Revista Digital del Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias de Venezuela

 CENIAP HOY
 Número 6.    septiembre-diciembre  2004

Yusmary Espinoza

Unidad de Recursos Agroecológicos
CENIAP-INIA, Maracay

Azolla es un pequeño helecho flotante, el cual contiene un simbionte en la cavidad del lóbulo dorsal de las hojas. La presencia en esta cavidad de la cianobacteria filamentosa Anabeana azollae, convierte a esta asociación simbiótica helecho-cianobacteria en un fenómeno de gran interés en la agricultura por las entradas de N que esta planta pudiera introducir en los campos de arroz inundables. Azolla tiene un amplio intervalo de distribución altitudinal, desde cerca del nivel del mar hasta 5.000 msnm (Lumpkin y Plucknett, 1980). En general, Azolla prefiere condiciones frías y semisombreadas y se desarrolla mejor en contenidos altos de fósforo, tanto en el agua como en el suelo.

Existen siete especies de Azolla ampliamente distribuidas a nivel mundial. Esta distribución ha sido fuertemente influenciada por el hombre, debido a la introducción indiscriminada del helecho de un área a otra. En Venezuela se ha señalado la presencia de A. filiculoides, A. mycrophylla (Espinoza y Gutierrez, 2003) y A. carolininana (Ortega, 1980).

El esporofito de Azolla tiene hojas muy pequeñas, alternas, bilobuladas y que se sobreponen unas a otras (Figura 1). Las raíces de la planta son simples de 1 a 2,5 cm de largo. La cianobacteria (Figura 2) es un organismo fotosintético y se encuentra permanentemente asociado con las plantas de Azolla, tanto en la fase sexual como en la fase asexual del helecho (Peters et al. 1979).

Figura 1.  Planta de Azolla.

Figura 2. Filamentos de Anabeana azollae; Células vegetativas (1); heteroquistes (2).

La reproducción del helecho puede ser de dos tipos: una asexual o vegetativa y otra sexual. La vegetativa se da por la fragmentación de ramas laterales que se separan del tallo principal y la sexual a través de la producción de esporocarpos machos (microesporocarpos) y hembras (megaesporocarpos), características de los helechos heteroesporeos.

La capacidad de fijar nitrógeno atmosférico por parte de la asociación Azolla-anabaena ha sido demostrada directa e indirectamente. El proceso de fijación de N₂ se desarrolla en forma paralela al crecimiento de la planta. A medida que las hojas se desarrollan la tasa de fijación aumenta, por lo tanto, cuando las hojas están completamente desarrolladas llegan a su fijación máxima. La fijación varía con la especie o con el ecotipo utilizado (Becking, 1986).

En Venezuela, la tasa de fijación de N (TFN) ha sido evaluada en accesiones de Azolla provenientes de diferentes zonas del país (Espinoza y Gutiérrez, 2003), observándose la mayor TFN en la recolectas procedente del estado Portuguesa (13,78 mg N/g/día) y la menor en accesiones proveniente del estado Barinas (10,32 mg N/g/día. Sin embargo, se observó en las accesiones de baja TFN una alta tasa relativa de crecimiento (TRC) (0,23 g g^-1 día^-1) y un bajo tiempo de duplicación (TD) (3,10 día). De acuerdo con Singh et al. (1981) los helechos que presentan altas TRC y bajos TD se perfilan como una fuente importante de materia orgánica para el suelo debido a su rápida multiplicación utilizando nitrógeno atmosférico como fuente de N.

Azolla necesita una solución completa de nutrientes parecido a muchas plantas superiores. El principal elemento en su nutrición es el fósforo. Sin embargo, los requerimientos de P varían entre los diferentes ecotipos del helecho. Estudios realizados en Venezuela indican una gran diferencia en la habilidad para crecer con limitaciones de fósforo (Espinoza y Gutiérrez, 2004). Estos autores encontraron diferencias que variaron entre 2 y 4 mg/L de requerimiento de P externo para alcanzar su máxima producción de materia seca, comparando ecotipos procedentes de diferentes regiones del país.

UTILIZACIÓN DE Azolla EN LA AGRICULTURA

Por sus características de crecimiento y fijación de nitrógeno, Azolla tiene un gran potencial como fuente de N para algunos sistemas agrícolas. El nitrógeno producido por la fijación simbiótica, puede ser disponible para la planta de arroz por descomposición del helecho Azolla, o por excreción del nitrógeno al medio ambiente.

Los campos preparados para plantar arroz se inundan y se siembra el helecho a una proporción de 7,5 a 10 t/ha. Cuando ha alcanzado la densidad necesaria (entre 5 a 10 días; aproximadamente, 22 a 25 t/ha), se drena el agua y se incorpora al suelo (Ferentinos et al. 2002). Cuando Azolla es incorporada al suelo el nitrógeno orgánico contenido en su estructura celular es mineralizado, y de esta forma queda disponible para la planta de arroz. Por otra parte, la asociación simbiótica normalmente excreta al medio ambiente acuático 25% del nitrógeno fijado en un período de 30 días de incubación. De acuerdo con Watanabe et al. (1981) la incorporación de Azolla al cultivo de arroz proporciona 50% del N necesario para producir 5 t de arroz. A pesar de las grandes cantidades de N que la asociación simbiótica Azolla-anabaena puede aportar para el cultivo de arroz, ensayos realizados en África han demostrado que la mejor producción del cultivo (2.835 kg/ha) se obtiene cuando Azolla es mezclada con urea a una proporción de 7.000 kg Azolla/ha + 43,5 kg N/ha, comparado con fertilizante químico donde se obtuvo una producción de arroz de 3.158 kg/ha (Carrapico et al., 2000).

Aun cuando la mayor productividad del arroz se obtiene cuando se utiliza únicamente fertilización química, los precios de estos fertilizantes han obligado a recomendar el uso de fertilizante químico combinado con compost de Azolla. Además, el uso de Azolla para cultivos de arroz no solo reduce el uso de fertilizantes nitrogenados químicos, sino que proporciona materia orgánica debido a su rápida multiplicación. Como consecuencia de la incorporación y descomposición de Azolla se forma un compuesto húmico. El humus aumenta la capacidad de retención de agua y promueve la aireación, drenaje y agregación del suelo. Por otra parte, Azolla es importante en el ciclaje de nutrimentos, ya que, cuando el helecho esta creciendo absorbe nutrimentos del agua principalmente P (consumo de lujo del elemento P). Cuando Azolla es incorporada al suelo, estos nutrimentos pueden ser liberados en la medida que avance la mineralización de la materia orgánica del suelo. La liberación de P en la descomposición de Azolla es un criterio importante de considerar cuando la utilización de esta simbiosis esta dirigida hacia suelos con limitaciones en la disponibilidad del elemento.

El uso de organismos fijadores de N como Azolla puede efectivamente ayudar a mejorar una agricultura más sustentable, por una disminución del riesgo de problemas asociados con los efectos adversos sobre la fertilidad del suelo causados por el uso continuo por largos periodos de tiempo de los fertilizantes químicos. Sin embargo, es necesario hacer evaluaciones del impacto de la aplicación de las grandes cantidades del helecho sobre la producción de gases invernadero como CO₂ y N₂O, producidos como consecuencia de la descomposición de la materia orgánica y desnitrificación del NO₃ producido como consecuencia de la descomposición, condiciones anaeróbicas y C presente.

Becking, J. H. 1986. Nitrogen fixation by the Azolla-Anabaena symbiosis. In: Proceeding of International Atomic Energy Agency. The role of isotopes in studies on nitrogen fixation and nitrogen cycling by blue-green algae and the Azolla-Anabaena Azollae association. IAEA, TECDOC 325. Vienna, Austria. Pp 53-61

Carrapico, F., Teixeira G., y Diniz A. A. 2000. Azolla as a biofertiliser en Africa. A challenge for the future. Revista de Ciencias Agrarias. 23(2-4):120-138.

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Ferentinos, L., J. Smith y H. Valenzuela. 2002. Azolla. In: Sustainable agriculture green manure crops. Cooperative Extension Service. University of Hawai. SA-GM-2. 3 p.

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Watanabe, I., Ke-Zhi B., Berja N. S., Espinas C. R., Ito O. y B. P. Subuchi 1981. The Azolla-anabaena complex and its use in rice culture. IRRI 69:1-11.

Referencia de este artículo:

Espinoza, Y. 2004.  POTENCIALIDAD DE Azolla anabaena COMO BIOFERTILIZANTE PARA CULTIVOS DE ARROZ. Revista Digital CENIAP HOY. Número 6, septiembre-diciembre 2004.  Maracay, Aragua, Venezuela. URL: www.ceniap.gov.ve/ceniaphoy/articulos/n6/arti/espinoza_y/arti/espinoza_y.htm  Visitado en fecha: