La historia del cultivo del suelo puede alterar la forma en que el maíz distribuye los recursos entre los mecanismos de defensa directos e indirectos contra los insectos. Experimentos con suelos sometidos a cultivo de guisantes, rábanos, triticale o barbecho mostraron diferencias en la producción de benzoxazinoides y la emisión de indol tras el ataque del gusano cogollero. Este efecto también se extendió a la interacción entre la plaga y un depredador generalista.
Los investigadores evaluaron el maíz cultivado en suelos con cultivos heredados de guisante (Pisum sativum), rábano (Raphanus sativus) y triticale. Un área en barbecho sirvió como control. El equipo investigó la respuesta de las plantas al ataque de Spodoptera frugiperda, así como la interacción de las orugas con el depredador Harmonia axyridis (doi 10.1016/j.baae.2026.04.003).
Los resultados indicaron una compensación entre diferentes estrategias defensivas. El maíz cultivado después de los guisantes presentó una mayor proporción de indol en la mezcla de compuestos volátiles liberados tras la herbivoría. Este compuesto forma parte de los mecanismos de defensa indirecta del maíz. Su acción participa en la señalización vegetal y puede favorecer respuestas relacionadas con la atracción de enemigos naturales.
En el otro extremo, las plantas cultivadas en suelo en barbecho mostraron una mayor concentración de benzoxazinoides en sus hojas. Estos metabolitos actúan como defensa química directa contra los herbívoros. Tras 48 horas de alimentación por la oruga cogollera, la cantidad total de estos compuestos en el maíz en barbecho alcanzó aproximadamente el doble de los valores registrados en los demás suelos.
La respuesta al indol siguió una dirección diferente. La herbivoría aumentó la emisión de este compuesto, mientras que el tipo de suelo también mostró un efecto independiente. Las plantas cultivadas después de guisantes registraron casi el doble de proporción de indol en el aire en comparación con las plantas de tierras en barbecho. Sin embargo, la diferencia entre suelos se manifiesta en un compuesto específico, y no en el conjunto de volátiles: en el perfil general de la mezcla, el efecto del tipo de suelo fue solo marginal (P = 0,0549). Los investigadores no detectaron una respuesta similar, asociada con el legado del suelo, para otros compuestos evaluados, incluidos los volátiles de las hojas verdes, los monoterpenos y los sesquiterpenos.
Según la interpretación de los científicos, los resultados apuntan a una posible redistribución de los recursos metabólicos entre la defensa directa e indirecta. El indol participa en vías metabólicas relacionadas con los benzoxazinoides, si bien diferentes enzimas producen reservas de indol con funciones distintas dentro de la planta. En suelos con un legado de leguminosas, el maíz orientó la respuesta hacia una mayor participación del mecanismo indirecto. En suelos en barbecho, se observó una mayor inversión en ciertos compuestos de la defensa directa.
Los investigadores también analizaron la expresión de un gen relacionado con el inhibidor de proteasa. La alimentación con Spodoptera frugiperda indujo esta respuesta en todos los tratamientos. Sin embargo, el tipo de suelo no produjo una diferencia significativa en el nivel de inducción. El resultado indica la ausencia de un efecto uniforme del legado de los cultivos de cobertura sobre todos los mecanismos de defensa del maíz.
El efecto se observó en la relación entre la oruga y Harmonia axyridis. En un ensayo sin opción de elección, el depredador consumió orugas a un ritmo similar, independientemente del tipo de suelo. En el ensayo con opción de elección de presa, se produjo una respuesta diferente. Los adultos mostraron una preferencia significativa por las orugas alimentadas con maíz cultivado después de guisantes. Estas orugas tuvieron más del doble de opciones de elección en comparación con los individuos de los tratamientos con triticale o barbecho.
La composición química de las orugas también cambió. Los individuos alimentados con maíz cultivado en suelo con restos de guisantes acumularon concentraciones más altas de diferentes benzoxazinoides en comparación con las orugas del tratamiento con rábano. El suelo en barbecho mostró valores intermedios para estos compuestos. El tratamiento con triticale se excluyó de este análisis: las orugas criadas en este suelo eran más pequeñas de lo esperado, lo que dificultó la detección de los compuestos. El estudio registró concentraciones de benzoxazinoides en el cuerpo de Spodoptera frugiperda mucho mayores que las encontradas en el tejido vegetal. Sin embargo, los investigadores enfatizan la necesidad de realizar más estudios para aclarar el papel de esta acumulación en la interacción con depredadores y parasitoides.
El experimento utilizó suelo recolectado en 2022 y 2023 de un área de investigación de cultivos de cobertura en Pensilvania, Estados Unidos. El sitio se había gestionado orgánicamente sin insumos químicos desde 2014. Una vez finalizada la siembra de los cultivos de cobertura y su incorporación al suelo a finales de la primavera, el equipo recolectó la capa superficial del suelo hasta una profundidad de veinte centímetros. Las muestras se sometieron a un análisis de composición dentro de cada tratamiento y se utilizaron para el cultivo de maíz en un invernadero.
Para los investigadores, los nutrientes y las comunidades microbianas se encuentran entre los posibles componentes del efecto legado. El estudio no diferenció la participación de cada factor. El equipo observó tendencias en los perfiles de nutrientes, pero no evaluó los cambios en la estructura de la comunidad microbiana. Por esta razón, el trabajo no atribuye los resultados a un mecanismo específico.
Los datos amplían el debate sobre el uso de cultivos de cobertura en el manejo integrado de plagas. La elección de la especie precedente puede tener efectos que van más allá de la estructura del suelo, el ciclo de nutrientes y la conservación del agua. El legado que queda en el suelo también puede modificar las vías de defensa química del maíz, la calidad de los herbívoros como presas y el comportamiento de los enemigos naturales. Según los científicos, alinear la elección del cultivo de cobertura con el resultado defensivo deseado podría servir como una herramienta natural para la supresión de plagas. Añaden que futuros estudios que integren la microbiota, el flujo de nutrientes, el crecimiento de las plantas y las interacciones entre especies serán importantes para consolidar este enfoque.
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