que forma la micorriza. Bernard ha mostrado que las orquídeas no pueden germinar sin el hongo y ha elaborado métodos para la infección artificial de estas plantas con la micorriza.

Las plantas parásitas que han perdido su coloración verde se encuentran entre los otros representantes de las plantas verdes. Tal, por ejemplo es Monotropa hypopithys L., de la familia de Pirolaceae Drude. Están desprovistas de la coloración verde y sus hojas se han transformado en escamas marrones. Esta y otras plantas del género Monotropa L., reciben sus nutrientes enteramente a expensas de hongos que crecen dentro de sus tejidos. Gordyagin (1922)  describió un helecho, Ophioglossum symplex cuya generación de esporas no sexual, se nutre a expensas de hongos, absorbiendo productos orgánicos del su metabolismo y descomposición.

De acuerdo con las observaciones de aquel autor, en los bosques de la república autónoma de Tatar se han encontrado helechos y otras plantas verdes que asimilan el CO₂ de la atmósfera, pero no pueden existir sin la simbiosis con hongos. Esas plantas están muy difundidas en la naturaleza. Las plantas superiores de este tipo, preservan la coloración verde y la capacidad de asimilación del CO₂ atmosférico pero no pueden desarrollarse  normalmente y alcanzar el estadio de floración y fructificación en ausencia del hongo.

La mayoría de las plantas tiene hongos en sus raíces. Son útiles aunque no indispensables. Los hongos , en tales casos promueven su crecimiento y nutrición. Las plantas, según muestra la experiencia, crecen mejor, se adaptan mejor a nuevos lugares y dan mayores incrementos de masa (Lobanov, 1953, Reiner y Nelson-Jones, 1949).

Keller (1948) y Lyubimenko (1923) al comparar el grado de simbiosis de diferentes plantas con hongos y el grado de parasitismo sobre el hongo, consideró estos fenómenos como subsecuentes estadios de evolución, como estadios de transición entre autotrofismo, a saprofitismo y parasitismo. O sea a heterotrofismo. En su libro “Los Fundamentos de la Evolución de las Plantas” Keller escribe: “En el curso de la evolución, las plantas superiores de diferentes familias pasan por este estadio, y, bajo la presencia de condiciones naturales apropiadas, cambian a nutrición a expensas de hongos. Así las hojas pierden su importancia como órganos de asimilación y quedan subdesarrolladas, permaneciendo sólo en la forma de escamas desprovistas de coloración verde.”

Lyubimenko (1923) destacó que no hay marcada diferencia entre plantas autotróficas y heterotróficas. El saprofitismo, según él, es la consecuencia natural de la síntesis de compuestos orgánicos. Los organismos que son capaces de sintetizar compuestos orgánicos a partir de minerales, preferentemente usan compuestos orgánicos listos y son capaces de recibir su nutrición en la misma forma que los organismos saprofitos. El saprofitismo no es por sí mismo una propiedad específica de cierto grupo de organismos, por el contrario,  es una característica de todos los organismos, con la posible excepción de las bacterias nitrificantes. Por lo tanto aparece en la naturaleza en diferentes grados. Por un lado encontramos plantas que sólo accidentalmente asimilan compuestos orgánicos del entorno, estas son las saprofitas facultativas. Para ellas, la alimentación saprofítica no es indispensable. Por otro lado encontramos plantas que son verdaderas saprofitas, que han perdido completamente la capacidad de sintetizar compuestos orgánicos de los inorgánicos. Entre estas dos categorías existe una transición gradual de formas que atenúa la división y en realidad, eliminando la división (Lyublmenko, 1923, pagina 186).

Como puede verse de la cita anterior, Lyubimenko considera que todas las plantas son capaces de nutrición orgánica en mayor o menor medida. La única excepción de acuerdo con él, son las nitrificadoras. Podemos agregar, que recientemente se ha acumulado material que muestra que aún esos organismos pueden utilizar nutrientes orgánicos y crecer en medios nutrientes orgánicos de la misma manera que muchas bacterias saprofitas.

Es bien conocido que las plantas pueden estar en cerrada simbiosis, no sólo con hongos, sin también con bacterias. Las bacterias formadoras de nódulos, que penetran  en la raíz de las leguminosas, con la formación de colonias en la forma de nódulos. Los nódulos son protuberancias de la raíz llenas de células bacterianas. Estas bacterias crecen abundantemente, se multiplican en los nódulos y producen substancias nitrogenadas que son utilizadas por las plantas.

Análogos nódulos se forman en las raíces de otras plantas (no leguminosas) Por ejemplo se han descripto nódulos en raíces de Alnus Gaertn., Myrica L., Podocarpus L'Her., representantes de la familia Elaeagnaceae Lindl.; E. multiflora Thunb., E. angustifolius L., en Shepherdia canadensis Nutt., en varias especies de Ceanothus L., en Coraria japonica Gray, y otros.

Los nódulos en estas plantas se forman  por diferentes representantes de los microbios, como bacterias, micobacterias, actinomicetes, y, de acuerdo con nuestras investigaciones, también por proactinomicetes.

Estos organismos tienen un definido efecto positivo en las plantas, muy parecido al de las bacterias formadoras de nódulos en las leguminosas. Bajo condiciones en que las bacterias y por consiguiente, los nódulos están ausentes, las plantas crecen débiles y a menudo no alcanzan el estadio de floración y fructificación (Fred, Baldwin y McCoy, 1932; Jongh, 1938).

Hay muchos simbiontes microbianos que viven en las hojas de las plantas, formando particulares protuberancias –nudos- en los tejidos. Esos nudos son formados por bacterias y micobacterias. Estos organismos, al multiplicarse llenan las células de los nudos de la misma forma que las bacterias dela raíz forman nódulos en los tejidos de la raíz. Estos microorganismos, de acuerdo con nuestras investigaciones, ejercen un efecto positivo en el crecimiento de las plantas Sin ellos, las plantas crecen débilmente y algunas especies no llegan al estadio de floración y fructificación, como puede verse en Ardisia Thunb. La plantas permanecen enanas, pero una vez infectadas con la correspondiente bacteria, aparecen los nudos en sus hojas, las plantas mejoran, asumen la apariencia normal, empiezan a florecer y a fructificar (Jongh, 1938).

Alrededor de 400 especies de plantas con los nudos arriba descriptos se mencionan en la literatura, incluyendo 30 especies del género Ardisia Thunb., 244 especies del género Pavetta L., 42 especies del género Psychotri L., 5 especies de los  géneros  Amblyanthopsis y Amblyanthus D. C., 1 especie del Dioscorea L., y otras. Las bacterias que forman los nudos pasan de planta a planta a través de la semilla.

 De acuerdo con la información de muchos investigadores, todos estos microbios simbiontes, que viven en los tejidos de las plantas verdes, afectan a las plantas a través de sus productos metabólicos. Algunos forman y excretan compuestos bióticos que activan el crecimiento de las plantas, otros, en adición, fijan nitrógeno atmosférico y se lo pasan a la planta en el estado fijado.

Habiendo adjudicado una gran importancia a los arriba aludidos bacterias y micorrizas que proveen de nutrición orgánica a las plantas verdes, debemos dirigir la atención a otras especies de microorganismos que están fuertemente vinculados con el sistema radicular de las plantas, aunque este vínculo es de diferente carácter, Tenemos en mente la flora de la rizosfera.

Un inmenso número de microorganismos vive alrededor de las raíces de las plantas. Los más numerosos entre ellos son las bacterias. ¿Tienen algún efecto en la nutrición de las plantas? ¿Qué efecto tienen sus productos metabólicos sobre la planta? ¿Son ellos asimilados por las plantas y qué papel juegan en el crecimiento de ellas? ¿Si las plantas utilizan los productos metabólicos de los simbiontes microbianos, por qué entonces no usarían análogas substancias producidos por organismos de vida libra?

Aparentemente, la diferencia reside en que en el caso de la simbiosis entre la planta y el microbio, los productos metabólicos permanecen dentro del tejido, mientras que en el último caso, estos compuestos se forman y acumulan fuera de la planta, en el entorno que la rodea y para poder estar disponibles para la planta, deben encontrar un camino hacia la planta a través de las raíces o por otros medios.

Muchos autores piensan que la permeabilidad del sistema radicular para las substancias minerales difiere de aquél para los compuestos orgánicos. El poder de succión de las raíces es diferente en estos dos casos. El poder de succión de la planta heterótrofa parásita (Lathraea squamaria) es 22.7 atm, y el poder de succión de la planta huésped (Prunus padus L. ) es sólo 3.7 atm (Kostychev, 1933).

Muchos autótrofos típicos cuyo poder de succión no supera el promedio, asimilan fácilmente compuestos orgánicos, Hutchinson y Miller (1912), estudiando la absorción de nitrógeno por la plántula de arveja, encontraron un fenómeno, que desde el punto de vista de la opinión prevalente, que ellas absorbían compuestos nitrogenados más fácilmente que nitrógeno en forma de nitrato, fue paradojal.

Este resultado fue confirmado por numerosos investigadores (ver más tarde)

Como puede verse, por lo anterior, la subdivisión de las plantas de acuerdo con su forma de nutrición en autótrofas y heterótrofas debe considerarse como relativa. Cada una de las llamadas plantas autótrofas es capaz, en mayor o menor medida, de asimilar compuestos orgánicos.

Ciertamente, el significado de “nutrición” debe ser diferenciado del término “síntesis de substancias orgánicas” Nutrición, en su real sentido debe reservarse a todos los procesos que están directamente involucrados con la asimilación de substancias por las partes vivas del organismo desde el momento en que el compuesto orgánico es preparado (Lyubimenko, 1923, pag. 180). Este proceso ocurre similarmente en todos los organismos, ya sea que pertenezcan al reino vegetal o animal. Todos se alimentan de compuestos orgánicos. Para construir un cuerpo vivo, todas las células, ya sean microbianas, animales o vegetales, deben contar con compuestos orgánicos elementales listos, o sea sus bloques de construcción  de compuestos nitrogenados y no nitrogenados que participan en el proceso general.

La diferencia entre la nutrición vegetal y la animal reside en que la última obtiene compuestos orgánicos listos, sintetizados del exterior, mientras las plantas sintetizan para ellas.

El proceso de nutrición vegetal consiste entonces de dos elementos: a) síntesis de substancia orgánica desde elementos inorgánicos, Lyubimenko este proceso como preparativo, dispensable, desde el punto de vista de la nutrición en el sentido estricto de la palabra y b) nutrición propiamente dicha, o sea la asimilación de partículas elementales orgánicas para la formación de un organismo vivo. Este proceso ocurre de la misma manera en plantas y animales.

La nutrición de plantas y microorganismos puede ocurrir de acuerdo con el primero o el segundo de los procesos, pero cada proceso se puede manifestar en diferente grado, de acuerdo con las condiciones de existencia y diferencias genéticas.

Vinogradskii, en sus brillantes estudios sobre quimiotrofismo de los microorganismos trazó una línea definida entre estos dos tipos de nutrición, dividiendo a todos los microorganismos en autótrofos y heterótrofos. Lebedev (1921), contrariamente, asumió que estos dos tipos de microorganismos difieren entre sí, no por su forma de nutrirse, sino por la  forma en que obtienen su energía. Lebedev piensa que ambos, autótrofos y heterótrofos asimilan el CO₂, pero mientras los primeros obtienen su energía a expensas de la oxidación de substancias inorgánicas, los últimos lo hacen a expensas de la oxidación de compuestos orgánicos. Este científico fue el primero que mostró experimentalmente que los heterótrofos utilizan CO₂. Su información fue confirmada por muchos otros investigadores.

Al presente, se ha confirmado que muchos microorganismos, inclusive heterótrofos pueden asimilar CO₂ y Werkman inclusive asume que todos los organismos en general asimilan CO2 y que esto es una función fisiológica importante que asegura la síntesis de productos metabólicos intermedios indispensables (Werkman y Wilson, 1954).

Parte III, continuación:

Efecto del humus en el crecimiento de las plantas

El efecto positivo del humus sobre el crecimiento y metabolismos de las plantas ha sido probado por numerosas observaciones y los resultados de exactos experimentos de laboratorio.

Bottomley y sus colaboradores (1914) cultivaron lenteja de agua Lemna minor L., en la solución nutritiva de Knopp suplementada con pequeñas dosis de extractos acuosos de turba bien compostada. Obtuvo los siguientes resultados: Después de 35 días crecieron 30 individuos a partir de los 10 que había originalmente en la solución, en ausencia de humus; mientras que en presencia de humus, crecieron 132 individuos. Los que crecieron en presencia de las substancias orgánicas fueron mucho mayores y su color verde más intenso. Su peso seco fue 50,5 mg por 100 individuos, mientras que el peso seco del mismo número de plantas de control fue de sólo 29,4 mg. En su último experimento Bottomley (1920) mostró que el extracto de turba tiene un efecto positivo también sobre otras plantas tales como Lemna minor L., Salvinia natans All., Limnobium stolonifer L. El rinde de masa seca, cuando se cultivaron en presencia de extracto de turba fue mayor que en los controles.

La turba, después de ser procesada por microorganismos, estimuló el crecimiento de las plantas más marcadamente de lo que lo hizo la turba natural, sin compostar. Sobre esta base, Bottomley preparó un fertilizante especial: humogen. Esta preparación dio resultados positivos, tanto bajo condiciones de laboratorio como a campo. Fue patentada y recomendada para su uso en agricultura, con varias plantas. De acuerdo con lo establecido en la patente, se agregaba peptona a la turba para mejorar el crecimiento y metabolismo delos microorganismos. Para acelerar la descomposición de la parte orgánica de la turba se agregaban Azotobacter, Rhizobium, y otras bacterias. La turba inoculada se mantenía a temperatura de 25º C por 3-4 semanas. A continuación, la preparación estaba lista para usar.

Mockeridge (1917, 1924) repitió los experimentos de Bottomley y confirmó totalmente su data, Ella agregó extractos de turba compostada y no compostada a la solución nutritiva donde cultivó la lenteja de agua. Después de 9 semanas, a partir de 10 individuos, crecieron 249 plantas en el control, 3.134 en presencia de turba procesada y 1.080 en presencia de turba sin procesar El peso seco de la lenteja de agua fue de 6,5 mg en el control y de 19,5 mg en la presencia de humus de turba.

En nuestros experimentos hemos usado composts bien procesados, preparados con distintos residuos de plantas, tales como paja de Euagropyrum, trigo, avena, heno de alfalfa, y también de estiércol bien procesado. Se agregó a la solución nutriente el extracto concentrado de estos composts y de estiércol. En cantidades de  5-10 gotas por 100 ml del medio, lo que resulta en 0.005-0.01 mg de la substancia seca. Esta solución nutriente se usó como substrato para el cultivo de Lemna minor y para la fertilización del substrato arenoso en el que cultivamos cereales y leguminosas.

Lemna minor L. se cultivó bajo condiciones estériles en vasos de vidrio ubicados en la ventana del laboratorio. En los vasos de control, el medio no contenía los extractos arriba mencionados. La cosecha fue contada después de 85 días Se contó el número de individuos y se determinó su peso seco. Se eligieron plantas que eran similares en su apariencia. Los resultados están en la tabla 30.

Tabla 30
Efecto de los composts de plantas en el crecimiento
(después de 85 días)

Como puede observarse, de esos datos, las plantas (Lemna minor) crecen mucho mejor en contenedores con la substancia orgánica. Las plantas fueron mayores, se colorearon más intensamente y su sistema radicular se desarrolló mejor.

Los diferentes composts tienen diferente efecto sobre el crecimiento de Lemna minor. El mayor efecto se obtuvo con el uso  del compost de Euagropyrum y con lavado de estiércol. Las plantas que crecieron en ellos fueron las que más desarrollaron. El extracto de compost de paja de avena favoreció el crecimiento de las plantas en número similar a aquéllas obtenidas con el extracto de lavado de estiércol, pero el tamaño fue menor. El menor efecto se obtuvo usando el compost de paja de trigo..

Voelcker (1915) ensayó el efecto de la preparación de Bottomley en macetas y en condiciones de campo sobre arvejas, avena y trigo sarraceno. El mayor incremento de lo cosechado fue para el caso de trigo sarraceno, que llegó al 407%; El efecto sobre la avena fue más débil, con un incremento del 131%. En el experimento con arvejas sólo se observó el incremento de la masa verde, que llegó al 231%. El rendimiento en grano, por el contrario fue menor (87%) que en el control (100%). Clark y Roller (1924) obtuvieron resultados similares. Esta planta creció mucho menos en un medio nutriente bajo condiciones estériles que en la presencia de humus. El crecimiento más abundante de la lenteja de agua se observó en vasos conteniendo estiércol y turba compostados. El extracto de compost de alfalfa tuvo el efecto menos destacado. Estos autores habían encontrado (1931) que los composts son más efectivos cuando están contaminados con bacterias que cuando son estériles.

Aschby (1929) destaca que las substancias orgánicas de los residuos de plantas procesados, aunque no sean indispensables para el crecimiento de las plantas (Lemna minor L.), tienen, sin embargo, un considerable efecto sobre su crecimiento. Saeger (1925) introdujo una solución de extracto alcalino de humus en el medio nutriente de cultivo de lenteja de agua. El rendimiento duplicó el control. Encontró que la acción sobre el crecimiento del humus y extracto de levadura era igual

Hillitzer (1932) sobre la base de estos experimentos y el análisis de la información disponible, concluyó que el humus del suelo y los composts estimulan el crecimiento de las plantas. Los componentes del humus actúan específicamente sobre el sistema radicular, impulsando el crecimiento.

Olsen (1930) realizó una completa serie de experimentos sobre el crecimiento de lenteja de agua y girasol en presencia y en ausencia de composts en el medio nutriente. Mediante estos experimentos comprobó los resultados de Bottomley y Voelker. En presencia de pequeños contenidos de humus (extractos acuosos de turba procesada) la lenteja de agua , tanto como el girasol crecieron considerablemente mejor que en su ausencia. Empleó la solución de Dettmer como medio nutriente. El peso seco de la lenteja de agua cultivada en presencia de humus fue de 482 mg y en el vaso de control, de 189 mg; El peso del girasol, en presencia de humus fue de1.33 g y en el vaso de control, de 0.80 g. En presencia de citrato de hierro, la acción positiva del humus fue menor o inexistente (de acuerdo con el autor). Sobre la base de esta última observación concluye que el principio activo en el humus y composts, son algunas formas de compuestos de hierro.

Nuestros experimentos para aumentar las cosechas agrícolas con los composts arriba mencionados dieron similares resultados positivos. Hemos cultivado trigo, centeno, rye gras y trébol sobre pura arena de cuarzo, humedecida con la solución nutriente mineral, en presencia y en ausencia de extractos acuosos de composts. Las cantidades de compost agregadas fueron las mismas que en los experimentos con lenteja de agua.

Los experimentos fueron conducidos en condiciones de esterilidad. Las plantas se cultivaron por 20-40 días, arrancadas en conjunto, con sus raíces y analizadas. Se registraron su peso total, altura y apariencia general.  Los resultados más espectaculares se obtuvieron con trigo y rye gras (Tabla 31)

Tabla 31
Efecto del humus sobre el crecimiento de las plantas
(peso seco en g)

Como puede observarse en la tabla, el efecto del compost de Euagropyrum  y el del estiércol sobre el crecimiento del rye gras y del trigo fue de la misma magnitud. Todas las plantas tienen mayor masa cuando se cultivan en presencia de substancias orgánicas que en vasos de control. El mayor incremento de masa se obtuvo con cereales. El trébol reaccionó menos a la introducción de compuestos orgánicos.

En la segunda serie de experimentos ensayamos el efecto de estiércol bien procesado y de paja fresca. Usamos un gramo y medio de estiércol y 20 g de paja, junto con la solución nutriente de Knopp aplicados a cada kg de substrato arenoso. Los experimentos se realizaron en condiciones de esterilidad. Se cultivaron trigo, avena y arvejas. Los resultados obtenidos en presencia de estiércol fueron similares a los del experimento previo. En presencia de humus, el rendimiento de la avena fue 35% mayor, del trigo 25% mayor y de las arvejas (peso fresco) 42% mayor. En presencia de extractos de paja fresca, la cosecha fue similar a la de los vasos de control.

En una serie de experimentos comparamos el efecto de los extractos acuosos de Euagropyrum y de un extracto de paja compostada de la misma planta sobre el crecimiento del rye gras. El peso seco de las plantas en el vaso de control (sin fertilizante orgánico) fue de 0,5 g, en presencia del extracto de paja fresca, de 0,7g y en presencia de Euagropyrum compostado, fue de 1,1 g.

En experimentos con plántulas de pino se encontró que pequeñas dosis de compost de Euagropyrum estimuló marcadamente el crecimiento de las plántulas experimentales. Las tratadas crecieron a mayor altura que los controles, sus tallos fueron más gruesos, sus agujas más largas y de color más brillante (figura 61) Krasil'nikov y Raznitsyna, 1946, Raznitsyna, 1942).

Chester y Street (1948) cultivaron lechuga en una solución completa de nutrientes con y sin el agregado de substancias orgánicas. Ensayaron extractos de humus del suelo, extracto acuoso de caseína e hidrolizados de levadura. Todas las soluciones contenían  6.05 mg N por 10 m3 del medio de cultivo. Los rendimientos de las plantas fueron como sigue::

Control (ausencia de compuestos orgánicos); peso seco (en g) 0.157
con el agregado de humus del suelo; peso seco (en g) 0.199
Con el agregado de hidrolizado de caseína; peso seco (en g) 0.158
con el agregado de extracto de levadura, peso seco (en g) 0.172

Figura 61. Efecto estimulante del compost de Euagropyrum  sobre el crecimiento de plántulas de pino

Swaby (1942) no obtuvo  incrementos en el rendimiento de leguminosas cultivadas en presencia de substancias orgánicas, pero pudo notar el efecto estimulante del os microbios, cuando los experimentos se hacen bajo condiciones no estériles

De acuerdo con Schaffnit y Neumann (1953), la turba compostada tiene un efecto estimulante sobre el crecimiento de las papas y sobre la germinación de las semillas de alfalfa. Ellos atribuyen el efecto estimulante a la presencia de microorganismos que crecen abundantemente en estos composts.

Andreyuk (1954) estudió el efecto de composts de turba especialmente preparados en el crecimiento de cultivos de granos. Los composts se prepararon con turba, 25-50% (en peso) estiércol y 1,5-2,0 fluor fosfato. Luego se incubaron bajo condiciones de laboratorio o en el campo por 4-7 meses o más. En algunos experimentos se introdujo Azotobacter, bacterias de la celulosa y otras bacterias. El rendimiento del centeno de invierno en presencia de estos composts fue de 2-2,5 veces mayor que en el control (5,3 quintales)

Muchos otros autores han notado el efecto positivo de pequeñas dosis de humus (Nikishkina, 1948; Logvinova, 1939; Street, 1950, y otros). Los detallados estudios de  Khristeva (1948) habían mostrado que las soluciones de ácidos húmicos ejercen un efecto directo sobre las plantas superiores. En concentraciones extremadamente bajas (0.001 % y 0.0001%) impulsaron el crecimiento y mejoraron el rendimiento del trigo, avena, cebada, remolacha azucarera, tomates y otras plantas. De las plantas ensayadas, las papas y remolacha azucarera tuvieron la mejor reacción a la aplicación de humus. Buena reacción del trigo, cebada, avena, mijo, maíz, arroz, trigo sarraceno. Euagropyrum y alfalfa. El humus tuvo poco efecto sobre arvejas, porotos, lentejas, maní, algodón y sésamo y casi ningún efecto sobre girasol, planta del aceite de castor, zapallo, hibiscos, etc. El mayor incremento de rendimiento por la influencia de las substancias húmicas excede lo obtenido por aplicación de cantidades equivalentes de fertilizantes minerales por más o menos 10-50%. La acción de los fertilizantes húmicos ha sido ensayada por el autor en diferentes suelos tales como podzoles, serozems, chernozems, castañozems y otros. En todos los casos el efecto fue positivo.

De acuerdo con Khristeva, las substancias húmicas encuentran su camino dentro de las plantas en pequeñas cantidades. Allí estimulan el sistema fenol-oxidasa y participan en el metabolismo general de la planta. La función fisiológica de las substancias húmicas es la promoción de la respiración de la planta. Como resultado, un incremento del flujo de nutrientes, activación de los procesos de síntesis y así se produce un mayor crecimiento de la raíz y partes aéreas.

La mayor reacción a las substancias húmicas se observa en plantas jóvenes. El peso de la raíz y consecuentemente el crecimiento de toda la planta se incrementa.

Kock (1955), destacando el efecto positivo de las substancias húmicas sobre la planta, lo explica por la acción de hierro que está presente en el humus. Esto, sin embargo no ha sido confirmado por los estudios de otros investigadores.

Tovarnitskii y Rivking (1937), Tovarnitskii y Statkovskaya (1938), Thiman, Lane y otros (1933, 1939) usaron orina y extractos de levadura para tratamientos de presiembra de avena, trigo y otras plantas para estimular su crecimiento.

En Italia del sur se usa ampliamente la orina del ganado para tratar las semillas antes de la siembra de los cereales (Zeding, 1955). Virtanen y Hausen (1933-1934) agregaron extracto de levadura a cultivos en agua y en arena de arvejas. La floración ocurrió 5-10 días más temprano y rindió un 50% más que el control. Estos autores también observaron que esos efectos no podían reproducirse cuando se cultiva las plantas en suelos ricos en humus. Esto puede explicarse porque en los suelos ricos en humus ya hay una gran cantidad de substancias bióticas

A la información de este capítulo se le debe agregar una gran cantidad de material sobre fertilizantes bacterianos.

La práctica de emplear fertilizantes conteniendo bacterias da, en ciertos casos, resultados positivos. El agregado de “azotogen” de turba produce un incremento de 10-25% en las cosechas. Este incremento puede resultar aún superior  en muchos casos.

Las preparaciones bacterianas usadas como fertilizantes bajo el nombre de “azotogen” son extensamente usadas en nuestro país. Están preparadas de cultivos de Azotobacter en terrones de turba. La turba seleccionada debe ser de calidad adecuada. No debe ser ácida y debe estar bien procesada. Durante la producción de la preparación, se agregan fuentes de nutrición fácilmente asimilables, como azúcares, alcohol, jugo de remolacha, etc. La turba inoculada con Azotobacter  se incuba a temperatura y humedad óptimas; Frecuentemente se la mezcla para asegurar una mejor aireación.

La incubación dura 10-20 días. Durante este período, la turba queda bien compostada. No sólo Azotobacter, sino también muchas otras bacterias, hongos y actinomicetes, crecen en abundancia en la masa dela turba.

El número de bacterias no formadoras de esporas al momento de su máxima acumulación, en una buena preparación, alcanza varios billones de células por gramo. El número de Azotobacter alcanza 100-200 millones por gramo (Tabla 32).

Tabla 32
Composición cuantitativa de la microflora en el azotogen de turba
(número de células en miles por g, en el período de máxima acumulación)

Como puede verse en la tabla, la turba compostada, ya sea con presencia o ausencia de Azotobacter, contiene la misma cantidad de microbios. Su número total excede considerablemente el de la turba inicial.

La composición de la microflora del compost varía con el incremento de la madurez del compost. En los primeros días de incubación, crecen abundantemente los géneros no formadores de esporas Bacterium, Pseudomonas,  y los hongos. Los hongos crecen sólo en la superficie. Las micobacterias se pueden encontrar en grandes cantidades en la turba compostada. Al final de la incubación (madurez) de la preparación, las bacterias y hongos decrecen en número, siendo su lugar ocupado por actinomicetes. Alcanzan tal desarrollo que los agregados de turba quedan cubiertos por éstos. Esta cobertura tiene la apariencia de una harina blanca visible a ojo desnudo. La madurez del compost puede determinarse entonces por la intensidad del crecimiento de los actinomicetes.

Los análisis muestran que este desarrollo consecutivo y cambio de microflora se observa en aproximadamente  las mismas relaciones cuantitativas en turba compostada sin Azotobacter.

La introducción de ésta última, sin embargo, puede causar un cambio en la composición de las especies de las bacterias no formadoras de esporas, pero ello puede ser marcado sólo para ciertas especies. La composición general del grupo no cambia.

Hemos realizado ensayos de turba (compostada o sin compostar, en presencia o en ausencia de bacterias) durante una cantidad de años. Han estado involucrados diferentes plantas, granos y cultivos de cosecha. El carácter general de la eficacia de estos preparados bajo condiciones de campo se indica en la tabla 33.

Tabla 33
Comparación de la acción de preparados fertilizantes sobre el rendimiento

Como puede verse en la tabla, el cultivo puro de Azotobacter (cepa de colección. No 54) es menos efectivo que la turba azotogen preparada con turba. La turba compostada sin Azotobacter produce aproximadamente el mismo aumento de rendimiento que el azotogen preparado con turba. Como ya fuera puntualizado, la turba no compostada es menos efectiva que la compostada.

Hemos obtenido data similar de experimentos conducidos bajo diferentes condiciones en suelos podzoles, cerca de Moscú i en los serozems de Kigirz URSS y Tadzhik URSS (Valle Vakhsh). En la mayoría de los casos, el azotogen preparado de turba y la turba bien compostada con Azotobacter produjo similares incrementos de rendimiento.

En algunos casos, los composts bacterializados fueron más efectivos que los preparados sin bacterias (Tabla 34)

Tabla 34
Crecimiento de la lenteja de agua en agua en presencia de pequeñas cantidades de
 compost de turba inoculado con bacterias

Muchos investigadores asumen que el efecto favorable del humus, estiércol y composts reside en su contenido de cenizas, de las que el nitrógeno es el constituyente de mayor importancia. Esto último, de acuerdo con estos investigadores determina la eficacia de la masa compostada y del humus del suelo. A mayor contenido de nitrógeno en el compost, más efectivo resulta. De acuerdo con los adherentes a este punto de vista, después de la mineralización de los compuestos orgánicos, las substancias nitrogenadas se transforman en substancias inorgánicas y así quedan disponibles para las plantas.

De acuerdo con nuestras observaciones y la información disponible en la literatura, los principios activos del humus y composts no son los nutrientes minerales presentes en los mismos, sino las substancias orgánicas y los metabolitos activos de los microbios. Las substancias minerales aplicadas en cantidades equivalentes a las contenidas en los composts no han tenido un efecto comparable.

Los elementos minerales obtenidos mediante el quemado de estiércol, turba compostada o humus del suelo no producen un efecto comparable al obtenido por aplicación de las substancias orgánicas. Hemos hecho experimentos con lenteja de agua en soluciones nutrientes suplementadas con pequeñas cantidades de extractos preparados con estiércol, compost y humus. En otros experimentos se agregaron cenizas a la solución de nutrientes. Las cenizas se obtuvieron quemando cantidades equivalentes de estas substancias. Los resultados se dan en la tabla 35.

Tabla 35
Efecto de la ceniza de humus sobre el crecimiento de Lemna minor L.
(al día 50 de crecimiento)

Lochhead y Thexton (1952) obtuvieron resultados similares. De acuerdo con su data, la ceniza obtenida de composts tiene un efecto menor sobre el crecimiento de los microbios que los composts mismos.

Todo esto habla a favor de asumir que la  estimulación del crecimiento de las plantas por el humus observado, está causada, no por la fracción mineral, sino por otras substancias.

Efecto del humus en el contenido de vitaminas de las plantas

Los composts de vegetales, estiércol y substancias húmicas no sólo activan el crecimiento de las plantas e incrementan sus rendimientos, también mejoran su valor nutritivo, que es materia de gran importancia. Las plantas cultivadas en campos fertilizados con estiércol son más ricas en vitaminas y otras substancias valiosas que las cultivadas en campos no fertilizados. McCarrison (1926) encontró que las semillas de mijo y trigo cosechadas de campos fertilizados, contienen más vitaminas, que semillas de campos bajo fertilización mineral. Los animales alimentados con forraje de campos fertilizados con estiércol, fueron más resistentes a las infecciones y su apariencia más saludable que los alimentados con forraje de campos no fertilizados.

Roulands y Wilkenson (1930) determinaron vitaminas del complejo B en el heno de trébol cultivado en campos fertilizados y no fertilizados. En el primer caso, el trébol tuvo más contenido de vitaminas. Las ratas de laboratorio alimentadas con trébol de campos fertilizados ganaron peso más rápidamente que las alimentadas con trébol de campos no fertilizados. En los 30 días del experimento, las primeras ganaron 110 g y las segundas 60 g.

Clark (1935) encontró más vitamina B y C en cultivos de lenteja de agua en solución nutriente suplementada con humus que en un cultivo similar sin suplemento de humus.

Nath y colaboradores (1927, 1932) han mostrado que la substancia orgánica del estiércol y composts, como el aceite de hígado de bacalao y algunas otras substancias mejoran el crecimiento de las plantas y aumentan su contenido de vitaminas. Las semillas de cereales cultivadas en campos fertilizados tienen mayor viabilidad y el porcentaje de germinación es mayor que en las semillas de campos fertilizados con fertilizantes minerales.

De acuerdo con  Graff (1928) la hierba timotea, festuca e hierba de las praderas  (Phleum pratense L., Festuca rubra L., F. pratensis Huds. y Poa. pretensis L.) tuvieron más contenido de vitaminas del grupo B cuando se cultivaron en suelo fertilizado con urea que cuando se cultivaron en suelos en los que se habían aplicado fertilizantes minerales

Antoniani y Monzini (1950) analizaron plantas que crecieron en suelos irrigados con aguas cloacales y plantas que crecieron en campos irrigados  con agua suplementada con sales nutrientes minerales. El contenido de vitamina B fue mayor en las primeras plantas.

Leong (1939) comparó el efecto del estiércol y fertilizantes minerales en el contenido de vitamina B₁ de tejidos de trigo y cebada. El contenido de vitamina B₁ del trigo fue similar en ambos casos , pero la cebada contenía el doble de vitaminas cuando se cultivó en presencia de estiércol que en presencia de fertilizante totalmente mineral (Tabla 36)

Tabla 36
Contenido de  vitamina B₁ en plantas en relación con la fertilización
(µg por 1g masa de planta)

Hurni (1944, 1945) cultivó plantas en arena en presencia de un fertilizante totalmente mineral y encontró que en esas condiciones, la formación de tiamina fue menor que durante el cultivo en presencia de humus.

En los experimentos de Lebedev (1953), la alfalfa cultivada en campos fertilizados con estiércol o composts tuvo un contenido de 81 mg/g de caroteno durante el período de formación de pimpollos, mientras que las plantas no fertilizadas contenían sólo 27 mg/g.

Ott (1937) notó un incremento en el contenido de vitaminas de las plantas cultivadas en campos fertilizados con una mezcla de fertilizantes orgánicos y minerales.

Hammer y Maynard (1942), resumiendo la literatura, notaron que el contenido de vitaminas en las plantas varía de acuerdo con las condiciones climáticas y del suelo, estación, edad de las plantas, etc. Ellos adjudicaron la mayor importancia al valor nutritivo del suelo y especialmente la presencia de humus y fertilizantes en general.

Al presente, la mayoría de los investigadores concentran su atención en las fuentes minerales de nutrición como los factores que afectan el contenido de vitaminas de las plantas. Las vitaminas A, C, B₁ y B₂ fueron medidas en los tejidos de varias plantas (leguminosas y cereales) cultivadas en campos fertilizados con varias sales de potasio, fósforo y nitrógeno (Scheunert y Wagner, 1938; Scharer y Preissner, 1954, y otros).

Luego de la aplicación al suelo de un fertilizante totalmente mineral, la zarzaparrilla negra dio un rinde de bayas de 5.158 kg/Ha (Stepanova, 1950). Su contenido de vitamina C total fue de 1.827 mg/kg. De acuerdo con Dyakova (1945), la aplicación de una porción de nitrógeno aumentó el contenido de caroteno de la avena de 10 a 28 mg y una aplicación del triple de nitrógeno aumentó el caroteno de 10 a 53 mg (en el estado de encañazón). La aplicación de calcio al suelo también incrementó el contenido de caroteno de las plantas. La falta de calcio en el suelo disminuye la síntesis de tiamina en las plantas de tabaco (Ovcharov, 1955).

Algunos autores estudiaron la variación del contenido de vitaminas en las plantas en conexión con la aplicación de micro elementos al suelo. Mc Harque (1924) notó un efecto positivo del manganeso en la acumulación de vitamina B1 en las semillas de trigo, arroz, tomates y frutas cítricas. Hammer (1945) aporta información sobre micro elementos en la formación y acumulación de ácido ascórbico y caroteno en las plantas.

Scharer y Preissner (1954), sobre la base de sus experimentos, llegaron a la conclusión que mientras más completa sea la mezcla fertilizantes usados, mayor contenido de vitaminas de las plantas. La cantidad de vitaminas no siempre se corresponde con el rendimiento de la cosecha. No es infrecuente observar que el contenido de vitaminas sea alto para una cosecha de rendimiento relativamente bajo. Por ejemplo en una cosecha promedio de cebada de 4.3 g*

La vitamina B₁ fue 440 µ g y en una cosecha de 11.93 g, 390 µ g por 100 del grano. *[La unidad usada no está clara en ruso, probablemente se refiere a  un índice arbitrario de rendimiento]

Se observó un considerable aumento en el contenido de vitamina B₁ de las plantas, en experimentos en que se aplicó fósforo granulado. En un suelo arcilloso, débilmente ácido se obtuvieron los siguientes resultados: control, rendimiento de grano 7,12 g, contenido de vitamina 558,7 µ g/100g; con la aplicación de N, K y superfosfato, el rendimiento fue de 24,5 g y el contenido de vitamina 798 µ g/100 g  de grano.

La mayor acumulación de vitaminas se encontró en las plantas leguminosas. Esto puede explicarse por la presencia de las bacterias noduladoras de la raíz. Estas, al crecer en la raíz, forman vitaminas que encuentran su camino de los nódulos a la planta.

Schounert y Wagner (1939, 1940) estudiaron el contenido de vitamina B₁ y B₂ en las semillas de cebada y centeno, cultivados en campos que fueron fertilizados por muchos años, como en campos que no tuvieron ningún fertilizante. La comparación de los análisis no mostró ninguna diferencia marcada en el contenido de vitamina entre plantas cultivadas en campos con y sin fertilizante.

La falta de efecto alguno de los fertilizantes minerales o inclusive de fertilizantes orgánicos también fue notada por varios otros investigadores (Hornemann, 1925; Harris, 1934), Estos autores no han dado una explicación. Debemos asumir que sus experimentos fueron conducidos en condiciones desfavorables para la síntesis de vitaminas.

Existe información que muestra variaciones en el contenido de aminoácidos de los tejidos de las plantas en presencia de diferentes fertilizantes. De acuerdo con Sheldon, Blue y Albrecht (1948), la alfalfa y algunas otras plantas cultivadas en campos fertilizados tienen una diferente composición cuantitativa y cualitativa de amino-ácidos que las cultivadas en campos no fertilizados. El mayor contenido se encontró en plantas cultivadas con estiércol.

Se debe hacer notar que la mayoría de los investigadores que estudiaron el efecto de los fertilizantes minerales, no tuvieron en cuenta la microflora, y especialmente la que habita en la rizosfera.

Se sabe que los fertilizantes minerales y orgánicos producen un gran efecto sobre la vida de los microbios del suelo. Estos crecen y sintetizan distintas substancias biológicamente activas, incluyendo las vitaminas. Por ejemplo, para muchos suelos, se sabe que los fosfatos y nitratos aumentan considerablemente el crecimiento y acumulación de bacterias, hongos y actinomicetes. Azotobacter, bacterias noduladoras de la raíz ciertas especies del género Pseudomonas y otras formas microbianas crecen bien sobre terrones de superfosfato.

El material presentado muestra que los residuos de plantas y animales y las substancias orgánicas en general tienen un efecto favorable sólo después de su descomposición y procesamiento por los microorganismos. Esto es, después de haber sido transformados en humus. Las substancias activas del humus no son los residuos de plantas o animales, sino los productos del metabolismo microbiano, los productos de una síntesis secundaria.

Asumimos que los principios activos de los composts, estiércol y del humus en general, no son los elementos nutritivos minerales, o más estrictamente, no tanto ellos, como algunos compuestos especiales de carácter orgánico. Estos compuestos  varían en su naturaleza y comprenden un grupo especial de las llamadas substancias bióticas.

Substancias Bióticas del Suelo

De la información precedente, puede observarse que las pequeñas dosis de substancias orgánicas presentes en los composts y en el estiércol, son necesarias para la mejora del crecimiento de las plantas.

Surge la pregunta, ¿cuáles de estas substancias orgánicas son las activadoras del crecimiento de las plantas?

Se ha dicho más arriba, que la parte orgánica del suelo cosiste en una multitud de compuestos complejos de proporciones específicas y no específicas. La mayoría de estos compuestos están relacionados con los ácidos húmicos.

Además de los ácidos húmicos se han encontrado muchas otras substancias en la parte orgánica del suelo. Se incluyen substancias con propiedades bio catalíticas. Entre estas, enzimas, vitaminas, auxinas, ciertos aminoácidos y otras substancias bióticas.

Bottomley (1914-1920), Mockeridge (1924), Voelcker (1915), Clark (1935), Saeger (1925), y otros han asumido que el efecto activador de los fertilizantes húmicos, estiércol procesado y diferentes composts, con o sin bacterias está condicionado por substancias especiales presentes en ellos, las llamadas “auximones”

Su acción es similar a la de la biología de las levaduras. El análisis de la turba infectada con bacterias mostró la presencia de bases purínicas. Las mismas también se encontraron en células de Azotobacter. Esta fue la razón para la conclusión de Mockeridge de que el compuesto activante de los composts y del Azotobacter es uno y la misma substancia.

Estudios posteriores demostraron que la acción del humus es causada por substancias especiales producidas por microbios (Nath, 1932, McCarrison, 1924, y otros).

Anstead (1935) propuso que estas substancias fueran llamadas fitaminas. Según él, las fitaminas son producidas solamente por los microorganismos. Luego de entrar en las plantas son transformadas en vitaminas. Estas últimas, al entrar en el cuerpo humano y de los animales están sujetas a transformaciones y se convierten en hormonas. La hormonas y vitaminas son excretadas del cuerpo animal con la orina y los excrementos, encuentran su camino al suelo o estiércol y allí son transformadas por los microorganismos en fitaminas.

De esa forma, de acuerdo con Anstead, las fitaminas, vitaminas y hormonas son producto de una y la misma substancia.

La misma visión fue sostenida por (1939). Asumió que no hay diferencia entre las hormonas animales y las vitaminas y que están interrelacionadas.

El vínculo entre los bio catalíticos vegetales y animales es destacado por muchos investigadores. Sin embargo no hay bases para hablar de un ciclo de estas substancias en la naturaleza.

Lochhead y Chase (1943) intentaron dilucidar la naturaleza de la substancia activadora del humus. Prepararon extractos de humus de suelo y lo sometieron a varios procesos, tales como la extracción con solventes orgánicos, absorción con carbón y otros absorbentes, seguido de elución. Los experimentos mostraron que la ceniza de humus y composts no tiene efecto alguno sobre el crecimiento de las plantas y de microorganismos de 63 cultivos microbianos, sólo uno creció en presencia de cenizas obtenidas de composts. Los extractos obtenidos de composts y del humus del suelo, tuvieron, sin embargo un efecto positivo en el crecimiento. El extracto con acetona fue el más efectivo. En su presencia, 26 cultivos crecieron bien, 26 cultivos lo hicieron adecuadamente y 11 cultivos no crecieron. Los extractos con alcohol y éter también dieron buenos resultados. Los filtrados y eluados de carbón, cada uno tuvo un pequeño efecto y su efecto fue mayor si se los combinaba.

Allison y Hoover (1936) notaron un efecto positivo de los ácidos húmicos en el crecimiento y actividad de las bacterias noduladoras de la raíz. Ellos descubrieron la presencia en la humina de una substancia especial que ellos llamaron “Factor R” o “Coenzima”

Robinson y Endington (1946) encontraron una substancia biótica en los suelos que llamaron “fluorina” Según ellos, esta substancia es absorbida en considerables cantidades por las plantas.

Parker-Rodes (1940) encontraron auxinas en el suelo. La cantidad de auxinas variaba de acuerdo con las propiedades del suelo. En suelos fertilizados con estiércol, la cantidad de auxinas era 0,200 µ g/ kg y en suelos pobres, no fertilizados sólo 0,06 g/ kg de suelo. Estas substancias  se encuentran en menores cantidades (0,09-0,106 µ g/ kg) en suelos bajo fertilización mineral. El suelo es enriquecido en auxinas en el curso del compostado. El suelo esterilizado contenía 0,042 µ g auxinas por kg de suelo y después de 6 días de incubación en invernadero, bajo temperatura y humedad favorables, se incrementaron a 0.146 µ g/ kg de suelo.

Williams, Stewart, Kejes y Anderson (1942) encontraron mayores cantidades de auxinas en los suelos que Parker-Rodes. De acuerdo con su información, el horizonte A de suelos fértiles contienen hasta 175 µ g auxinas por kg de suelo Suelos no fértiles contienen  40-60 µ g de auxinas por kg de suelo. En el horizonte B no se detectaron auxinas.

Hamense (1946) con el uso de métodos de análisis mejorados encontró 100 veces más auxinas en los suelos que los investigadores anteriores. De acuerdo con su información, el contenido de auxina fue de 160-450 µ g por kg de suelo (Schmidt, 1951, y Hamense, 1946).

Stewart y Anderson (1942) han mostrado que la cantidad de auxinas en los suelos fértiles es totalmente suficiente para la estimulación del crecimiento vegetal. Hamense (1946) encontró en diferentes suelos 0,16-0,045 µ g equivalentes de ß-ácido indolacético en 1 g de suelo seco. El contenido de auxina se incrementa después de la aplicación de fertilizantes orgánicos, entonces cae debajo del nivel inicial y más tarde sube nuevamente al nivel normal, característico del suelo en particular. De acuerdo con las observaciones del autor, las preparaciones químicas puras de auxinas no se preservan en la suelo por largos períodos.

De acuerdo con Matskov (1954), los preparados químicos de 2,4-acido diclorofenoacético se preservan en el suelo por un invierno completo (5-6 meses). Otro estimulante del crecimiento, la heteroauxina (ß-ácido indolacético) no se preserva en e suelo tanto tiempo.

Las auxinas también fueron detectadas en el suelo por Roberts I. y Roberts E. (1939) y algunos otros investigadores

Además de auxinas, los suelos contienen otras substancias bióticas tales como vitaminas, biotina, ácido nicotínico, ácido pantoténico, ácido fólico, amino ácidos, varios factores de crecimiento R, Z, X y otros. Estas substancias se han encontrado en las siguientes cantidades:

Además de moléculas de vitaminas completas, se han encontrado en la naturaleza, fracciones de moléculas, que tienen el mismo efecto sobre ciertos organismos que las moléculas enteras. Por ejemplo la pirimidina, tiazol y otros (Lilly y Leonian, 1939).

Hemos encontrados vitaminas en diferentes suelos, como regla, estaban en mayores cantidades en los lugares donde los procesos microbianos eran más intensos. . Así , ellas se presentan en mayor cantidad en los suelos chernozens que en los podzoles (Tabla 37).

Tabla 37
Contenidos de Vitaminas y de Bacterias en Distintos suelos

Los suelos cultivados contienen más vitaminas que los suelos vírgenes.

El contenido de vitaminas del suelo está influido no sólo por el grado de cultivo, sino también por la naturaleza de la cobertura vegetal. Las plantas que favorecen abundante crecimiento de microorganismos, como regla, asimilan más substancias en el suelo. En los Seozems de Asia Central, las mayores concentraciones de substancias bióticas se encontraron después de 2-3 años de alfalfa. Su concentración fue menor bajo algodón y muy poca se encontró en suelos vírgenes (Tabla 38)

Tabla 38
Contenido de Vitaminas y Microbios de los suelos de Asia Central, bajo diferentes plantas

De acuerdo con Shavlovskii (1954, 1955), el suelo bajo cultivo de papas, contiene 0,5 µ g/kg biotina, y el suelo bajo trébol 1,3 µ g/kg. En la región  de Lvov, en suelos serozem de bosques y en podzol chernozem, el autor obtuvo la información suministrada en la Tabla 39.

Tabla 39
Contenido de vitaminas en suelos bajo distintos cultivos, en µ g/kg

En el suelo que rodea al sistema radicular hay más substancias bióticas que fuera de la rizosfera. En un kg de suelo de la rizosfera de trigo cultivado en campos fertilizados de la estación experimental Dolgoprudnoe (región de Moscú)  encontramos por 100 g de suelo, 10 µ g de tiamina, 150 µ g riboflavina, 35 µ g biotina; Fuera de la rizosfera, 1.2 µ g tiamina, 25 µ g riboflavina, 3 µ g biotina; En la rizosfera de tabaco, 10-15 µ g tiamina, y fuera de la zona radicular 1,5-4,0 µ g por 100 g de suelo.

De acuerdo con Shavlovskii, la cantidad de vitaminas en la rizosfera del trigo sarraceno es el doble que fuera de la zona de la raíz. En el vigésimo día de cultivo encontró:

 Roulet (1954). Encontró mayores concentraciones de vitaminas en la rizosfera. La cantidad de substancias bióticas en la capa superior del suelo es mayor que en las capas inferiores. Las mayores concentraciones se encuentran el la capa superior (0-20 cm) (Tabla 40)

Tabla 40
Distribución de las vitaminas en las capas del suelo (µ g/kg)

En algunos suelos, se nota un pequeño aumento de la concentración de substancias bióticas a la profundidad de 60-70 cm.

Otros investigadores han notado la disminución de la concentración de vitaminas en capas profundas del suelo. Roulet y Schopfer (1950) dan la siguiente información sobre la distribución de vitaminas de acuerdo con la profundidad de las capas (por 100 g de suelo):

Estos autores encontraron tiamina y biotina inclusive a profundidades de 2,0 a 8,5 m.

Lilly y Leonian (1939) encontraron considerables cantidades de tiamina y biotina como también B₁ y sus componentes tiazol y pirimidina en el suelo. Estaban concentrados en la capa superior del suelo. A la profundidad de 60 cm no fueron detectados. West y Wilson (1938, 1939) encontraron tiamina y biotina en la zona radicular de tabaco y lino.

De acuerdo con Schmidt y Starkey (1951), se puede encontrar riboflavina en el suelo en cantidades variables. De acuerdo con la fertilidad del suelos, cubierta vegetal, etc. En suelos bajo bosques, los autores encontraron 500 µ g de riboflavina y en suelos  bajo labranza y fértiles, cerca de 10 µ g por 00 g de suelo.

Después de la aplicación al suelo de fertilizantes orgánicos tales como paja, pasto o azúcar, la cantidad de riboflavina aumentó. A mayor cantidad de substancias orgánicas aplicadas, mayor fue la concentración de riboflavina en el suelo. Por ejemplo, después de aplicar pasto 15%*, se encontró cerca de 200 µg de riboflavina. Si la cantidad de pasto agregado era 10%, se encontraban 120 µg de riboflavina. En presencia de pasto de 5%, sólo se encontraron 60 µg de riboflavina. Las cantidades de riboflavina están dadas por 100 g de suelo (figura 62) *[El 15% se refiere al pasto, no está claro a qué se refiere el porcentaje]

Figura 62. Formación de riboflavina en el suelos, en presencia de distintas cantidades de substancias orgánicas (pastura de alfalfa) 1--15%; 3--5%

Para el final del período de crecimiento, en agosto-octubre, se encontró más vitaminas que en la primavera. La cantidad de riboflavina encontrada en la primavera fue de 80-300 µg, en e otoño alcanzó a 600-980 µg por 100 g de suelo.

Roulet (1954) encontró que la cantidad de biotina en la capa superior del suelo de un jardín botánico aumenta en el otoño y decrece en invierno y primavera.

De acuerdo con este autor, los suelos de bosques y pantanos contienen aún más vitaminas que los suelos de praderas.

La cantidad de substancias bióticas en el suelo cambia constantemente de acuerdo con las condiciones  externas, tales como temperatura, humedad, estación , etc.

Las vitaminas se conservan en el suelo por distintos períodos, la duración de los cuales dependen del suelo y las condiciones climáticas. De acuerdo con Stewart y Anderson (1942), las substancias estimulantes del crecimiento, pueden persistir en suelo seco por 3-4 años. De acuerdo con Schmidt y Starkey, 50% de la riboflavina puede detectarse en suelo fresco después de 3 años. El ácido pantoténico se descompone totalmente en un día.

Se pueden listar algunos aminoácidos como factores de crecimiento de las plantas inferiores y superiores. Las plantas sintetizan estos amino ácidos, de la misma manera que sintetizan vitaminas, pero, no obstante, la adición de pequeñas dosis de amino ácidos tiene un efecto positivo en el crecimiento de las plantas.

Nielsen y Hartelius (1938) ensayaron amino compuesto. Seis de ellos, ß-alanina, asparagina, ácido aspártico ácido glutámico, lisina y arginina, mejoraron marcadamente el crecimiento de organismos inferiores; la ß--alanina tuvo el mayor efecto. Cinco µg de ß-alanina por 50 ml de medio fue suficiente para incrementar el crecimiento y rendimiento en un 66% en peso seco. La máxima estimulación se encontró a la concentración de 1:100.000. La arginina actúa en una concentración de 1:20.000 y la lisina a una dilución de 1:4.000. La glutamina ejerce una acción positiva en el crecimiento de los organismos a una dosis de 1:1.000. Las substancias en tales dosis no se pueden considerar como fuentes de nutrición. Otros amino ácidos tales como la aspargina y otros pueden actuar a concentraciones todavía mayores y no pueden ser considerados factores de crecimiento, sino nutrientes.

La cantidad de aminoácidos en los suelos varía; depende de las propiedades del suelo y de las condiciones climáticas. Mientras más fértil sea el suelo, más amino ácidos contiene. La concentración de aminoácidos esta determinada  por la tasa de entrada al suelo y por su tiempo de preservación.

Esta lista no incluye todas las substancias bióticas de suelo. SE debe asumir que el suelo, lo mismo que otros substratos naturales, contiene muchas otras substancias desconocidas para nosotros, las que actúan como bio catalizadores, mejorando el metabolismo de los organismos.

Lochhead y Texton (1940, 1950, 1952) detectaron substancias activantes en el suelo, de naturaleza desconocida y que no podían ser reemplazadas por ninguno de los factores conocidos.

El Origen de las Substancias Bióticas del Suelo

Todas las diferentes substancias bióticas tienen su origen en la actividad metabólica de las plantas y  microbios.

Formación de substancias bióticas por las plantas: Se ha mencionado arriba que durante su vida, las raíces de muchas plantas excretan substancias que estimulan el crecimiento de organismos, por ejemplo, las semillas de Orobanche ramosa germinan sólo en la vecindad de las raíces de girasol, lino, maíz soja y algunas otras plantas. Las secreciones de las raíces de estas plantas activan el crecimiento delos brotes de Orobanche ramosa. El factor activador es termoestable y no se descompone por hervirlo o por prolongado secado. (Bartsinakii, 1935; Beilin, 1941).

De acuerdo con Golubinskii (1950), la campanilla estimula la germinación de las semillas de melón. Los granos de polen de las angiospermas mutuamente se estimulan para la germinación excretando substancias activantes (Golubinskii, 1946).

Timonin (1941) encontró tiamina y biotina en las secreciones radiculares del lino. Según él, estas vitaminas segregadas por la raíz considerablemente promueven el crecimiento y proliferación de microorganismos en la rizosfera.

West (1939) encontró tiamina y bio substancias en las secreciones radiculares de lino y tabaco

Meshkov (1952) encontró biotina y tiamina en las secreciones del maíz y arvejas. Según él, mientras más de estas substancias se segregan, mayor es el crecimiento de las plantas. El maíz segrega más biotina y las arvejas más tiamina. Las secreciones radiculares contienen vitaminas en las siguientes cantidades por g de peso seco de las plantas: maíz, .0,5402 µg de tiamina y 0,2388 µg de biotina; las arvejas, 0,6634 µg de tiamina y 0,2658 µg de biotina.

De acuerdo con nuestras observaciones las arvejas, el trigo y el maíz segregan más substancias bióticas en su período de desarrollo temprano que en el período de fructificación (Tabla 41).

Tabla 41
La presencia de vitaminas en las secreciones de las raíces de distintas plantas (µ g por ml de substancia nutriente)

Las plantas cultivadas en soluciones aireadas segregan más substancias bióticas que las cultivadas en soluciones con pobre aireación. Por ejemplo, el trigo cultivado con buena aireación segregó 0,21 µg de tiamina y el trigo cultivado en presencia de pequeñas cantidades de oxígeno segregó 0,11 µg de tiamina. Las respectivas cantidades de biotina segregada fueron: 0,8 y 0,6 µg (por cm³ del medio).

Hay indicaciones en la literatura que las semillas de varias plantas, al germinar segregan pequeñas cantidades de vitaminas al medio (Meisel, 1950; Schopfer, 1943).

Los compuestos bióticos pueden encontrar su camino al suelo junto con los residuos en descomposición. Se sabe que las plantas contienen considerables cantidades de varios compuestos que estimulan el crecimiento y desarrollo de los organismos Por ejemplo, de acuerdo con Burcholder y otros (1944), las siguientes cantidades  de tiamina están presentes en los tejidos de: soja, 47-61  x 10^-7; cebada 28-51.8 x 10^-7; maíz 17,6-31,2 x 10^-7 (en moles por kg de peso seco). Las partes aéreas contienen más tiamina que las raíces: En las hojas del maíz se observaron 17,6-30, 2 x 10^-7; y en las raíces, 4,06-9,78 x 10^-7 moles por 1 kg de masa seca.

Auxinas , vitaminas del grupo B, bios, vitaminas D, K C, H y P, ácido pantoténico, ácido para amino benzoico, ácido nicotínico, derivados purínicos y varias hormonas se han encontrado en las plantas (Zeding, 1955; Ovcharov, 1955, y otros.

Muchas substancias bióticas son excretadas en las heces de los animales y seres humanos. Por ejemplo, los humanos excretamos diariamente en la orina, 600 µg de tiamina, 600 µg de riboflavina, 620 µg de inositol y grandes cantidades de ácido pantoténico, como también otros compuestos (Meisel, 1950). En las heces de los seres humanos y los animales se encuentran vitaminas del grupo B, ácido pantoténico, ácido nicotínico, ácido fólico y otras substancias. Los investigadores muestran que estas substancias son sintetizadas por la microflora de los intestinos (Perets, Gryazno y Agibalova, 1948; Nepomnyashchaya, 1950; Najjar y otros, 1943-1950; Perets, 1955), Las vitaminas y otras substancias entran al suelo con el estiércol. De acuerdo con Bonner y otros (1938), 1kg de estiércol contiene 130 µg de tiamina. La riboflavina, el ácido pantoténico, el ácido nicotínico y otras substancias activadoras están presentes en el estiércol. Sauerland (1948) encontró considerables cantidades de substancias bióticas en el estiércol, heces y orina del ganado. Las cantidades de estas substancias fluctúan con las estaciones. Las mayores cantidades se encuentran en el verano, menos en el invierno. La cantidad de factores de crecimiento en el estiércol y heces animales también varían con la calidad del forraje.

Todas estas substancias encuentran su camino hacia el suelo y globalmente constituyen sólo una pequeña fracción del total de substancias bióticas en el suelo. Los microorganismos son el principal factor de enriquecimiento del suelo con estas substancias.

Los microorganismos Sintetizan Substancias Bióticas

Hace mucho tiempo que se conoce la capacidad de los microorganismos para sintetizar substancias bióticas.

Wildiers (1901) mostró la presencia de substancias activadoras en cultivos de levadura. Estas substancias fueron llamadas bio substancias por el autor. Quince o veinte años más tarde, varios especialistas pusieron atención a estas substancias. Se encontraron en distintos substratos orgánicos, en tejidos de plantas y en cultivos de muchos microbios.

Las investigaciones mostraron que las substancias bióticas son sintetizados paro distintos microorganismos, bacterias, hongos, levaduras, actinomicetes y otros. (Meisel, 1950, Ierusaimskii, 1940 Kudryashov, 1948; Bukin, 1940, Stephenson. 1951, Schopfer, 1943).

Los organismos se dividen de acuerdo con sus capacidades de sintetizar substancias bióticas en auxoautótrofos y auxoheterótrofos. Los primeros sintetizan todos los compuestos necesarios para su crecimiento y por lo tanto crecen en medios sintéticos avitamínicos. Los segundos no sintetizan, o mejor dicho, no sintetizan  todos las substancias bióticas necesarias y por lo tanto no pueden crecer en medios avitamínicos.

La capacidad para sintetizar distintos factores de crecimiento está presente en muchas, sino en todas las especies de bacterias del suelo.

Las bacterias quimio sintéticas son las más activas en sintetizar substancias bióticas. Pueden crecer en medios puramente minerales, completamente avitamínicos. Son capaces de sintetizar substancias orgánicas a partir del CO₂ atmosférico. Por ejemplo, se encontró, tiamina, riboflavina, ácido pantoténico, ácido nicotínico, vitamina B y algunos otros compuestos, en los cultivos de Thiobact. thioxidans (O'Kane, 1943). Estas y otras bacterias quimio sintéticas –las nitrificadoras y las bacterias oxidantes del metano y el hidrógeno- sintetizan su cuota completa de substancias bióticas. Sin esta habilidad no podrían haberse desarrollado en el medio mineral.

Las bacterias incapaces de asimilar el CO₂ pero que crecen bien en medios sintéticos avitamínicos con fuentes orgánicas de carbono, también son capaces de sintetizar substancias bióticas. A tal grupo pertenecen la mayoría de la microflora del suelo: Azotobacter, bacterias noduladoras de  la raíz, representantes de los géneros Peoudomonas, Bacterium, oligonitrofilos, micobacteria, y otros.

Boysen-Jonsen (1931) encontró que la heteroauxina es sintetizada por 16 especies de bacterias entre las  cuales estaban Ps. radiobacter, Bact. denitrificans, Bac. mycoides, Bac. subtilis, Bacterium sp., y otras. Raznitsyna (1938) empleando el método del coleóptilo ha detectado la formación de este compuesto por varios representantes de las bacterias y micobacterias. Ella dividió los organismos en tres grupos, de acuerdo con su habilidad para sintetizar auxinas: a) organismos que no las sintetizan (o las sintetizan en pequeñas cantidades) Mycobacterium rubrum, Az. vinelandii, Bac. mycoides, y otras, b) bacterias de mediana actividad, Az. agile, Az. chroococcum cepas 31, 35, Bact. coli, Myob. luteum, Ps. flourescens, cepas F. 24 y otras, c) bacterias que sintetizan grandes cantidades de auxinas, Bact. proteus, Ps. fluorescens cepa 21, Az. chroococcum cepa 54, Mycob, album, y otras.

Roberts I, y Roberts E. (1939) estudió la capacidad de las bacterias, hongos y actinomicetes para sintetizar heteroauxinas. Este compuesto fue sintetizado por 99 cultivos de un total de 150 estudiados. De acuerdo con los autores, los productores de auxinas más activos fueron las bacterias y actinomicetes. La heteroauxina se encontró en diferentes especies de bacterias no formadoras de esporas. Az. chroococcum, Pseudomonas, Bacterium, Vibrio, Mycobacterium, y muchas otras bacterias.

Además de auxinas se pueden detectar muchos otros compuestos en los cultivos de bacterias, tales como tiamina, riboflavina, ácido para amino benzoico, ácido nicotínico, ácido pantoténico, ácido fólico, vitamina C, vitamina K, vitamina B₃. vitamina B₁₂, inositol, biotina, pro vitamina D₂, alfa y ßcarotenos, factor R, factor Z, y otros (Detinova, 1937, Leo y Burris, 1943, Jones y Grooves, 1943; Burton y Lochhead, 1951, Lochhead, 1952; Lochhead y Burton, 1955),  La habilidad de las bacterias formadoras de nódulos de la raíz para sintetizar tiamina, riboflavina, ácido pantoténico, vitamina B₁₂ y otras fueron descubiertos por Burton y Lochhead (1951), Went y Wilson (1938, 1939). Estas  y otras vitaminas se encontraron en cultivos de Az. chroococcum, en varias especies y cepas del género Pseudomonas y en micobacterias. En años recientes se encontró vitamina B12 en muchas bacterias y especialmente en actinomicetes. Algunos de estos organismos, tales como Mycob. propionicum, A. rimosus, A. aureofaciens, y otros se emplean en la industria para la producción de esta vitamina. De acuerdo con nuestras observaciones, 90-95% de los actinomicetes asilados de suelos sintetizan vitamina B₁₂ (Krasil'nikov, 1954 c), De acuerdo con Darken, 64-66% de los actinomicetes del suelo sintetizan esta vitamina, (Darken, 1953).

Yamagutschi y Usami (1930) encontraron vitamina B₂ en 15 cultivos de bacterias (Bac. subtilis, Bac. Mesentericus, Bac. mycoides, Bact. prodigiosum, varios micrococos, y otros).

Landy, Larkum y Oswald (1943) encontraron ácido para amino benzoico en cultivos de 35 especies de bacterias y actinomicetes. Entre estos se encontraban: Bact. proteus , Ps. pyogenes, Bac. aerogenes, Bac. subtilis, Bac. megatherium, Mycob. diptheriae, Mycob. stereosis, y otros.

Herrick y Alexopoulus (1943) encontraron tiamina en cultivos de 22 especies de bacterias y actinomicetes.

De acuerdo con Schmidt y Starkey (1951), 99 especies de bacterias y actinomicetes, de un total de 150 especies estudiadas sintetizaron heteroauxina. Veintidós cultivos de bacterias de un total de 75 cultivos estudiados sintetizaron vitaminas en medios sintéticos.

Nosotros hemos estudiado 192 cultivos bacterianos aislados de distintos suelos de la URSS. Estos cultivos fueron ensayados para determinar su capacidad de sintetizar vitamina B₁ y heteroauxina. Los resultados están en la Tabla 42. Se puede ver que más del 50% de las bacterias estudiadas sintetizan B₁ y casi el 40% sintetiza heteroauxina.

Shavlovskii (1954, 1955) estudió cultivos de Ps. fluorescens, Ps. aurantiaca, Bact. herbicola y Ps. radiobacter de la rizosfera de plantas. Estas bacterias se cultivaron en medios sintéticos de una determinada composición y después de 8 días, se determinó el contenido de vitaminas de las células bacterianas y del filtrado del cultivo. Los resultados están en la Tabla 43.

Muchos hongos producen substancias bióticas. Así, por ejemplo, se detectó tiamina en cultivos de Aspergillus niger, A. oryzae, Penicillium glaucum, Mucor mucedo, Mucor racemosus, en algunas especies de Phytophithora, Rhizopus, Fusarium y otras; También en cultivos de levaduras como Torula utilis, Sacchar. Cereviseae, Sacchar. logos, Endomyces vernalis, Willia anomala (Bilai, 1955; Goinman, 1954; Bukin, 1940, y otros),

Se han encontrado hongos del suelo que sintetizan vitamina B₂. Algunos de ellos sintetizan esta vitamina en tales cantidades, que son usados en la industria. Estos son Candida (Oidium), Guilliermondella, Eremothecium ashbyi (Dikanskaya, 1951). En muchos hongos se han encontrado  biotina, ácido pantoténico, ácido nicotínico, ácido para amino benzoico, vitaminas C y K y muchas otras (Meisel, 1950).

Rogosa (1943) estudió 114 diferentes cultivos de levaduras tales como Torula sphaerica (26 cepas) T. cremoris (20 cepas), Sacch. fragilis, Monilia pseudotropialis, Mycotorula lactis, Sacch. anamensis, Torulaopsis kefyr, Torula lactosa, Zygosaccharomyces lactis y otras. En todos los cultivos encontró vitamina B₂ en cantidades dentro del rango de 0.6 a 0.11 µ g por ml de medio sintético

Las substancias bióticas se han encontrado también en los hongos micorriza. De acuerdo con Schaffstein (1938), los hongos micorriza de las orquídeas sintetizan factores de crecimiento requeridos por la planta huésped.

Los compuestos bióticos también son sintetizados por algas en el suelo. Ya fue mencionado antes, que estos organismos están ampliamente distribuidos enel suelo. Frecuentemente las algas crecen sobre la superficie de la tierra, formando una cobertura azul verdosa visible a ojo desnudo.

Se sabe que las algas segregan distintas substancias orgánicas –productos metabólicos (Goryunova, 1950). Dentro de estas substancias se encuentran substancias bióticas.

Ondratschek (1940)  encontró ácido ascórbico (vitamina C) en las secreciones de tales algas como Hormidium borlowi, H. flaccidum, H. nitens and H. stoechidium. El alga verde Chlorella sintetiza heteroauxina (Lilly y Leonian, 1941).

La mayoría de los microorganismos del suelo son parcialmente auxoautótrofos, esto es, requieren sólo algunas substancias bióticas. Por ejemplo, Clostridium butyricum requiere sólo biotina y sintetiza todos sus demás requisitos Algunas especies de bacterias requieren sólo tiamina o ácido pantoténico. De acuerdo con Burcholder, McWeigh y Mayer (1944) de 163 cultivos de levaduras 87% requirieron biotina, 35% tiamina y ácido pantoténico y 12 % requirieron sólo inositol.

Hay muchas bacterias que pueden sintetizar sólo una fracción de una molécula de vitamina. Por ejemplo, algunos organismos sintetizan sólo parte de la molécula de tiamina, ya sea tiazol o pirimidina, componentes de la vitamina B₁. Consecuentemente, la primera sólo requeriría pirimidina  y la segunda sólo tiazol.

Hay muchos microbios del suelo que requieren ß-alanina, destiobiotin. Ácido pimélico y algunos otros compuestos –compuestos de una u otra molécula de una substancia biótica (Meisel, 1950; lerumalimskii, 1949; Stephenson, 1951, y otros).

Thompson (1942) ha demostrado que las bacterias sintetizan vitaminas en cantidades que exceden lo requerido para su metabolismo. El exceso de vitaminas es liberado al entorno. El enriquecimiento del substrato con vitaminas, tiene lugar, no sólo a expensas de las células en descomposición, sino también, por medio de la secreción de vitaminas por los organismos vivos. No se excluye la posibilidad que algunas substancias bióticas sean productos de desperdicio de las células en crecimiento.

De acuerdo con Thompson, cerca del 50% de la tiamina sintetizada permanece ligada dentro de las células de las bacterias. Esta fracción encuentra su camino al suelo sólo después de la muerte y descomposición de las células.

La tabla  44 da una idea  sobre el aspecto cuantitativo de la síntesis de substancias bióticas por microorganismos. Esta información se ha compilado de diversas fuentes

De acuerdo con West y Wilson (1938, 1939) hay 19,6 µg de tiamina y 0,37 µg de riboflavina por g de peso seco de la bacteria noduladora de la raíz del trébol cultivada en medio sintético. Clostridium (Clostr. butyricum) sintetiza 0,9 µg/g de riboflavina y Micro. ochraceus, Micr. citreus, Ps. pyocyanea, cerca de 10-15 µg.

Yamagutschi y Usami (1939) encontraron cerca de 1,5 µg de tiamina por g de peso seco de células en cultivos de Ps. fluorescens, Ps. alba, y Bact. prodigiosum. En cultivos de  Bact. Proteu ellos encontraron 9-14 µg de tiamina por 1 g  de peso seco de células.

Muchas especies de micobacterias sintetizan considerables cantidades de substancias bióticas. Por ejemplo, Mycob. smegmatis sintetiza cerca de 135 µg de vitamina B₂ por ml de medio sintético y 36 µg por g de peso seco de células (Mayer y Rodbart, 1946). Cuarenta a ochenta µg por ml de medio  de la substancia activa micobactim se encontró en cultivos de Mycob. phlei (Francis at al., 1953).

Ostrowsky y otros  (1954) estudiaron las vitaminas en distintos microorganismos representativos. Sus resultados están indicados en la Tabla 45.

Las cantidades indicadas arriba no son estrictamente constantes. Pueden variar, dependiendo de la fase de crecimiento y condiciones del cultivo de las especies individuales de bacterias, hongos o actinomicetes. En algunos casos, las células viejas contienen menos vitaminas que las células jóvenes, mientras que en en algunas especies se observa el cuadro inverso: las células viejas contienen más vitaminas que las células jóvenes. Por ejemplo, algunos cultivos de Ps. radiobacter contiene más vitamina B₁ después de 8 días de crecimiento que después de 2 días de crecimiento.

En algunos medios, los microbios sintetizan muchos factores de crecimiento, en otros sólo unos pocos o ninguno.

La intensidad de la formación de vitaminas por los organismos del suelo está muy influida por los microbios simbióticos. Algunos de ellos suprimen la síntesis, mientras que otros estimulan este proceso. De acuerdo con Smalii (1954), Azotobacter (Az. chroococcum) en cultivo puro sintetiza 173 µg de heteroauxina (por masa celular 1 Placa de Petri en agar de Ashby) y en la presencia de los siguientes microorganismos, sintetiza esta substancia en las cantidades que se indica:

Bact. mycoides, 220 µg
Bact. denitrificans, 196 µg
Ps. radiobacter, 243 µg
Torula rosea, 234 µg
Act. Coelicolor, 188 µg
Penicill. Nigricans, 149 µg

La capacidad de sintetizar auxinas o vitaminas no caracteriza a una especie. Diferentes cepas de una y la misma especie difieren marcadamente entre sí. Por ejemplo, de más de 100 cepas de Az. chroococcum que hemos aislado en diferentes suelos y lugares de la URSS, algunas de ellas sintetizaron grandes cantidades y otras sólo pequeñas cantidades, o nada de nada. La formación de heteroauxina por los diferentes representantes de estos cultivos se muestra en los fotogramas de coleóptilo (Figure 63).

Figure 63. La formación de heteroauxina por distintos cultivos de Azotobacter chroococcum. La curvatura del coleóptilo después de la inmersión en el cultivo, expresado en grados:

a) cepa de museo 54, ángulo de desviación: 32°; b) cepa aislada de suelo de huerta en la vecindad de Moscú, ángulo de desviación: 10°; c) cepa aislada de los suelos de Kara Kum, ángulo de desviación: 8°; d) cepa aislada de suelo podsol cultivado (Estación Experimental Chashnikovo, Región de Moscú, ángulo de desviación: 0°; 1: coleóptilo de control; 2: experimento sumergido en el cultivo bacteriano.

Se obtuvo similar información al estudiar otras especies bacterianas y no sólo para heteroauxina, sino también para biotina, tiamina, riboflavina y otras substancias bióticas.

Aunque estrictamente no existe especificidad de especie para la síntesis de substancias bióticas, el análisis masivo muestra diferencias grupales en esa cuestión. Más cepas de Azotobacter sintetizan vitaminas y auxinas que bacterias del género Bacterium.

Sólo algunas especies de bacterias noduladoras de la raíz son capaces de sintetizar heteroauxina y éstas, son inclusive, formas débiles. Hemos investigado 12 especies de bacterias noduladoras de trébol, alfalfa, porotos, vicia, Lathyrus vermus, pulmonaria, arvejas,  Onobrychis, soja, lupino, acacia y astragalus. Todas estas especies o no sintetizaron heteroauxina para nada o la sintetizaron sólo en pequeñas cantidades (Figura 64).

Figura 64, Formación de heteroauxinas por distintas especies de bacterias noduladoras de la raíz. La magnitud de la curvatura por inmersión en cultivos de:

a) trébol rojo, el ángulo de curvatura: 6°; b) soja, ángulo de curvatura: 6°; c) habas, ángulo de curvatura: 3°; d) arvejas, ángulo de curvatura: 4°; e) vicia; 4°; f) trébol dulce: 2°; g) chauchas: 2°; h) proactinomicetes de nódulos de aliso: 3°; 1--control coleóptilo; 2—experimento inmerso en bacterias.

De 60 cepas de bacterias noduladoras de la raíz de la alfalfa, sólo 9 cepas sintetizaron este compuesto en cantidades suficientes para apenas provocar una curvatura perceptible del coleóptile. Se examinaron 15 cepas de  Rhizobium trifolii, 8 cepas de  Rhizobium leguminosarum y 15 cepas de  Rh. phaseoli. En todos los casos el cuadro fue el mismo.

No hemos detectado síntesis alguna de heteroauxinas por los proactinomicetes que forman nódulos en las raíces del aliso. Los actinomicetes y proactinomicetes del suelo sí sintetizan heteroauxina en mayor o menor medida.

De acuerdo con Starkey (1944),  el contenido de ácido nicotínico de los residuos de plantas está en el rango de 2,4 a 85 µg/g. La misma substancia, en células microbianas  es de 150-1.920 µg/g. Esto es, aproximadamente 25-60 veces más.

Se debe destacar que los estudios de substancias bióticas se llevaron a cabo sobre relativamente pocas especies de microorganismos. La elección de organismos fue hecha al azar y los estudios fueron restringidos a unas pocas vitaminas solamente, en la mayoría de los casos a tiamina y riboflavina.

Se debe asumir que en realidad, muchos y posiblemente todos los microorganismos del suelo, sintetizan estas y otras substancias bióticas, que juegan un papel esencial en la vida y metabolismo de los organismos inferiores y superiores.

Es obvio que bajo condiciones naturales (vida en el suelo) el metabolismo microbiano y la síntesis de substancias bióticas va a diferir de aquél bajo condiciones de laboratorio (en medios nutrientes artificiales).

Schmidt y Starkey (1951) han demostrado que si se introducen al suelo residuos de plantas que no contienen vitaminas, estas aparecen y se acumulan en mayor o menor medida debido a la descomposición de los residuos por los microbios. El aumento del contenido de riboflavina del suelo es concomitante con la intensificación del metabolismo microbiano (figura 65). Mientras más residuos de plantas se introduzcan al suelo, más intenso el crecimiento microbiano y la formación de riboflavina (Tabla 46)

Figura 65. formación de riboflavina en el suelo como producto del metabolismo de los microorganismos, la actividad de los cueles es determinada por la evolución del CO₂ en mg por 100 g de suelo:

1--riboflavina, en µg/100 g; 2--CO₂ en mg/100 g.

Se obtienen resultados similares si se introduce glucosa o sacarosa al suelo en lugar de paja. Las bacterias inoculadas en el suelo que carecen de vitaminas empiezan a crecer a expensas de los azúcares y se acumulan riboflavina, biotina, heteroauxinas y otros en el suelo.

De acuerdo con los cálculos de Meisel (1950), cerca de 400 g de vitamina B₁, 300 g de vitamina B₆ y 1 kg de ácido nicotínico son sintetizados por los microbios en la capa superficial de 1 hectárea de suelo fértil de las regiones del sur, durante una estación (9 meses)

Las substancias bióticas se conservan en el suelo por diferentes períodos de tiempo. Una preparación pura de una vitamina introducida en el suelo puede ser detectada durante varios días. De acuerdo con Schmidt y Starkey (1951), la riboflavina y el ácido pantoténico persisten en el suelo de 3 a 20 días o más (Tabla 47)

La riboflavina persiste más en el suelo que el ácido pantoténico. Ambos compuestos duran más en suelo estéril que en suelo contaminado, ya que las substancias bióticas, como todos los demás compuestos están sujetos a la descomposición microbiana.

Si el metabolismo microbiano se detiene artificialmente, las vitaminas introducidas en suelo contaminado persisten por los mismos períodos que en suelos estériles. Se encontró que los compuestos bióticos (vitaminas y heteroauxina) persisten en muestras de suelos secos tomadas de campos cultivados y fertilizados, de 3 a 4 meses a 4 años, dependiendo de la clase de suelo y sus propiedades como también de las propiedades de las mismas vitaminas (Stewart y Anderson, 1942).

Las vitaminas y otras substancias bióticas que entran al suelo por una u otra ruta son descompuestas y sintetizadas nuevamente por microorganismos. Algunas vitaminas desaparecen, otras aparecen. Hay un continuo reciclado de estas substancias en el suelo. Se puede encontrar substancias bióticas en el suelo durante todo el período vegetativo, mientras vivan los microbios, se reproduzcan y exhiban actividad metabólica. La cantidad de substancias bióticas está determinada por la tasa de su síntesis e introducción al suelo y también por su tasa de destrucción, o su estabilidad.

El Efecto de las Substancias Bióticas Sobre las Plantas

Se indicó arriba que las plantas verdes sintetizan para sí las substancias bióticas o fitohormonas necesarias . Bajo condiciones favorables para su crecimiento, esta síntesis cumple todos los requerimientos para el crecimiento normal. En ciertas, no infrecuentes circunstancias, aparentemente bajo condiciones desfavorables, las plantas sintetizan cantidades inadecuadas de estas substancias. Entonces se desarrollan avitaminosis específicas que se expresan en mayor o menor medida en la forma de ciertos disturbios fisiológicos y enfermedades

La distintas plantas reaccionan de diversas maneras a la adición de factores de crecimiento y vitaminas al substrato. Algunas responden con mayor crecimiento o cambiando el curso de los procesos bioquímicos. Otras reaccionan débilmente y aún otras, para nada. Esto nos permite asumir que las primeras producen sólo cantidades mínimas de las substancias activas que son insuficientes para su metabolismo normal, las segundas las sintetizan bastante activamente, pero en cantidades todavía insuficientes para satisfacer todas sus necesidades y las últimas las sintetizan en cantidades adecuadas.

Las investigaciones muestran que el último tipo de plantas, de ninguna manera sintetizan siempre cantidades de substancias bióticas. El contenido de vitaminas de las plantas varía dentro de un amplio rango, dependiendo de las condiciones externas de crecimiento. Varía de acuerdo con ls condiciones del suelo y el clima (Murry, 1948; Rakitin, 1953). Los fertilizantes tienen un gran efecto en la cantidad de vitaminas presentes en las plantas.

En todos los casos de avitaminosis, las vitaminas del substrato son absorbidas por la planta. Inclusive bajo condiciones normales de crecimiento, las plantas utilizan substancias bióticas listas, si están disponibles.

La utilización de vitaminas, auxinas y otros compuestos del suelo ha sido confirmada en muchos experimentos. Se han estudiado muchas plantas y substancias bióticas, bajo condiciones de laboratorio y de campo, en condiciones estériles y no estériles.

Los requerimientos de vitaminas y auxinas se ha estudiado en experimentos con órganos y tejidos aislados, y especialmente con raíces aisladas.

Se sabe que las raíces separadas de muchas plantas no crecen en medios sintéticos en ausencia de substancias bióticas y de una fuente de carbono. Si una raíz de 2-3 mm de longitud es separada de una planta que crecía en condiciones estériles y se la coloca en un medio sintético artificial (Medio de Bonner u otro)  crece en longitud para alcanzar dimensiones considerables y desarrolla raíces laterales, sólo si las substancias bióticas necesarias están presentes en el medio. En su ausencia,  o si la concentración es insuficiente, las raíces no crecen para nada o el crecimiento es débil.

Las investigaciones muestran que las raíces de diferentes plantas demandan diferentes factores de crecimiento. Por ejemplo, las raíces de lino requieren vitamina B₁, las raíces de arvejas, rábano picante, alfalfa, trébol y algodón requieren vitaminas B₁ y B₆; las raíces del tomate, estramonio y girasol, requieren vitaminas B₁, B₆ y ácido pantoténico (Bonner et al., 1937; Robbins y Bartley, 1922-1938; Robbins y Schmidt, 1939, 1945). Las raíces separadas de muchas plantas que crecen en medios sintéticos sintetizan todos los factores de crecimiento requeridos Algunas los sintetizan en cantidades suficientes para su crecimiento normal, otras producen cantidades insuficientes. Las primeras crecen bien en medios artificiales, las últimas requieren la adición de los factores faltantes (Bonner, 1942). Bonner y Bonner (1948) dan la siguiente información sobre las vitaminas requeridas por las raíces aisladas (Tabla 48).

La siguiente información muestra el efecto de las vitaminas, sobre el crecimiento de las raíces aisladas. La raíz de lino, en presencia de vitamina  B₁ creció 185 mm. Y en su ausencia, 31 mm en una semana. Se calcula que las raíces del lino sintetizan vitamina B₁ a la tasa de  0,02 µg por semana. Su requerimiento de vitamina B₁ para el normal desarrollo es de 2 µ g, i.e., 100 veces más de lo que ellas sintetizan.

Las raíces del trébol blanco crecen bien en un medio que contenga  vitaminas B₁ y PP*. *[No está clara la correcta denominación de esta vitamina] Aumentan su longitud con cada transferencia a un medio nutriente nuevo. En las primeras 5 semanas, las raíces crecen a 84 mm, el incremento de las próximas 5 semanas alcanza a los 109 mm., en la tercera a la quinta semana, el incremento es de 129 mm, en la cuarta a quinta semana, 136 mm y en las 5 semanas siguientes, 151 mm. El incremento se hace uniforme después de transferencias subsiguientes, llegando a aproximadamente 22 mm por semana.

Las raíces de girasol, en ausencia del complejo vitamínico o en presencia de sólo una de las vitaminas PP o B₆ detiene el crecimiento después de 7 transferencias a medio nuevo. Las raíces a las que les fueron suministradas las tres vitaminas, PP, B₁ y B₆ crecieron bien por un prolongado período, permitiendo muchas transferencias a medio nuevo. En las primeras cinco semanas, el incremento fue de 74 mm, en las próximas 5 semanas, alcanzó a 96 mm, en 5 semanas adicionales, 120 mm y en las siguentes dos semanas, 150 mm

Las raíces de plantas pertenecientes a distintas variedades de una y la misma especie reaccionan  en forma diferente a las vitaminas. Por ejemplo, una variedad de tomates requiere la vitamina B₆ y no responde a la vitamina PP y por lo contrario, otra variedad requiere la vitamina PP y no reacciona a la vitamina B₆ (Bonner y Bonner, 1948).

Ovcharov (1955) introdujo vitamina PP en un medio en el que cultivaba plantas de algodón cuyas hojas se habían cortado. Observó un mayor crecimiento de nuevas raíces sobre las viejas.

Went, Bonner y Warner (1938) han mostrado que la tiamina estimula el crecimiento de las raíces de las arvejas, limón y camelia. Los resultados fueron marcadamente pronunciados cuando se empleó una mezcla de tiamina y heteroauxina. También se obtuvieron resultados positivos en estos casos con una mezcla de vitamina B₁ y ácido indolacético (Grebenskii y Kaplan, 1948) y también con vitamina K, biotina y ácido pantoténico con biotina (Scheurmann, 1952).

Psarev y Veselovskaya (1947) notaron el efecto estimulante de la tiamina en la formación y crecimiento d las raíces del trigo.

En algunos casos, las raíces de ciertas plantas requirieron sólo parte de la molécula de vitamina. Por ejemplo, sólo tiazol o pirimidina (componentes de la vitamina B₁).

Algunas raíces requieren compuestos bióticos desconocidos y por lo tanto no pueden ser cultivadas In vitro.

Robbins (1951) en su revisión, aporta una lista de especies de plantas cuyas raíces pueden ser cultivadas en medios nutrientes. Hay 22 especies. Las raíces de 27 especies no pudieron ser cultivadas en forma aislada, aún con el agregado de varias vitaminas, auxinas, amino ácidos y otras substancias bióticas.

Se debe destacar que aún las raíces que pueden crecer in vitro, no lo hacen de la misma manera que cuando están unidas a la planta Crecen en longitud y se ramifican, pero no se engrosan, o si se engrosan lo hacen muy levemente. La actividad del cambium está total o casi totalmente suprimida. Consecuentemente, aún no se ha encontrado un medio totalmente adecuado para las raíces aisladas.

Las plántulas tienen pronunciados requerimientos de substancias bióticas. Los embriones de ciertas plantas se desarrollan mejor y más rápidamente en presencia  de ciertas vitaminas agregadas al substrato. Por ejemplo, el crecimiento de las plántulas de arveja separadas de los cotiledones, aumenta considerablemente en presencia de tiamina y biotina (Kögl y Haagen-Smit, 1936). Los ácidos pantoténico y ascórbico también actúan favorablemente sobre los embriones de arveja (Bonner T. y Bonner H. , 1948).

Los embriones de las plantas no sintetizan substancias bióticas, utilizan las reservas presentes en las semillas. Inclusive los brotes verdes de muchas plantas, en su etapa temprana de crecimiento, sintetizan las vitaminas débilmente o no lo hacen (Bonner et al., 1939). Los embriones maduros de estramonio se cultivan fácilmente en medio artificial sin vitaminas, mientras que los embriones no maduros requieren vitaminas PP, B₁, B₆, C y otras.

El ácido pantoténico también tiene un efecto favorable sobre los brotes de alfalfa. Las semillas de arveja tratadas con vitamina C mejoran su crecimiento en 213%, comparado con los controles. Los brotes de gramilla reaccionan positivamente a la adición al medio, de vitaminas B₁, PP, H y ácido pantoténico. Las semillas de uva germinan más rápidamente en la presencia de una solución al 0,01% de vitamina PP y, además, es más intensa la formación de raíces y crecimiento de las partes aéreas. (Flerov y Kovalenko, 1947).

El tratamiento pre siembra de las semillas de algodón con vitaminas B₁ y PP mejora considerablemente su germinación y el subsiguiente crecimiento de los brotes. Después del tratamiento con la vitamina germinó el 75% de las semillas, mientras que sólo el 45% en el control. La longitud de los brotes en el primer caso fue, en promedio, de 1,35 cm y de 1,65 cm, en el último (Zakharyants, Gorbacheva y Zglinskaya, 1950).

Se observó un incremento en el crecimiento y subsiguiente rendimiento de semillas de porotos cuando se las trató con vitaminas B₁ y PP. La altura de las plantas (de las semillas tratadas) fue mayor en 18%. El incremento de la masa vegetativa  en un 39% y el rendimiento en semilla del 28%, respecto de las plantas de control (Dagis, 1954).

Bonner et al. llegaron a la conclusión que cuanto menor el contenido de vitaminas de las hojas de las plantas, mayor es la reacción a la adición de estas substancias. De acuerdo con ellos, las arvejas y el tomate contienen 13-18 µg de vitamina B₁ por kg de hojas secas y no reaccionan a estos agregados. El repollo, cosmos, la camelia japonesa y otras contienen pequeñas cantidades de vitaminas en sus hojas y reaccionan positivamente al agregado de estas substancias. Sin embargo, esto no es válido para todas las plantas. Hay especies o inclusive, variedades de una especie que contienen pequeñas cantidades de vitaminas en sus hojas y reaccionan menos a su agregado que las plantas con mayor contenido de vitaminas

El agregado de vitaminas tiene un efecto favorable también sobre plantas maduras. Árboles de Tung con el agregado de 0,5 mg de vitamina crecieron en 70 días el doble que los controles. La aplicación de bajas concentraciones de vitamina B₁ a las amapolas aumentó el peso de sus cápsulas tanto como la cosecha en general. La aplicación de vitamina B₁ junto con agua tuvo un efecto favorable sobre el crecimiento  de la espinaca. El incremento de peso durante los 63 días del experimento excedieron muchas veces el de las plantas de control (Tabla 49)

*Esto no está explicado en el texto ruso. Probablemente se refiere a la posición de las hojas en las plantas.

Denisov introdujo vitamina B₂ en un substrato donde se cultivaban berenjenas y obtuvo un marcado incremento de rendimiento. Después de 77 días de crecimiento, las plantas de controlo tenían tallos de 7,1 cm de longitud, el peso de la parte aérea era de 48,5 g y el peso de las raíces 12,5 g. Los números correspondientes para las plantas cultivadas en presencia de la vitamina B₂ fueron 12,2 cm 121 g y 22.9 g (Ovcharov, 1955).

El crecimiento de injertos para viñas, soja y otras plantas se incremente bajo la influencia de la vitamina PP. Las plántulas de limón reaccionan marcadamente a la adición de esta vitamina (Tabla 50)

Datos similares fueron obtenidos por Matveev y Ovcharov (1940) en sus experimentos con una almendra de Bukara. Las plantas fueron rociadas con una solución acuosa de vitamina PP y adenina Se observó la apertura más temprana de los pimpollos y más rápido desarrollo de las hojas. El número de hojas fue 4 veces mayor que en las plantas de control.

La vitaminas juegan un considerable papel en el desarrollo de las orquídeas. Estas plantas, como ya se mencionó. Crecen mal, o directamente no crecen para nada sin el hongo micorriza. Se encontró que las semillas de orquídeas sólo contienen pequeñas cantidades de vitamina PP, que no son suficientes para la normal germinación. Esta escasez es suplida gracias al hongo micorriza. Tratando las semillas con vitamina PP se asegura la germinación normal en ausencia del hongo. El incremento de peso seco fue 3 veces mayor que el de las plantas de control. Se demostró que las orquídeas del grupo Vanda crecen bien en presencia de substancias obtenidas del hongo micorriza

Estas substancias se parecen por su acción a bios II (de acuerdo con  Kelly, 1952). De acuerdo con Noggle y Wynd (1943), algunas orquídeas crecen bien  en presencia de ácido nicotínico. Henrikson (1951) notó el efecto positivo de la tiamina, vitamina B₆ y el ácido nicotínico en la germinación y subsiguiente crecimiento de Thunia marschaliana Rchb. f. (Tabla 51).

Rakitin y Ovcharov (1948) emplearon vitamina PP y adenina para incrementar el crecimiento de plantas de algodón en sus estados tempranos de desarrollo Allí, no sólo el crecimiento, sino también la fructificación fue incrementada. El número de cápsulas se incrementó y el rendimiento en algodón (material crudo) fue considerablemente mayor que el de los controles. Zakhar'yants, Gorbacheva y Zglinskaya (1950) obtuvieron resultados similares. Ellas pulverizaron plantas de algodón con soluciones de vitamina PP y tiamina. La cosecha de algodón se incrementó en un 34,1 % en comparación con el control.

Las vitaminas solubles en grasas. A, E, K en contraste con las vitaminas del grupo B, suprimen el crecimiento y disminuyen  las cosechas de las plantas. El caroteno suprime el crecimiento del azafrán que es en sí rico en caroteno. La vitamina K suprime el crecimiento de los hongos, algunas bacterias  y las raíces de plantas superiores. La vitamina PP antagoniza la acción de la vitamina K. La vitamina E, de acuerdo con Schopfer (1950), detiene el crecimiento de ciertas plantas. La altura de las plantas en el control fue de 35,75 cm y en presencia de vitamina E, 6,14 cm. El número de flores en el control de 80,4 y con la vitamina, de 10.

Ovcharov (1955) sumergió las semillas en una solución de tiamina y extracto de levadura. Este procedimiento estimuló marcadamente el crecimiento  de la cosecha. También las semillas resultaron más grandes.

Söding, Bömke y Funke (1949) obtuvieron rendimientos 30% superiores con el tratamiento de sus semilla con ácido nicotínico, vitamina B₁, vitamina C y otras substancias.

También son dignos de mención, experimentos en condiciones estériles. McBorney, Bollen y Williams (1935) ensayaron la acción del ácido pantoténico sobre el crecimiento de la alfalfa bajo condiciones estériles en cultivos en arena, en un medio que no contenía nitrógeno. Se agregó ácido pantoténico en altas concentraciones. Las plantas en estas condiciones crecieron en presencia de ácido pantoténico (en grandes concentraciones de ácido pantoténico) mucho mejor y el rendimiento fue mayor.

Magrau y Mariatt, (1950) mostraron que un número de vitaminas, tales como tiamina, ácido nicotínico, biotina y el ácido pantoténico tienen un efecto positivo sobre el crecimiento de Poa annua L. bajo condiciones estériles. Swaby (1942) ensayó el efecto de ciertas substancias orgánicas, incluyendo algunas que contienen vitaminas, sobre el crecimiento de plantas de cereales y leguminosas, en presencia y en ausencia de microorganismos. Los experimentos mostraron que en la presencia de microorganismos, las substancias orgánicas ricas en vitaminas, tuvieron un efecto favorable en el crecimiento de las plantas.

Shavlovskii (1954) ensayó el efecto del ácido pantoténico, vitamina B₁, ácido nicotínico y vitamina B₆ sobre el crecimiento de la alfalfa. Esta fue cultivada sobre agar, bajo condiciones estériles durante 30 días. Los resultados están en la Tabla 52.

Experimentos análogos fueron realizados por Shavlovskii con trigo sarraceno. Las plantas fueron cultivadas en arena humedecida con la solución nutriente de Hellrigel, que contenía 1µg de la vitamina por ml. Otros cultivos fueron suplementados con extracto de levadura e hidrolizado de caseína, sin vitaminas. En una serie de experimentos se introdujo el cultivo bacteriano productor de vitaminas  de Ps. Aurantiaca Las plantas fueron cultivadas por 2 días y luego analizadas. Los resultados se indican en la Tabla 53