Leveraging microorganisms and biostimulants: mitigating salinity stress in crops with agricultural biologicals

Abstract

Background and Aims Soil salinity is an increasing threat to crop production and, as a consequence, improving the level of salinity tolerance has become a priority in plant research. Biologicals, including microorganisms and biostimulants, can play a significant role in enhancing plant tolerance to salinity stress, which is further fueled by soil degradation and climate change. Methods This review explores the mechanisms by which these agents contribute to salinity tolerance.

Results Microorganisms such as plant growth-promoting rhizobacteria, mycorrhizal or endophytic fungi improve plant resilience by facilitating nutrient uptake, producing phytohormones, and enhancing antioxidant activities. They alter root architecture and exude signals that improve water use efficiency, allowing plants to better manage osmotic stress. Biostimulants, comprising amino acids, humic substances, plant and seaweed extracts, further bolster plant tolerance by regulating ion balance and stimulating metabolic pathways associated with the stress response. Some of these substances enhance photosynthetic efficiency, thus maintaining plant growth and productivity under saline conditions. Collectively, the synergistic interaction of microorganisms and biostimulants cultivates a robust soil-plant interface, providing a sustainable strategy to mitigate the impacts of salinity.

Conclusion Continued research is needed to optimize their application methods and to understand the complex interactions within specific crop and soil systems, enabling agricultural systems to adapt to increasing soil salinity levels.

Antecedentes y objetivos La salinidad del suelo es una amenaza creciente para la producción agrícola y, en consecuencia, mejorar el nivel de tolerancia a la salinidad se ha convertido en una prioridad en la investigación vegetal. Los biológicos, incluidos los microorganismos y los bioestimulantes, pueden desempeñar un papel significativo en la mejora de la tolerancia de las plantas al estrés salino, un problema agravado por la degradación del suelo y el cambio climático.

Métodos Esta revisión explora los mecanismos mediante los cuales estos agentes contribuyen a la tolerancia a la salinidad.

Resultados Microorganismos como las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal, los hongos micorrícicos o endofíticos mejoran la resiliencia de las plantas al facilitar la absorción de nutrientes, producir fitohormonas y potenciar las actividades antioxidantes. Además, modifican la arquitectura radicular y liberan señales que mejoran la eficiencia en el uso del agua, permitiendo a las plantas gestionar mejor el estrés osmótico. Los bioestimulantes, que incluyen aminoácidos, sustancias húmicas, extractos vegetales y de algas marinas, refuerzan la tolerancia de las plantas al regular el equilibrio iónico y estimular las rutas metabólicas asociadas a la respuesta al estrés. Algunas de estas sustancias incrementan la eficiencia fotosintética, contribuyendo así al mantenimiento del crecimiento y la productividad de las plantas en condiciones salinas. En conjunto, la interacción sinérgica de microorganismos y bioestimulantes cultiva una interfaz suelo-planta más robusta, proporcionando una estrategia sostenible para mitigar los impactos de la salinidad.

Conclusión Se necesita continuar con la investigación para optimizar los métodos de aplicación y comprender las complejas interacciones en sistemas de cultivo y suelo específicos, lo que permitirá que los sistemas agrícolas se adapten al aumento de los niveles de salinidad del suelo.