Biofertilizantes microbianos

En 2008 surgió un proyecto de tesis de licenciatura que tuvo como objetivo lograr el aislamiento e identificación de bacterias fijadoras de nitrógeno para mayor crecimiento de plantas. Este trabajo sería el principio de una serie de investigaciones cuyo eje son los biofertilizantes microbianos.

En 2014, los esfuerzos del Departamento de Investigación en Alimentos (DIA) de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec) en torno a este tema (junto con otras instituciones), darían origen al libro Biofertilizantes microbianos, en donde se conjuntan diversas investigaciones con resultados detallados y propuestas de desarrollo de proyectos para productores agrícolas.

La doctora Adriana Carolina Flores Gallegos, profesora investigadora de tiempo completo del DIA de la Facultad de Ciencias Químicas de la Uadec, explica qué son los biofertilizantes microbianos, el origen de estas investigaciones y su importancia científico-agrícola.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es un biofertilizante?

Adriana Carolina Flores Gallegos (ACFG): Un biofertilizante puede ser una sustancia sólida o líquida proveniente de un proceso de fermentación, en donde además se pueden agregar minerales naturales o incluso microorganismos vivos que, después de llevar a cabo procesos de descomposición y síntesis, van a atribuir un proceso benéfico en un determinado cultivo.

AIC: ¿Por qué se les llama biofertilizantes microbianos?

ACFG: A veces pueden usarse sustancias sólidas o líquidas, no necesariamente de origen microbiano. En el particular caso de los biofertilizantes microbianos, el producto sí está formulado con microorganismos vivos que van a producir sustancias que promueven el crecimiento de una planta, ya sea cuando se aplican a nivel de semilla, a nivel de hoja, a nivel de raíz o a nivel de suelo, porque precisamente este va a lograr colonizar el área de la rizósfera de la planta para así favorecer su crecimiento.

AIC: ¿Cómo surgió el proyecto y quiénes colaboraron en él?

ACFG: Este proyecto surgió del desarrollo de una tesis. Actualmente conocemos que las plantas tienen requerimientos muy particulares de ciertos nutrientes, existen los micronutrientes y los macronutrientes. Una de las principales deficiencias que muestran los cultivos en cuanto a nutrientes es el nitrógeno, que es de hecho uno de los principales componentes de los fertilizantes sintéticos.

Como una alternativa para resolver diversos problemas surgió el proyecto del desarrollo de una tesis para el aislamiento e identificación de bacterias fijadoras de nitrógeno. Este proyecto comenzó alrededor de 2008 y después de elaborarse, terminarse y presentarse, se recibió una invitación para publicar esta investigación e integrarla en un manual por parte de una editora internacional. Cuando surge esta propuesta, se evaluó la posibilidad de en lugar de dirigirlo únicamente a microorganismos fijadores de nitrógeno, expandir un poco más la propuesta, dado que en el departamento se habían dado otras investigaciones en el ámbito de microorganismos que pudieran encajar en el tema de los biofertilizantes.

En un principio nos enfocamos en las bacterias fijadoras de nitrógeno; sin embargo, había proyectos que se habían desarrollado para el aislamiento y evaluación de microorganismos que pudieran solubilizar el fósforo, otro de los nutrientes esenciales para las plantas, de microorganismos halófilos, del uso de agentes de biocontrol de plagas, así como resultados de investigaciones respecto a la producción de sustancias que promovían el crecimiento de plantas y gran diversidad de estudios.

AIC: ¿Cuál es su innovación y/o importancia científica?

ACFG: El término biofertilizantes no es algo nuevo, la innovación que se presenta es que se conjuntan y detallan en un libro, desde una forma muy básica, los requerimientos especiales de las plantas, se enlistan las funciones de los micro y macronutrientes dentro de la planta para comprender cuáles son los requerimientos para la formulación de este tipo de biofertilizantes.

Va desde la parte más básica hasta cada uno de los posibles mecanismos con los que puede funcionar un biofertilizante y cómo producirlos, de dónde obtener los microorganismos, cómo aislarlos e identificarlos por técnicas bioquímicas y molecularmente, las enzimas que pueden estar involucradas en la asimilación de nutrientes, la identificación de sus genes y su aislamiento.

En los distintos capítulos se abordan diferentes microorganismos empleados como biofertilizantes, su evaluación in vitro y en campo con resultados a gran escala, para que esta información se conozca y se pueda evidenciar su efecto positivo en los cultivos, así como estrategias de posible escalado de producción. Todo con un lenguaje muy sencillo y asimilable para todo público.

AIC: ¿Por qué resultan importantes para la agroindustria?

ACFG: El beneficio del uso de biofertilizantes ha sido muy discutido, podemos abordarlo desde varios aspectos. Desde la parte ambiental dentro del ámbito de la agricultura y como una de las principales actividades del país, con la tecnificación de este proceso se ha excedido el uso de fertilizantes sintéticos que ha tenido repercusiones en la microflora y la microfauna.

El uso de los biofertilizantes representa una alternativa ecológica que permitiría restaurar los daños hechos en los suelos por diversos excesos y proveería a los consumidores de un alimento con mayor calidad y seguridad nutrimental.

También es una alternativa económica, representaría un ahorro y lo vuelve disponible para todo tipo de productores. Incluso pueden llegar a sustituir los fertilizantes sintéticos total o parcialmente sin interferir uno con el otro. Además al ser de una fácil aplicación, no requieren de gran tecnología para ello. Es muy accesible en todos los aspectos.

AIC: ¿En qué tipo de plantas y/o cultivos pueden aplicarse?

ACFG: Se han probado en diferentes cultivos, principalmente tratan de aplicarse en aquellos cultivos que, por ejemplo, tienen menor índice de fijación de nitrógeno como frijol, lechuga, tomate.

Se pudiera usar en todo tipo de cultivos, siempre y cuando se conozcan los requerimientos nutrimentales del cultivo y las condiciones de ese suelo, porque un microorganismo no va a poder adaptarse a todos los suelos y dependiendo de las condiciones.

AIC: ¿Se han aplicado a gran escala?

ACFG: (Los biofertilizantes) ya se aplican en campo, por ejemplo en México se ha aplicado en leguminosas, en soya para la fijación de nitrógeno durante tres años con incremento en la producción. Sagarpa (Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación) promovió su uso entre 1999 y 2000. Existen reportes de otros cultivos en donde también se ayuda a que se incremente la resistencia al estrés hídrico en caso de sequía o frío; en Querétaro se aplicó en frijol con un mayor rendimiento comprobado.

En investigaciones del departamento, junto a otras instituciones, se restauraron suelos con fines agrícolas en Durango para poderlos utilizar, se usaron en cultivos de tomate. Internacionalmente, en la India se usa mucho en la caña de azúcar y promueven el rendimiento hasta 25 por ciento.

AIC: ¿Cuáles son los próximos retos de estas investigaciones?

ACFG: Uno de los retos es conocer los requerimientos específicos de una planta, aquí interviene mucho el conocimiento del productor, quien conoce las condiciones de su suelo, también es importante conocer la flora nativa que ya existe en estos cultivos, puesto que podría tener en algún momento competencia con los microorganismos del biofertilizante.

El gran reto sería que el diseño de estos biofertilizantes se base principalmente en la flora nativa de un cultivo, para que se favorezca la adaptación del cultivo. El otro reto es la presentación y comercialización de estos productos, así como el control de calidad del producto. También es necesario el estudio continuo de la microflora de los cultivos en los que se aplican para monitorear el balance de las poblaciones de estos microorganismos en el suelo.