MYCORRHIZAE 101

Scott InmanMYCORRHIZAL APPLICATIONS, LLC.

DEFINICIONES

• MICORRIZAS : SIMBIOSIS

• MICORRIZAS : HONGOS

• MICORRIZAS : PROPAGULOS

1. MICORRIZAS : SIMBIOSIS

Se crea una relación de beneficio mutuo entre el hongo y la planta que es caracterizado por el movimiento de carbono hacia el hongo y losnutrientes inorgánicos hacia la planta.Se crea así un enlace critico entre la planta, raízy el suelo.

Raices y hongos de Micorrizas

Aca se puedeobservar el beneficio mutuoentre suelo, hongos y raíces.

4 9/25/2017

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• Los Hongos Micorrizas forman simbiosis con mas de un 90 % de las plantas

• Desde hace 400 millones de años se sabe existe unarelación entre ellos.

• Pocas especies de micorrizas son especificas. Para distintasplantas.

• Las Micorrizas proveen de una mejor absorción de nutrientes y también de una mejor absorción de agua haciala planta.

• No pueden funcionar sin la raiz de una planta .

• Ellos juegan un rol muy importante en la biología del suelo.

• ( proteina : glomalina)

• Existen distintos tipos de micorrizas.

2. Micorrizas : Hongo

ECTOMYCORRHIZAE

TIPOS DE MICORRIZAS

ENDOMYCORRHIZAE (ARBUSCULAR MYCORRHIZAE)

MONOTROPOID MYCORRHIZAE

ARBUTOID MYCORRHIZAE

ECTENDO-MYCORRHIZAE

ORCHID MYCORRHIZAE

ERICOID MYCORRHIZAE

ENDOMICORRIZAS

• Forman una asociación con mas del >80% de las

especies de las plantas.

• Colonizan plantas adentro de las raíces en las

celulas corticales.

• La raíz no es alterada morfologicamente - es muy

dificil determinar cuando han sido colonizadas- Solo

se pueden ver bajo microscopio.

• Se forman hifas en el suelo y en los tejidos de las

plantas.

• Hifas intracelulares tienen forma como de arbolitos

ramificados donde se produce el intercambio de

nutrientes.

• Las estructuras reproductivas, esporas, estan en la

planta o afuera de ella en el suelo.

• Las condiciones ambientales y los exudados de la

raíz inducen la germinación de las esporas en el

suelo.

COLONIZED

NON- COLONIZED

MICORRIZAS :PROPAGULOS - AMF

FRAGMENTOS DE RAICES COLONIZADASROOT FRAGMENTS

Fragmentos de las raices colonizadaspermiten un crecimiento y colonizacion mas rapida.

Las esporas normalmenteestan en dormancia y germinan mas lentamente que los fragmentos de las raices.

ESPORAS DE HONGOS HIFAS

Las hifas de los hongos son efectivos cuando hay inoculacion.

SE PUEDE REESTABLECER LA RED DE HIFAS DE LAS MICORRIZASSI EXISTEN RAICES COMO HOSPEDEROS.

ECTOMICORRIZAS

• Estan asociadas solo al 5-10% de las especies de plantas en la tierra.

• Los hospederos son las coníferas y algunos arboles de hoja caduca, ( avellanos

europeos).

• Forman cuerpos frutales de hongos..

• La raíz es alterada en su morfología y son fáciles de reconocer.

• Las raices son mas gruesas y ramificadas despues de su infeccion.

• Las hifas no penetran a las celulas corticales..

• Las raices se ven roedadas de micelio e hifas.

Image: Shannon Wright

MICORRIZAS: PROPAGULOS-ECTO

ESPORAS

Las esporas son la fuenteprimaria del inoculoobtenidasde los cuerposfrutales coleccionados.

FUNGAL HYPHAE

Vegetative mycelium has short shelf life and sold in vermiculite carrier. Limited versatility.

Debido a la naturaleza y tecnologia para la produccion de las ectomicriizas, no estan consideradas como propagulos. No es factible que ellas crezcan in vivo.

Canola, mustard

Plantas no Micorrizables

Cabbage, broccoli, kale, cauliflower

Pigweed

Carnation Beets

Spinach

VISION MAS CERCANA A LAS RAICES

RAICES vs. HIFAS RADICULARES

Pelos Radicales:- La longitud mazima es de varios

milimetros.- La absorcion de Carbon ocurre solo

en las puntas de las raices.- La absorcion de nutrientes es

atraves de un pool. - La cantidad de nutrientes

absorbidos es bajo.

Hifas de Micorrizas:- La longitud maxima es de 20-25”- La absorcion de nutrientes ya ua ocurre

a lo largo de toda la raiz donde estanlas hifas.

- La abosricion mineral es de la parte soluble e insoluble dle pool.

- La absorcion de nutrientes es mas eficiente.

COMO FUNCIONAN LAS MICORRIZAS?

Area delimitada en el suelo para la

absorcion de nutrientes .

Area de extension del volumen del suelo exploradopor las hifas de las micorrizas.

• En el suelo las raices estanlimitadas a un volumen bajode absorcion de nutrientes.

• Las Hifas de las Micorrizascrecen mas alla de la zona delimitada.

• El Area de absorcion aumentaen aproximadamente a 50x.

QUE SUCEDE CON LAS PLANTAS EN BOLSAS?

• En contenedores no hay mas espacio para la exploracion de raices.

• La absorcion de nutrientes esmas facil por las micorrizas:– Producen enzimas que convierten

los nutrientes en formasbiodisponibles.

– Aumentan la produccion de enzimas mas solubles para las raices.

– Trabajan junto con otrosmicroorganismos para convertir losmo¿inerales insolubles a solublesen la planta.

BENEFICIOS MAS IMPORTANTES

AUMENTAN EL CRECIMIENTO RADICULAR• Rapido establecimiento de las plantas

recien plantadas.

• Aumentan ala absorcion hasta 50 veces mas.

• Aumenta la biomasa radicular y losrendimientos . (e.g., papas, cebollas, zanahorias)

AUMENTAN LA ABSORCION DE NUTRIENTES Y AGUA

• Aumenta la disponibilidad de nutrientes.

• Permite una menor irrigacion y tambienuna menor fertilizacion.

BENEFICIOS MAS IMPORTANTES

• Hay un mejor estblecimiento y vidade las plantas.

• Es mejor cuando la inoculacion esefectuada antes del transplante.

AUMENTA LA TOLERANCIA AL STRESS

• Sequias, calor , niveles toxicos de minerales, etc.

• Las Micorrizas absorben losminerales toxicos pero no lostransportan a las plantashospederas.

• Mejora el estado general de las plantas.

REDUCE EL SHOCK DEL TRANSPLANTE

OTROS BENEFICIOS DOCUMENTADOS

AUMENTO Y TOLERANCIA A PESTES Y PATOGENOS

• A traves de la induccion de resistencia que producen las micorrizas.

PRODUCCION DE SEMILLAS Y FERTILIDAD DE ELLAS

• AumentA el vigor de las generaciones que vienen.

• Aumenta la fetilidad y la sobrevivencia la las semillas que provienen de plantas micorrizadas.

ELEVACION DE LA PRODUCCION DE METABOLITOS SECUNDARIOS

• Efectos positivos en la produccion de ingredientes activos en plantasmedicinales.

• Terpenos, fenolesls, alcaloides

MEJORA LA CALIDAD DEL SUELO

• Se aumenta la produccion de Glomalina en las particulas del suelo.

• Se eleva el oxigeno en el suelo y los niveles de carbono.

• Suelos que no han sido trabjados contienen un gran numero de

micorrizas potenciales y otros microbios beneficiosos.

• Algunas practicas agricolas pueden ser perjudiciales para las

micorrizas:

• Fumigación

• Sobre- fertilización

• Cultivos anteriores no micorrizados.

• Labranza

• Barbechos

• Compactación .

• Cultivos hidropónicos.

• Una vez que han sido dañados las poblaciones de Micorrizas se

demoran en recolonizar las raices debido a que tienen que migrar

desde otras plantas hospederas

POR QUE ES LA INOCULACION DE MICORRIZAS BENEFICIOSA?

FUMIGATED SOILS

ISOLATED ROOT ZONESBARE-ROOT PLANTS

OVER-FERTILIZATION

HYDROPONICS, AEROPONICS

ARTIFICIAL GROWTH MEDIACONTAINERIZED PLANTS

URBAN PARKS

ROADSIDE LANDSCAPING

GOLF COURSES

HEAVY TRAFFIC AREAS

NEW HOUSING DEVELOPMENT AREAS

Hongos Micorrizas

• Han sido muy bien estudiados

– Estimados > 80,000 referencias en la literaturasobre ellas.

• Sobre 600 millones de años.

• 95% de todas las plantas forman simbiosiscon las micorrizas.

Groups Benefits Glomusmosseae

Glomusaggregatum

Glomusintraradices

Glomusetunicatum

Yield Increase Increases crop yield 5 3 10 11

NutrientUptake

Increases Nitrogen (N) and phosphorus (P) uptake 33 5 45 40

Enzyme activity increases access micro-nutrient uptake 11 6 15

Tolerant of high fertility levels 1

RootImprovement

Increases root and soil enzyme activity 1

Increases root biomass 3 2 10 13

Promotes root health, including root pathogen suppression 23 23 25

PlantPhysiology

Improves plant establishment, survival & growth 33 7 46 50

Increases flowering and fruiting 2 5 1

Improves performance of palms, fruit and nut trees 8 1 12

Improves performance in woody perennials 2

Plant Tolerances

Improves plant performance in sandy soils 1 1

Improves plant salinity tolerance 4 3 2

Improves plant tolerance to insect pressure 1 1

Improves plant tolerance to environmental stresses, e.g. temperature extremes

1

Improves plant drought tolerance 33 2 45 11

Improves plant tolerance to a wide array of soil quality deficiencies, including toxicities e.g. heavy metals

2 1 2 4

Soil BiologyEnhances benefits contributed by collateral soil micro-organisms

9 1 10 3

No. of citations documented in published papers

FUNCIONES DE LAS MICORRIZAS

*Total No. of publications reviewed: 585

Key Agronomic Production Limitations (KAPL)

9/25/2017 Confidential - Internal Use Only 25

Drought & Heat Stress

•Drought occurrence increasing within prime agriculture zones

•Plant stress caused by heat increasing in occurrence

•Water quality and quantity increasing production costs

Toxic, Alkaline & Saline Stress

• Soil productivity decreasing from water quality and quantity

• Soil productivity decreasing from over fertilization

•Productivity of land decreasing due to production practices

Crop Nutrient Limitations

•Regulations to manage off-site nutrient movement

•Regulations mandating restrictions on nutrient use and quantity

•Nutrient use efficiency impacting production profitability

Indicadores de Calidad de Suelo

Physical Chemical Biological

Estructura pHRangos de

Respiracion

Densidad CEC Lombrices

Drenaje Nutrientes disponibles Numero de microbios

Rangos de Infiltracion

de aguaMateria Organica Biomasas microbiales

Capacidad de

Retencion de AguaSales Solubles

Diversidad de

Especies

Suelo Contaminantes Patogenos

26 9/25/2017

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Micorriza Arbuscular Mejora la estructura del Suelo

• Junto con ayudar en el estado general de la planta tambienpueden ayudar positivamente influenciando la estructura del suelo.

• En 1996, cientficos de USDA, identifcaron la ‘glomalina’, unaglycoproteina producidaen abundancia en las hifas de las microrrizas .

• Glomalina actuacomo una goma y une los microa gregados del suelo y los transforma en macro-agregados.

• Los Beneficios de esto : – Reduce la erosion por viento y agua. – Mejora la infiltracion de agua. – Aumenta la retencion de agua cerca de las raices.– Mejora la penetracion de las raices y tambien el osigeno en el

suelo reduciendo la compactacion de este.27 9/25/2017

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Glomalina – 1/3 del carbon del suelo en la tierra

Source: www.ars.usda.gov/is/AR/archive/sep02/soil0902.htm

Soil before extraction

Glomalin Soil after extraction

Fig. 2 Glomalin is extracted from soil with high heat. After removal of Glomalin, soil is transformed from a rich brown color to a grey mineral color.

28 9/25/2017

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Impacto en la ProduccionAgricola

Tamaño de Arboles

3rd leaf trunk cross sectional area

5

6

7

8

9

10

11

12

Treated Trees Control Trees

TCSA

(cm

^2)

Dahle Orchard

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Treated Trees Control Trees

TCSA

(cm

^2)

Wade-Rufener Orchard

+19.3% +12.3%

Calidad de la Fruta

Fruit Size Fruit Firmness

29

29,5

30

30,5

31

31,5

Treated Trees Control Trees

Fru

it S

ize

(m

m)

320

330

340

350

360

370

380

390

400

410

420

Treated Trees Control Trees

Fru

it F

irm

ne

ss (

g/m

m)

Wade-Rufener Orchard

+2% +5.6%

MICORRIZAS Ensayo de Mortalidad de arbolesYork Springs, PAAztec Fuji; Planted 4/19; 4x14 (8 trees per block)Mycorrhizae Treatment: Rows K-O; 40 g in 25 gal, root dip

% Loss Row 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

3 AD 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2

5 AC 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 4 0 0 1

5 AB 1 0 0 0 1 0 2 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0

6 AA 0 1 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 2 1 0 1 1 0 1

8 Z 0 0 0 2 1 0 0 2 0 4 0 1 0 1 2 0 0 0 0 0

5 Y 0 0 0 0 1 1 0 0 2 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0

5 X 0 0 0 0 0 0 0 1 0 3 0 0 1 0 0 0 0 0 1 2

8 W 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 4 1 0 0 1 0 3 1 0

7 V 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 3 1 0 0 1 2 0 0 1

13 U 0 0 0 0 0 1 1 1 1 3 1 0 0 1 4 2 2 1 2 1

17 T 0 2 3 0 0 1 1 2 1 2 4 3 1 1 1 3 2 0 0 1

10 S 1 0 0 0 0 1 2 2 2 0 0 0 1 0 0 2 2 2 0 2

13 R 0 0 0 1 0 0 0 3 2 1 1 3 0 3 0 2 1 3 1 1

18 Q 3 0 1 0 1 1 3 2 4 4 4 0 0 1 1 1 0 0 2 2

7 P 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 3 1

1 O 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 N 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 M 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 L 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

6 K 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 2 1 1 0 0 0 1 0 1 2 0

27 J 2 1 2 3 2 2 4 2 4 3 1 6 2 0 2 1 1 2 1 2 3

17 I 5 1 1 1 4 3 1 4 1 1 3 2 0 0 0 1 1 0 0 0 0

9 H 1 0 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 6 0

20 G 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 0 1 5 4 3 0 5 3 2 5

16 F 0 0 0 3 1 4 0 0 0 0 2 3 7 4 1 1 2 0 0 0 0

3 E 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1

8 D 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2 2 2 3 0 2 0 0 0 0

10 C 1 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 1 2 2 2 1 1 3

9 B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 5 0 2 0 1 0 1 2 1 0

28 A 1 0 0 2 3 3 2 0 1 4 3 5 2 2 2 6 4 2 6 0 0

Mycorrhizae Treatment: Apple Grower Demo: Tree Mortality Replacement Costs

2,4

11,1

0

2

4

6

8

10

12

% Tree Loss

Mycorrhizae

UTC

Location: York Springs, PAAztec Fuji; Planted 4/19/16; 4x14 (778 trees/A)Mycorrhizae Treatment: 40 g in 25 gal, root dip

$152/A

$688/A

%

%

9/25/2017 Confidential - Internal Use Only 33

MANZANOS 2016

0,145

0,155

0,165

0,175

0,185

0,195

Control MA EndoMaxx MA Endo

% N

utr

ien

t co

nte

nt

Foliar Phosphorus (Apple Trees)

Mycorrhizae A Mycorrhizae B

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

Control MA EndoMaxx MA Endo

Foliar Nitrogen (Apple Trees)

Mycorrhizae A

34 9/25/2017

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Mycorrhizae B

2016 ENSAYOS: LIMONES

35 9/25/2017

Confidential - Internal Information Only

36 9/25/2017

Confidential - Internal Information Only

Mycorrhizae BMycorrhizae B

Untreated Control Endo Granular

Salt treatment Salt + Endo Granular

Mycorrhizae B

Salt + Mycorrhizae B

Efectos de las Micorrizas en la Inoculacion de

AlmendrosStress Hidrico

• Roots of almond seedlings were either treated with Mycorrhizae C prior to planting or left untreated as controls.

• Seedlings were grown under the same irrigation regime until August 4th, at which time ½ of the treated and ½ of non-treated replicates ceased to be irrigated.

Photo taken 100 days after transplant; 46 days without water:

38 9/25/2017

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Roots treated @ transplant with Mycorrhizae C

Untreated controls

2014 Almond Tree Drought Trial(Photo taken 100 days after transplant; 46 days without water)

Roots treated @ transplant with Mycorrhizae C

Untreated control

• Roots of 16 seedlings sprayed with Mycorrhizae C prior to planting.

• Roots of 16 seedlings left untreated as controls.

• No irrigation after 8/03/2014.

• Avg. daytime temp. during non-irrigated period: 92.3o F.

• Photo taken 9/19/2014 (46 days with no water.)

• Bare root almond seedlings received from BurchellNursery, Fowler, CA on 6/10/2014.

• 32 seedlings transplanted June 13, 2014.

2014 Almond Tree Drought Trial:

Mycorrhizae B

SOPORTE TECNICO• Es facil producir ( in vivo) micorrizas por compañias pequeñas.• Las pequeñas compañias dominan el merdado.• Esta compañias no tienen suficientes recursos para efectuar ensayos

como las compañias grandes que tienen programas de Desarrollo.• Las compañias grandes deben generar datos de eficacia,credibilidad y

proveer de soporte tecnico.• Se deben crear servicios y ensayos para medir colonizacion de raices,

evaluaciones, viabilidad de las esporas, conteo de propagulos, y ensayos de infecciones.

ESPECIFICACIONES DE MICORRIZAS

• Mucha variabilidad.

• Cada especie de hongo puede formar una asociacion con diferentes tipos de plantas.

• Una planta puede tener un gran numero de asociacionescon distintos tipos de hongos al mismo tiempo.

PERO:

• Diferentes especies son responsables de diferentesfunciones y beneficios.

• Las condiciones ecologicas pueden afectar la presencia de los hongos.

• Las distintas especies de Hongos pueden cambiardependiendo de la fenologia de la planta.

• La diversidad de microbios inoculados es importante.

9/25/2017Confidential - Internal Use Only 44

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION!