Por Mundoagro.cl el 26 julio, 2018

El estímulo apropiado

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el estimulo apropiado

Con el  incremento  de  la  demanda  global  de  alimentos,  fibra  y  bioenergía,  el  uso  eficiente  y  eficaz  de  los  recursos  se  ha  convertido  en  un  gran  desafío,  pues  de  ello  depende  la  sustentabilidad  agrícola,  ambiental,  industrial  y  de  los  mercados.  Es  por  esto  que  en  los  últimos  años  el  interés  en  agricultura  inteligente,  productiva  y  eficiente,  con  la  aplicación  de  insumos  en  la  dosis  justa  y  en  el  tiempo  y  lugar  preciso,  manteniendo  o  mejorando  la  calidad  del  suelo,  del  agua  y  del  entorno,  se  ha  posicionado  con  más  fuerza  no  solo  desde  el  punto  de  vista  político  y  legal,  sino  también  desde  los  consumidores  finales  que  prefieren  comprar  productos  saludables,  inocuos  y  producidos  con  baja  huella  ambiental.  Lo  anterior  genera  cambios  de  paradigmas  en  los  productores  y  exportadores.

A  nivel  del  manejo  del  suelo  y  la  nutrición  de  los  cultivos  se  ha  venido  estableciendo  el  concepto  de  manejo  integrado,  que  busca  mejorar  la  calidad  del  suelo  en  sus  aspectos  físicos,  químicos  y  biológicos.  Se  busca  desarrollar  suelos  de  buenas  características  físicas,  equilibrados  nutricionalmente  y  activos  desde  el  punto  de  vista  microbiológico.  Esto  permite  cultivar  plantas  sanas,  de  buen  desarrollo  radicular  que  sostenga  una  buena  estructura  aérea  y  buenos  rendimientos  y  calidad.  La  utilización  de  diferentes  bioproductos  de  origen  microbiano  (bioinoculantes),  materia  orgánica  y  otras  fuentes  naturales  de  productos  de  uso  agrícola  (de  origen  animal  o  vegetal)  se  integran  como  parte  de  la  estrategia  en  los  nuevos  programas  de  nutrición,  enmiendas  de  suelo  y control  de  plagas  y  enfermedades.

Bioinoculantes

Los  microorganismos  benéficos  del  suelo  se  han  aislado  y  estudiado  desde  principios  del  siglo  XIX  y  hoy  existen  numerosos  grupos  de  investigación  trabajando  en  aislamiento  y  descripción  de  nuevas  especies  microbianas,  en  particular  bacterias,  con potencial  para  la  agricultura,  la  biorremediación,  la  biomedicina  y  la  industria  alimentaria.  Dentro  de  los  microorganismos,  a  nivel  agrícola  se  han  desarrollado  diferentes  prototipos  y  productos,  con  distintas funciones,  que  se  conocen  con  el  nombre  genérico  de  bioinoculantes.

Los  bioinoculantes  pueden  servir  como  biofertilizantes,  bioestimuladores,  reguladores  de  estrés,  agentes  de  biocontrol,  degradadores  de  materia  orgánica  o  como  biorremediadores  cuando  son  aplicados  a  suelos  y  cultivos.  Los  microorganismos  rizosféricos  que  producen  estimulación  de  crecimiento  vegetal,  o  PGPR,  se  han  incluido  dentro  del  término  bioestimulante,  junto  con  otros  compuestos  que  se  mencionan  más  adelante.

Biofertilizantes

La  demanda  de  nutrientes  de  los  cultivos  puede  ser  satisfecha  a  través  de  la  aplicación  de  fertilizantes  y  materiales  orgánicos  que  los  aporten.  Sin  embargo,  existen  grupos  de  microorganismos  capaces  de  suministrar  parte  de  los  requerimientos  nutricionales  del  cultivo  a  través  de  distintos  mecanismos:  los  más  comunes  son  mineralización  de  la  materia  orgánica  del  suelo,  fijación  biológica  del  nitrógeno  atmosférico  y  solubilización  de  nutrientes  que  se  encuentran  formando  parte  de  compuestos  de  baja  solubilidad  en  el  suelo.  La  aplicación  de  microorganismos  descomponedores  de  materia  orgánica  permite  mineralizar  los  nutrientes  (mineralización:  paso  de  nutrientes  en  forma  orgánica  a  inorgánica)  presentes  en  la  materia  orgánica,  dejándolos  disponibles  en  la  solución  del  suelo.  Por  su  parte,  los  fijadores  de  N  atmosférico  pueden  ser  de  vida  libre  (Azotobacter  sp.,  algas  verdeazules),  asociados  a  la  rizósfera  del  cultivo (Azospirillum  sp.)  o  simbióticos  (Rhizobium sp.).

Finalmente,  los  solubilizadores  de  nutel estimulo apropiado 2rientes  pertenecen  a  distintas  especies,  y  solubilizan  los  nutrientes  a  través  de  distintos  mecanismos,  en  particular,  la  acidificación  o  alcalinización  del  medio,  dependiendo  del  pH  del  suelo.

Un  biofertilizante  puede  definirse  como  una  formulación  que  contiene  células  vivas  o  latentes  de cepas  microbianas  eficientes  como  fijadores  de  nitrógeno  o  solubilizadoras  de  nutrientes,  aplicadas  a  las  semillas  o  al  suelo,  con  el  objetivo  de  incrementar  el  número  de  estos  microorganismos  en  el  medio  y  acelerar  los  procesos  microbianos  para  aumentar  las  cantidades  de  nutrientes  que  pueden  ser  asimilados  por  las  plantas  o  acelerar  los  procesos  fisiológicos  que  influyen  sobre  el  desarrollo  y  rendimiento  de  los  cultivos.  En  el  mercado  existen  biofertilizantes  de  fósforo  a  base  de  cepas  seleccionadas  de  Pseudomonas fluorescens  capaces  de  suministrar  entre  el  25  y  40%  de  las  necesidades  de  P  de  varios  cultivos,  con  un  incremento  en  los  rendimientos  de  entre  el  10  y  20%.

Con  respecto  al  nitrógeno  cepas  nativas  y  seleccionadas  de  RhizobiumBradyrhizobium pueden  aportar  entre  el  60  y  75%  del  N  demandado  para  frejol,  maní,  soya  y  otras  leguminosas.

En  el  manejo  integrado  de  la  nutrición  (MIN)  el  uso  de  biofertilizantes  es  absolutamente  factible;  sin  embargo,  un  punto  clave  es  la  reducción  de  las  dosis  de  nutrientes  y  la  aplicación de  fuentes  de  C,  de  manera  que  los  microorganismos  puedan  trabajar  adecuadamente.  Por  ejemplo,  la  presencia  de  abundante  N  o  P  en  la  solución  del  suelo  inhibe  la  fijación  biológica  del  N  atmosférico  o  la  solubilización  de  P,  respectivamente.

BIOESTIMULANTES 

Los  productos  llamados  biostimulantes  se  han  transformado,  en  el  último  lustro,  en  una  estrategia  de  gran  interés  para  la  agricultura  intensiva  de  exportación.  Su  característica  principal  es  que,  siendo  materiales  diferentes  a  los  fertilizantes,  aplicados  en  bajas  dosis  promueven  el  crecimiento  vegetal,  a  nivel  de  raíces,  parte  aérea  y  fruta.  Un  bioestimulante  se  define  como  un  producto  que  contiene  células  vivas  o  latentes  de  cepas  microbianas,  previamente  seleccionadas,  que  se  caracterizan  por  producir  sustancias  fisiológicamente  activas  (auxinas, gibelinas,  citoquininas,  aminoácidos,  péptidos  y  vitaminas)  que  al  interactuar  con  el  sistema  planta,  desencadenan  diferentes  eventos  metabólicos,  en  función  de  estimular  el  crecimiento,  desarrollo  y  rendimiento  de  los  cultivos.

A  diferencia  de  los  biofertilizantes,  los  bioestimulantes  no  están  directamente  asociados  a  la  sustitución  de  nutrientes  en  los  cultivos,  sino  que  se  emplean  independientemente  de  la  aplicación  o  no  de  estos  insumos.  La  expresión  de  los  bioestimulantes  se  logra  cuando  las  plantas  están  adecuadamente  nutridas.

El  término  bioestimulante  es  el  más  complejo  de  definir  pues  siendo  un  formulado  de  origen  biológico  puede  estimular  la  productividad  de  las  plantas  no  sólo  de  forma  directa  sino  también  indirecta.  Esto  es  por  su  efecto  sobre  propiedades  o  complejos  bioquímicos  que  desencadenan  otras  reacciones  en  la  planta,  y  no  sólo  como  consecuencia  de  la  presencia  de  algún  nutriente  esencial,  reguladores  de  crecimiento  o  compuestos  protectores.  Estos  grupos  incluyen  las  sustancias  y  microorganismos,  que  van  desde  ácidos  húmicos,  hormonas  (auxinas,  citoquininas  o  derivados),  bacterias  PGPR  y  hongos  benéficos.

Dada  la  dificultad  para  determinar  un  “modo  de  acción”  para  un  bioestimulante,  y  reconociendo  la  necesidad  de  que  el  mercado  de  estos  insumos  logre  legitimidad,  las  empresas  que  desarrollan  los  productos  así  como  los  organismos  de  regulación  deberían  enfocar  la  investigación  y  validación  de  bioestimulantes  sobre  las  pruebas  de  eficacia  e  inocuidad,  y  la  determinación  de  un  conjunto de  mecanismos  de  acción,  y  no  necesariamente  reducirse  a  la  determinación  de  un  modo  de  acción  específico.  Si  bien  existe  un  claro  imperativo  comercial  para  racionalizar  los  bioestimulantes  como  una  clase  discreta  de  productos,  también  existe  un  convincente  campo  biológico  para  el  desarrollo  científico  y  la  experimentación  con  estos  productos,  con  la  expectativa  de  que  esto  pueda  conducir  a  la  identificación  de  nuevas  moléculas  biológicas  y  fenómenos,  vías  y  procesos  que  no  se  habrían  descubierto  si  la  categoría  de  bioestimulantes  no  existiera  o  no  se  considerara  legítima.

BIORREMEDIACIÓN

Algunos  autores  consideran  que  la  siguiente  generación  de  inoculantes  microbianos  se  desarrollará  con  base  en  la  biorremediacion.  Este  campo  implica  el  uso  de  microorganismos  para  inactivar,  inmovilizar  (secuestrar)  o  degradar  compuestos  tóxicos  presentes  en  el  suelo.

La  capacidad  de  las  bacterias  para  degradar  compuestos  tóxicos  y  con  potencial  como  promotores  o  bioestimulantes  sugiere  que  estas  bacterias  podrían  interactuar  efectivamente  con  las  plantas  en  suelos  agrícolas  contaminados,  por  una  parte,  llevando  a  cabo  la  degradación  de  contaminantes  y,  por  otra,  aumentando  los  rendimientos  de  los  cultivos.  En  Chile,  el  uso  de  biorremediadores  es  de  particular  interés  en  suelos  contaminados  con  metales.

Cuando  las  bacterias  están  en  interacción  con  las  plantas  de  cultivo,  la  expresión  de  los  genes  implicados  en  la  biorremediación  y  la  promoción  del  crecimiento  de  las  plantas  puede  ser  fundamental  para  obtener  el  efecto  beneficioso.  Algunos  autores  plantean  que  estos  genes  podrían  activarse  o  desactivarse  dependiendo  de  las  condiciones  ambientales,  lo  que  sugiere  que  las  diferentes  condiciones  de  suelo  en  los  campos  de  cultivo  pueden  estar  afectando  la  expresión  génica,  que  explicaría  las  diferencias  obtenidas  entre  los  ensayos  de  laboratorio  y  de  campo.

PROBLEMÁTICAS  EN  EL  USO  MASIVO  DE  BIOINOCULANTES

Estos  productos,  independientemente  de  su  función,  deben  cumplir  con  tres  características  fundamentales  y  esenciales  en  su  formulación:

1 Favorecer  el  crecimiento  de  microorganismos  previstos.

2 Llevar  lo  necesario  para  mantener  el  número  de  células  microbianas  viables  en  buenas  condiciones  fisiológicas  durante  un  período  de  tiempo  aceptable.

3 Entregar  suficientes  microorganismos  al  momento  de  la  inoculación  para  alcanzar  un  número  umbral  de  individuos  que  generen  una  respuesta  de  la  planta;  es  decir,  el  inoculante  debe  contener  suficiente  número  de  individuos  viables  después  del  proceso  de  formulación.

A  pesar  del  gran  número de  informes  que  muestran  las  ventajas  del  uso  de  PGPB  (Bacterias  promotoras  de  crecimiento  vegetal)  en  los  cultivos,  la  aplicación  comercial  de  estos  microorganismos  es  todavía  poco  explorada  en  comparación  con  la  cantidad  total  de  tierras  agrícolas  del  mundo.  Varias  son  las  razones,  pero  dos  aspectos  fundamentales  son  la  formulación  y  los  factores  ambientales  sobre  los  que  deben  establecerse  los  microorganismos.

Las  formulaciones  microbianas  no  siempre  tienen  la  eficacia  deseada.  Así  como  la  aspirina  no  es  sólo  ácido  salicílico,  un  bioinoculante  no  es  sólo  el  (o  los)  microrganismo  (s)  de  interés.  El  producto  antes  de  salir  al  mercado  deberá  formularse  adecuadamente.

el estimulo 3La  formulación  consta  de  dos  partes:  portador  o  carrier,  que  se  refiere  a  componentes  o  sustratos  abióticos  (sólido,  líquido  o  gel)  que  se  usan  en  el  proceso  de  formulación,  y  el  principio  activo,  que  se  refiere  al  (o  los)  microorganismo(s)  de  interés.    Durante  la  producción,  empaque,  almacenamiento  y  distribución  debe  llevarse  a  cabo  un  estricto  control  de  calidad,  que  se  refiere  al  proceso  de  medición  de  parámetros  de  calidad  definidos  del  inoculante:  pureza,  concentración  y  eficacia.  Al  final,  la  garantía  de  calidad  es  la  evaluación  realizada  a  través  de  procedimientos  y  técnicas  de  control  de  calidad.  En  leguminosas,  por  ejemplo,  la  calidad  del  inoculante  se  define  por dos  aspectos:  el  número  de  células  viables  y  efectivas  capaces  de  nodular  plantas  y  la  fijación  de  nitrógeno  de  la  cepa  entregada  por  el  inoculante  en  el  punto  de  venta.  Para  PGPB,  aplican  parámetros  similares,  con  efectos  sobre  variables  agronómicas,  y  con  mayor  énfasis  en  la  evaluación  de  su  inocuidad,  es  decir,  libre  de  contaminantes  y  la  ausencia  de  agentes  biológicos  o  químicos,  que  causen  daño  sobre  la  salud  de  animales  y  el  hombre.

Los  preparados  de  formulación  simple  están  sujetos  a  rápida  pérdida  de  la  calidad,  representada  en  la  disminución  de  la  viabilidad  de  las  células,  así  como  a  baja  tolerancia  a  almacenamiento  a  temperaturas  superiores  a  los  10°C.

BIOINOCULANTES  COMERCIALES  EN  CHILE

La  industria  de  bioinsumos  agrícolas  ha  adquirido  importancia  en  Chile,  y  actualmente  numerosos  productores,  distribuidores  y  usuarios  de  estos  productos  colaboran  en  su  desarrollo.  Sin  embargo,  la  información  sistematizada  es  escasa,  desconociéndose  con  exactitud  la  cantidad  de  empresas  existentes,  el  número  de  productos  comercializados,  la  cantidad  de  ventas  y  sus  usuarios,  entre  otros  aspectos.  Pese  a  todo  lo  anterior,  se  cuenta  en  Chile  con  empresas  importadoras  y  productoras  de  insumos  biológicos  de  uso  agrícola  que  comercializan  cerca  de  400  diferentes  productos,  siendo  mayor  el  número  de  empresas  importadoras,  con  un  tamaño  estimado  de  mercado  para  2015  que  asciende  a  USD  11.000,  con  un  crecimiento  anual  estimado  superior  al  2,4%.

BIOINSUMOS  Y  AGRICULTURA  DE  PRECISIÓN

La  mayoría  de  los  productores  reconoce  que  existen  características  del  suelo  y  ambientales  que  afectan  los  rendimientos,  esto  es  textura,  estructura,  humedad,  materia  orgánica,  estado  de  nutrientes,  posición  del  paisaje,  clima,  lluvias  o  factores  bióticos  como  la  presencia  de  malezas,  insectos  y  enfermedades.  Sabiendo  esto,  así  como  se  realizan  las  aplicaciones  de  agua,  nutrientes,  herbicidas,  y  plaguicidas  de  manera  sitio-específica,  el  desarrollo  y  aplicación  de  inoculantes,  agentes  de  control  biológico,  hormonas  de  crecimiento  o  biofertilizantes  también  debe  hacerse  de  la  forma  más  sitio-específica  posible,  considerando  además  enfoques  integrados,  para  obtener  mejores  rendimientos  y  calidad  y  minimizar  el  impacto  ambiental.

En  resumen,  para  un  adecuado  uso  de  microorganismos  en  programas  de  manejo  integrado  es  necesario:

  •  Conocer  las  diversas  funciones  del  producto  en  el  suelo  y  no  sólo  la  principal.
  • Conocer  la  pureza,  concentración  y  eficacia  del  producto.
  • Utilizar  formulaciones  mejoradas  que  permitan  que  el  microorganismo  llegue  a  destino  y  se  establezca  y  multiplique  adecuadamente.
  • Utilizar  dosis  apropiadas  de  acuerdo  a  la  naturaleza  de  la  aplicación.
  • Mantener  un  ambiente  adecuado  para  que  el  bioproducto  funcione  apropiadamente  (control  del  pH,  la  dosis  de  fertilización  y  la  conductividad  eléctrica).
  • Desarrollar  y  aplicar  bioproductos  de  la  forma  más  sitio-específica  posible.

 

Escrito por: María Mercedes Martínez, Rodrigo Ortega y Rene Novo.

 

 

 

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