Se propusieron transformar la industria agroalimentaria, con soluciones para enfrentar directamente la escasez de recursos y el impacto sobre el medio ambiente que genera la producción de alimentos. Tan simple y tan ambicioso como eso. Así nació Done Properly, para potenciar el sabor y la nutrición de los alimentos de forma natural.

Freddy Boehmwald, doctor en Biotecnología de la USACH; Claudio Pedreros ingeniero comercial de la UNAB, Eduardo Zavala, magíster en Biotecnología de la UNAB; y Javier Olave, ingeniero comercial, MSc in Management de la UAI, son los socios detrás de la foodtech que se robó todas las miradas en los Premios Avonni 2020, cuando su Mycoproteína logró el máximo reconocimiento en la categoría Agro del Futuro FIA.

“Con Eduardo nos conocimos hace muchos años trabajando, por un amigo en común. Habíamos tenido otras empresas en conjunto donde aprendimos como fallar rápido y conectarnos con la industria. Ahí nació Done Properly, pero en el camino se sumó Claudio, a quien Eduardo conocía de la universidad, donde estuvo estudiando biotecnología. En esos años, la amistad perduró, pero también el sentido de hacer algo transformador, de generar un impacto positivo en las personas y el medio ambiente”, explica Javier Olave, socio fundador de Done Properly, empresa que cuenta con el apoyo de la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) y CORFO, además de Alerce Venture Capital.

Más tarde, el doctor en Biotecnología, Freddy Boehmwald se sumaría a esa visión y subsecuentemente a la compañía para propulsar la ciencia detrás de los ambiciosos desarrollos pensados para reemplazar los ingredientes artificiales de los alimentos, sin sacrificar el sabor y la experiencia de comer algo delicioso.

ALTERNATIVA A LA PROTEÍNA VEGETAL Y ANIMAL

Done Properly se conformó oficialmente el 2019, como una compañía foodtech. “Buscábamos algo que pudiera impactar a la industria utilizando microorganismos. Se conocía muy poco de los hongos y sus aplicaciones y quisimos ser pioneros en Latinoamérica con una apuesta por estos desarrollos radicales e innovadores basados en fermentación”, recuerda Eduardo Zabala, ingeniero en biotecnología, CEO de Done Properly.

Luego de un duro proceso de investigación relacionado con la nutrición y organoléptica llegó el primer resultado prometedor: una proteína derivada de hongos, que los socios de Done Properly bautizaron como Mycoproteína y que, desde el punto de vista nutricional, es similar a la carne bovina, alta en fibra, sin grasas saturadas ni colesterol.

Según Boehmwald, “las empresas de alimentos están sometidas a una gran presión por cambiar y adaptarse a los nuevos tiempos, producir con un mínimo impacto en el ambiente y tener productos más naturales y saludables es fundamental para su sobrevivencia en los mercados futuros, es por esto que estamos viviendo una revolución mundial en la industria de los alimentos”.

Por otra parte, Eduardo Zabala agrega: “Para las compañías es altamente atractivo trabajar con la Mycoproteína pues es un producto que tiene un muy corto tiempo de producción, solo dos días, con cero riesgo biológico al ser un alimento natural que no tiene contacto con animales ni químicos durante el proceso productivo”.

Se trata de tecnologías ancestrales y que Done Properly está escalando hacia su aplicacion agroindustrial para poder crear alimentos más sanos y saludables para todos, aprovechando con mayor eficiencia los recursos disponibles. La fermentación permite impactar a una extensa variedad de cualidades organolépticas de los productos alimenticios, lo que significa que pueden generarse cambios positivos en el sabor, el dulzor, la crocancia, la crujencia, la textura, el color y muchas otras variables. “Nuestra tecnología permite crear el ingrediente bioprocesado ideal para cualquier preparación”, explica Claudio Pedreros socio fundador.

El trabajo de laboratorio con la Mycoproteína generó -en una primera etapa- productos proteicos para sopas, cremas, lácteos, pan, carne y embutidos. Pero también se están evaluando otras aplicaciones en el área de la nutrición avanzada para deportistas. Mientras tanto, la empresa se concentra en cerrar la segunda fase de levantamiento de capital semilla con inversionistas líderes de la industria global de alimentos.

“Una de las compañías que confió en nosotros es Agrosuper, una de las exportadoras más grandes de Chile; y otra de las empresas con las que vamos a trabajar es Breden Master, una de las panificadoras más grandes de América Latina. Para nosotros trabajar en el escalamiento de nuestra tecnología con estas compañías es un hito importante y que sin duda nos ha permitido entrar en conversaciones con otras empresas similares de Europa”, señala Javier Olave.

Y es que el nuevo ingrediente que ofrecen en Done Properly es innovador y diferenciador, sobre todo porque les ahorra varios años de estudio y desarrollo a las empresas. “Se ahorran cuatro años de investigación o más, trabajando con nosotros en esta etapa, donde podemos -en el proceso de escalamiento productivo- incorporar requerimientos específicos que tengan las empresas para sus líneas pro ductivas”, dice el ingeniero comercial.

LA TECNOLOGÍA DETRÁS

Los headquarters de Done Properly cuentan con un laboratorio de fermentación y analítica de alto nivel, en el que los científicos del equipo desarrollan nuevos ingredientes mediante la fermentación combinada de distintas matrices vegetales y microorganismos benéficos de calidad alimentaria. La fermentación -que consiste en un proceso metabólico en el que la actividad de los microorganismos crea un cambio deseable en los alimentos y bebidas- puede intensificar el sabor, mejorar los valores nutricionales, conservar los alimentos y proporcionar beneficios para la salud, entre otras cosas.

“La naturaleza desde siempre ha utilizado el proceso de fermentación para crear ingredientes naturales que mejoren el bienestar del resto de los organismos. Esto no es diferente para las personas, consumir un alimento con ingredientes bioprocesados y naturales es ideal para el cuerpo y la salud de todos”, explica el CEO Eduardo Zabala.

En definitiva, las ventajas de este nuevo alimento son tanto nutricionales como productivas. “Este hongo se produce mediante fermentación líquida, utilizando solo productos naturales como sustrato y mediante un proceso con una huella de carbono 10 veces menor que la producción cárnica y que consume 20 veces menos agua; además, gracias al proceso fermentativo reducimos el uso de la tierra 150 veces mediante una produccion doblemente eficiente comparada con las proteínas vegetales”, sostiene el socio fundador de Done Properly Freddy Boehmwald.

No obstante, el trabajo de desarrollo tecnológico de Done Properly no termina en la fermentación, pues uno de los desafíos técnicos más grandes es incorporar los productos finales de la fermentación a múltiples preparaciones. Para esto poseen sus propios laboratorios de cocina donde los científicos trabajan codo a codo con los chefs para crear nuevas recetas, incorporando estos nuevos ingredientes en alimentos como sopas, embutidos, pan, hamburguesas y un sinnúmero de otras preparaciones.

“Uno de nuestros objetivos es incorporar la Mycoproteína como ingrediente en muchas preparaciones que ya están en el mercado y son reconocidas por el público en general. Para esto hemos logrado comprender cómo este nuevo ingrediente se comporta en distintos tipos de matrices alimentarias; de esta forma podemos utilizarla como reemplazo de proteínas animales sin alterar las propiedades de la preparación original”, dice el ingeniero Claudio Pedreros, socio fundador de Done Properly.

BENEFICIOS DE LA FERMENTACIÓN

Los alimentos fermentados ayudan al sistema inmunológico porque el intestino produce sustancias antibióticas, antitumorales, antivirales y antifúngicas, y a los patógenos no les va bien en el ambiente ácido que crean los alimentos fermentados. Por eso, ya los encontramos en múltiples alimentos, especialmente, en lácteos. La fermentación también ayuda a neutralizar los antinutrientes como el ácido fítico, que se encuentra en granos, nueces, semillas y legumbres y que puede causar deficiencias minerales. Los fitatos también hacen que los almidones, las proteínas y las grasas sean menos digeribles, por lo que neutralizarlos es extremadamente beneficioso, según los especialistas de Done Properly.

Asimismo, el proceso de fermentación aumenta la presencia de vitaminas B y C y mejora el ácido fólico, la riboflavina, la niacina, la tiamina y la biotina. “Los probióticos, las enzimas y el ácido láctico de los alimentos fermentados facilitan la absorción de estas vitaminas y minerales en el cuerpo”, señalan en Done Properly.

UNA RESPUESTA GLOBAL

Se estima que para los próximos treinta años habrá cerca de nueve mil millones de habitantes, lo que representaría un crecimiento equivalente al volumen demográfico de Brasil, China y Estados Unidos. Esto, muy ligado al aumento de la esperanza de vida, tendrá correlación con la disponibilidad de alimentos a lo largo y ancho del mundo. A esa premisa se suma la prevalencia a enfermedades metabólicas y cardiovasculares no transmisibles en la población global: 21% de hipertensión, 12% diabetes, 22% afecciones coronarias y 21% osteoporosis, según los fundadores de Done Properly. Dos buenas razones para cambiar los ingredientes artificiales de los alimentos por otros de mejor calidad.

Por eso, la proteína en base a hongos que producen los ganadores del Premio Innovación Avonni 2020 está conquistando a los productores industriales con su tiempo de elaboración de sólo 48 horas y sus cualidades: 100% vegana, libre de alérgenos, con sabor y color neutro, que posee todos los aminoácidos esenciales, alto en fibras, muy baja en grasas saturadas y sin colesterol. Es más, debido a su estructura filamentosa este producto permite su rápida modificación para convertirlo en fibras o análogos a la carne animal, lo que permite su incorporación en distintas preparaciones, facilita los procesos de adopción y disminuye barreras de entrada para este nuevo producto.

Una innovación en el mundo de los alimentos que surge como respuesta al problema global de alimentación y a la alta prevalencia de enfermedades metabólicas y cardiovasculares.

Mycoproteína como producto final no solo es innovador, sino que, además, le ahorra unos cuatro años de investigación y desarrollo a las empresas que se suman al proceso de escalamiento, donde el modelo de negocios de Done Properly permite incorporar los requerimientos más específicos que tengan las empresas para sus líneas de productos.

Para 2021, los planes de la foodtech son continuar con los pilotos comerciales en Chile Latinoamérica y Europa y finalizar el año constituyéndose en Estados Unidos, terminar el escalamiento productivo y, por supuesto, comercializar muchos productos.

A pesar que el desarrollo de los bioinoculantes microbianos no es reciente, en los últimos años mucho se ha avanzado en la investigación, producción, uso y efectos de bioproductos de origen microbiano. Algunos de ellos se emplean como biofertilizantes, biocontroladores o bioestimulantes, en formulaciones donde pueden incorporarse microrganismos ( bacterias y hongos principalmente) o principios activos, e incluso extractos de plantas, algas, compost, proteína hidrolizada, para incrementar el potencial en estimulación y promoción del crecimiento.

Sin embargo, existen dificultades en el seguimiento y evaluación de los bioinoculantes, más aun cuando se trata de productos en los que se combinan más de una cepa de microorganismos vivos pues se incrementa la complejidad de las reacciones entre los individuos presentes, así como sobre la planta y suelo.

¿CÓMO SE PRODUCEN?

Los inoculantes, bioestimulantes o bioproductos de base microbiana se producen a partir de la selección dirigida de cepas de microorganismos eficientes para ciertos propósitos. Esta selección puede dar como resultado una única cepa, cepas distintas de la misma especie, cepas distintas del mismo género o cepas de diferentes géneros, a partir de las cuales se pueden obtener productos de una sola cepa o consorcios. Tal es el caso de la cepa bacteriana capaz de fijar biológicamente N, que dio origen a la primera patente sobre Rhizobium en 1896 para uso en plantas leguminosas.

En la actualidad se encuentran disponibles comercialmente numerosos inoculantes de una sola cepa con funciones no solo en fijación de nitrógeno, sino otros biofertilizantes, como en la solubilización de P, K, Zn, Si, así como de uso en control biológico (biocontroladores) o bioestimulación, empleando tanto bacterias como hongos filamentosos y levaduras, virus o nemátodos.

Existe una tendencia creciente también a utilizar productos combinados, basados en bioestimulantes microbianos y no microbianos (por ejemplo, cepas de Bacillus sp., en combinación con extractos de algas) o mezclas de microorganismos, denominados consorcios, con el objetivo de explotar interacciones complementarias o sinérgicas entre las distintas especies y cepas, de forma de mejorar los efectos sobre sobre el ciclaje de nutrientes, crecimiento vegetal o control biológico, entre otros. Naturalmente, entonces surge la pregunta, ¿es mejor utilizar cepas puras o consorcios?

¿CONSORCIOS O INOCULANTES DE CEPA ÚNICA?

Los productos de consorcios microbianos se componen de cepas de microrganismos que han demostrado compatibilidad entre ellos, buscando generalmente actividades diferentes para incrementar el espectro de uso y asegurar el efecto. Estos productos se obtienen a partir de la selección de cepas de grupos genéticamente diversos con capacidad de adaptarse diferencialmente a las variaciones de temperatura, humedad, salinidad o pH del suelo.

Existen diversas opiniones en relación al uso de inoculantes únicos o mixtos. Algunos investigadores y productores de inoculantes microbianos, favorecen el uso de productos en los que se emplea una sola cepa, en especial cuando se trata de cepas especializadas como Rhizobium (empleado para la fijación de N2 en leguminosas); Bacillus sp. (B. thuringiensis para control biológico de larvas de lepidóptero); la producción de cepas individuales puede ser en principio más simple, pues, una vez definidas las condiciones óptimas, se puede asegurar la calidad ( concentración y actividad) en todos los lotes de producción.

Sin embargo, la industria de los inoculantes microbianos se ha movido a la obtención de productos que contienen varias cepas de un mismo género y especie, varias cepas de mismo género y diferente especie (productos a base de más de una especie de Trichoderma sp. o Bacillus sp.) o cepas de diferentes géneros los cuales además pueden ser consorcios definidos o en mezcla con poblaciones microbianas menos definidas que se originan en la fermentación de varios sustratos naturales (té de compost).

El concepto detrás de este tipo de productos se basa en el supuesto de que en condiciones ambientales variables, diferentes miembros de las comunidades microbianas inoculadas se activan selectivamente por señalización en rizosfera y reacciones ecofisiológicas de la planta huésped, para expresar sus efectos beneficiosos sobre el crecimiento de la planta. Los consorcios comerciales buscan entonces, entre otros, facilitar funciones en el suelo como la solubilización de P en ausencia de formas solubles de P en el suelo, la promoción de mineralizadores de P después de suministrar formas orgánicas de P o el control de patógenos a través de la aplicación de bacterias productoras de quitinasa.

EVALUACIÓN DE LOS INOCULANTES

En general, los inoculantes microbianos deben evaluarse, además de la fase de laboratorio, en condiciones controladas de vivero, donde se muestran algunas diferencias entre las cepas individuales y su uso en consorcios; sin embargo, en campo los resultados son diferentes y muchas veces no se evidencian como en el vivero y menos como en el laboratorio.

Por ejemplo, en condiciones de invernadero, el uso de bioestimulantes fúngicos y bacterianos de diferente origen filogenético (Penicillium, Bacillus y Pseudomonas) de una sola cepa presentó efectos estimulantes muy similares a la utilización de consorcios sobre el crecimiento de las plantas y el rendimiento de tomate (Bradáˇcová et al.,2019). Estas observaciones en sistemas controlados pueden estar asociadas a las condiciones de protección, macetas, pequeño volumen de suelo/sustrato equilibrado en materia orgánica, que ofrece condiciones óptimas para la colonización efectiva de raíces del microorganismo seleccionado.

Por otra parte, en el mismo estudio de Bradáˇcová et al. (2019), en condiciones de campo, el efecto de los consorcios microbianos fue muy superior al de bioinoculantes de una cepa. Estos resultados pueden explicarse por la mayor flexibilidad de los consorcios para enfrentar los factores limitantes en el suelo, por ejemplo, la baja disponibilidad de P.

INOCULANTE SITIO-ESPECÍFICO

En relación con el uso de consorcios, muchos son los ejemplos, ya sea de consorcios comerciales o de productos desarrollados con alta tecnología a nivel privado como inoculantes sitio-especificos (Tabla 1). Quizá uno de los mejores ejemplos de uso de consorcios, con mayor información y base científica es el uso combinado de bacterias promotoras (rhizobiales o no rhizobiales) con hongos de micorriza, que muestran mejores resultados en rendimiento y calidad, además de mejorar la eficiencia de la fertilización química.

FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA

Muchos factores a nivel de producto así como en campo, afectan la actividad de los microorganismos inoculados, sean estos cepa única, mezcla de cepas de la misma especie, o consorcios de diferentes especies. A nivel de producto, la formulación es un aspecto muy importante. Muchas buenas cepas de diferentes grupos de microorganismos del suelo, como los hongos endofíticos de las raíces, los hongos micorrízicos, las rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas, los rizobios y los solubilizadores de fosfato con efectos interesantes para las plantas, han quedado en prototipo y pocos de ellos han llegado al mercado comercial debido a una formulación de mala calidad, incluida la mala compatibilidad y estabilidad de los vehículos en el tiempo. Por lo tanto, este es un aspecto que debe trabajarse para mantener la concentración y eficacia del microorganismo, aun en condiciones de no refrigeración, temperaturas del verano o invierno, o exposición a la luz solar.

Otro aspecto importante es la concentración de los inoculantes, pues en muchos productos es muy baja, y a las dosis recomendadas no se alcanzan las concentraciones adecuadas en el suelo. Un producto inoculante de buena calidad debería tener un mínimo de 108 UFC/ ml (g) de producto, esto con relación a cada una de las cepas contenidas en él.

A nivel de campo, la falta de materia orgánica, exceso de nutrientes disponibles (en especial para inóculos con características biofertilizantes), el estrés ambiental, así como temperaturas o pH extremos, suministro de agua limitado o en exceso, limitación de oxígeno, salinidad, etc., restringen los efectos beneficiosos de la inoculación más por el potencial de respuesta de las plantas hospedadoras, determinado genéticamente, y la competencia con la microflora presente, que por las propiedades promotoras del crecimiento vegetal, de los inoculantes.

Sin embargo, la actividad de los microrganismos inoculados también puede verse afectada directamente por los factores limitantes del suelo, siendo más evidentes estos factores, cuando se utilizan inoculantes bioestimuladores de cepa única, por ejemplo.

CONSIDERACIONES FINALES

Los mejores efectos de la inoculación con microorganismos, ya sea consorcios o cepa única, se han observado bajo manejo integrado, es decir, ajustando los niveles de fertilización, eliminando los principales factores limitantes del suelo (pH) y adicionando fuentes de carbono apropiadas para el tipo de inoculante utilizado.

La dosis de inoculación a nivel de campo es muy relevante para alcanzar los efectos deseados, por lo tanto, el conocer las concentraciones de los productos es fundamental. En tabla 2 se presentan las dosis de productos necesarias para alcanzar distintas concentraciones de inóculo en los primeros 10 cm de suelo, en la banda de cultivos frutales.

Se observa que para alcanzar una concentración optima de 106 UFC/g de suelo, las dosis pueden variar entre 0.5 a 5000 L/ ha. El mínimo exigible en el suelo debería ser 103 UFC/g (cuando el principio fuera bacterias vivas). Estas dosis deberían corroborarse con análisis microbiológico de laboratorio, siendo más fácil cuando se trata de una sola cepa, y estarán en relación a las condiciones del agua de dilución o riego.

Symborg es una empresa de biotecnología que desarrolla soluciones sostenibles con productos a base de microorganismos. Reconocida mundialmente por ayudar a los agricultores a incrementar sus cosechas en gran parte de los cultivos y en diferentes condiciones, hace 10 años Symborg revolucionó la agricultura con el lanzamiento de Glomus iranicum var tenuihypharum, el primer microorganismo realmente eficiente en las exigentes condiciones que aplica la agricultura intensiva. Su secreto es simple: potencia a la planta para mejorar las cosechas en cantidad y calidad, y lo consigue de una forma 100% sostenible con el medioambiente. Y así lo ha demostrado en campos y cultivos de todo el mundo, ya que los productos derivados de Glomus iranicum están presentes en 34 países, incluidos Chile, Perú, Ecuador, Colombia y Argentina.

80 VECES MÁS DE ABSORCIÓN

Glomus iranicum es una especie de hongo formador de micorrizas arbusculares (HMA) cuyas características lo hacen el mejor aliado de los cultivos: abundante micelio extramátrico o red de hifas externas del hongo (cualidad que le permite a las raíces explorar un mayor volumen de suelo), no esporula en el interior de la raíz (que facilita el transporte, sin interrupciones, de agua y nutrientes desde la raíz al resto de la planta) y tolera condiciones extremas e intensivos programas de fertilización (lo que garantiza su supervivencia y eficiencia en distintas condiciones y situaciones).

“En la simbiosis micorrízica, el hongo entrega más nutrientes y agua a la planta, que a su vez genera una mayor actividad fotosintética, fija más carbono y crea mayores reservas, que son utilizadas no solo para su crecimiento y producción, sino también en la próxima cosecha para el arranque posterior al periodo invernal”, Señala Félix Fernández, cofundador y director del departamento i+D+i.

Con un sistema de raíces más voluminoso, activo y eficiente, y mucha más actividad fotosintética, debido a la presencia del hongo, la planta obtiene mejoras nutricionales, fisiológicas y hormonales que se traducen en mejoras muy significativas en la producción.

Las propiedades de la simbiosis micorrízica de este microorganismo llevaron al desarrollo de MycoUp, un bioestimulante 100% biológico capaz de lograr efectos positivos en las plantas durante los distintos ciclos del cultivo. “Partimos con la formulación de MycoUp, pensando que fuese fácil de aplicar, por riego y sin cambiar los programas de fertilización de los productores. Luego avanzamos con otras formulaciones según las necesidades de nuestros clientes: Resid MG (una formulación microgranulada para aplicarse a la siembra), Resid HC (un formato de alta concentración para el tratamiento de semillas) y acabamos con MycoUp Activ (un producto con doble acción, pensado para potenciar en cultivo aun en presencia de nematodos). Eso sí, todos ellos con el mismo factor común: Glomus iranicum, el verdadero responsable del éxito”, recuerda Fernández.

Uno de nuestros ensayos más recientes ha sido en trigo, cuenta García. “Trabajamos por dos años seguidos con la Universidad de Concepción y el INIA, donde los sectores aplicados tuvieron 14 quintales más por hectárea (pasando de 111 q/ ha a 115 q/ha), un 13% más de producción. El hongo indujo un mejor desarrollo de las raíces, por lo que se mejoró la capacidad de las plantas para capturar nutrientes y agua, lo que provocó un mayor número de granos y de espigas en términos de volumen y cantidad”.

“FUIMOS PIONEROS”

A diez años del lanzamiento del primer producto, Symborg tiene actividad en 34 países, y cuenta con resultados técnicos y validados en casi todas las especies. De acuerdo con García, haberse mantenido coherentes en el tema de la sostenibilidad ha sido uno de los mayores logros.

“Cuando llegamos a Chile hace 5 o 6 años, fue un gran reto convencer a los productores de que había que mirar abajo para poder mejorar arriba. Fue difícil convencer a nuestros clientes que trabajar el sistema radicular y darle vida al suelo, era una apuesta segura por la mejora del cultivo. Ahora hablar de sostenibilidad y de suelo vivo es común, pero antes no lo era. Fuimos pioneros”, recuerda.

Ha sido un camino largo y costoso, señala García, pero en el trayecto se ha sumado una gran comunidad de asesores que han validado los productos y un equipo de más de cien profesionales agrónomos alrededor del mundo, dedicados a estar cerca del productor y asesorarle durante todo el proceso. Y es que, aparte de la innovación, la cercanía es otra de las patas que sustentan este exponencial crecimiento de la compañía. “Nuestros productos nos hacen diferentes, pero nuestro equipo más”, expresa García. “La estrecha relación con el productor y mantenernos siempre atentos a sus necesidades, nos permite estar en este proceso de mejora continua e incluso en el desarrollo de nuevos productos”.

CONCIENCIA DE I+D

Al ser una empresa dedicada la biotecnología, Symborg es consciente de la importancia del trabajo de I+D, como demuestra la amplia experiencia de Félix Fernández, Doctor en Microbiología aplicada: “Dentro de nuestros programas de investigación contamos con un cepario de más de 5.000 microorganismos y más de 10.000 extractos microbianos, porque somos muy conscientes de que en biotecnología la cepa sí importa”.

Cada producto tiene un desarrollo previo I+D, validaciones en fincas experimentales y trabajos de campo: “Para nosotros la innovación no acaba cuando se produce el producto. Por eso colaboramos estrechamente con asesores, centros de investigación o empresas de variedades, y contamos con un equipo de agrónomos técnicos en campo, para ir desarrollando el mejor manejo adaptado y lograr que nuestros productos den el máximo en las distintas condiciones de cada región” finaliza García.

La economía circular busca generar una cadena de valor más sustentable y un cambio de paradigma que en la agricultura está cada vez más presente. Por ejemplo, aprovechar los desechos para darles una segunda vida no sólo ahorra recursos, también disminuye el impacto ambiental. A continuación, cinco proyectos que hicieron suyo el concepto de economía circular.

1. BIOMATERIALES A PARTIR DE HONGOS

Una empresa biotecnológica llamada Hypha reproduce distintos tipos de hongos silvestres, que combina con materias primas forestales, para crear biomateriales como “Mycotec”, que busca sustituir el plumavit. La ingeniera agrónoma Catalina Mazo quería solucionar el problema ambiental que provocan los envases de un solo uso. Por eso, buscó el apoyo de FIA, Corfo y Fundación Innova, para darle otra visa a los hongos que se encuentran en troncos en descomposición. “Los hongos se comportan como un aglomerante natural al colonizar y alimentarse de aserrín, cáscaras de nueces, maravilla u otros sustratos”, dice Catalina, quien agrega que en una segunda etapa, bajo condiciones de humedad y temperatura controladas a nivel de laboratorio y producción, se obtiene el biomaterial. Tanto las materias primas que utiliza el equipo de Hypha como sus procesos son de bajo impacto ambiental, ya que se aprovechan descartes de otras industrias y no se generan desechos contaminantes ni perpetuos al final de su vida útil. “Es compostable una vez finalizada su vida útil y, finalmente, es un producto asociado directamente al territorio, ya que utilizamos hongos silvestres de la precordillera, materia prima e insumos de la industria local y cadena productiva nacional”, explica la ingeniera. Hypha apunta a usuarios que buscan una alternativa de packaging ecológico (biodegradable y compostable), con propiedades como ligereza, amortiguación de impactos, aislamiento térmico y acústico, resistencia a la humedad, al envejecimiento y gran versatilidad.

2. CAMARÓN EN CULTIVOS

Un nuevo producto soluble en agua, 100% orgánico y elaborado a partir de descartes de la industria camaronera resultó ser el aliado ideal para los agricultores que buscan el crecimiento saludable de sus cultivos. Se trata de BioMovens, un compuesto que estimula los procesos naturales de las plantas, mejora la absorción de nutrientes y ayuda a combatir diversas plagas, entre otros beneficios. El producto estrella de la empresa Crustanic, creada por Williams Mauad y Sebastián Rubio, tiene como principal ingrediente el quitosano, compuesto natural que estimula la germinación de las semillas y el desarrollo de las distintas partes de la planta, tales como raíces, brotes y hojas.

3. COMPOSTAJE EN TALCA

La capital de la Región del Maule contará con una enorme planta de compostaje que procesará los residuos orgánicos de la macroferia, centros de abasto y podas municipales, para generar compost que será reutilizado en el territorio. El proyecto es respaldado por el acuerdo de cooperación entre el Ministerio de Medio Ambiente y Cambio Climático de Canadá y el Ministerio de Medio Ambiente de Chile, a través del programa Reciclo Orgánicos.

La planta de compostaje, que se ubicará en una superficie de 1,2 hectáreas, en el sector de Huilliborgoa y cuya inversión total supera los mil millones de pesos, contará con tecnología de geomembranas que cubren y permiten la fermentación. “Se compensa con creces lo que vamos a lograr con la reducción de gases de efecto invernadero y todo lo que vamos a hacer con este compost que puede ser destinado para recuperar suelos degradados desde el punto de vista agrícola o destinarlo para nuestras áreas verdes y huertos comunitarios”, explica el alcalde de Talca, Juan Carlos Díaz. Foto: Fotografía Programa Reciclo orgánicos

4. APL ENVASES Y EMBALAJES

Empresas lideradas por el Centro de Envases y Embalajes (CENEM) suscribieron el segundo Acuerdo de Producción Limpia (APL) de la industria. “Este APL para nosotros es clave, porque nos permite transitar hacia la información necesaria para el cumplimiento de las metas del decreto de la Ley REP que son ambiciosas pero realistas”, señala el subsecretario del Medio Ambiente, Javier Naranjo.  

El acuerdo abordará un modelo de gestión de residuos de envases y embalajes que las empresas utilizan en sus procesos, implementando estrategias de prevención, reutilización y flujo de información. Este trabajo colectivo busca incorporar o incrementar el contenido de material reciclado en envases y embalajes, definiendo una metodología que permite medir la cantidad y procedencia de dicho material y cuantificar la huella ambiental de los envases y embalajes a partir del análisis de ciclo de vida, proponiendo alternativas para que esta información sea añadida en el ecoetiquetado que lidera Sofofa.

“Este segundo APL es el reflejo del compromiso de la industria por avanzar hacia una economía circular, por lo que invitamos a las empresas del sector de envases y embalajes y su cadena de valor a sumarse a este trabajo conjunto, que además es una herramienta altamente efectiva de trabajo colaborativo, de unidad y acercamiento del sector público y privado”, sostiene Mariana Soto, gerente general de CENEM.

 El proyecto contempla también el diseño de un sistema de gestión de aguas de proceso y de servicio, orientado a reducir el consumo por unidad de producto.

5. OASIS EN EL DESIERTO EN COQUIMBO

Hace catorce años, un grupo de agricultores que cultivaban hortalizas en tierra debieron dejar su espacio por el avance de la ciudad y los proyectos industriales. Sin embargo, se asociaron para crear la Asociación Gremial de Agricultores Altos La Portada (ASGRALPA) con 75 socios fundadores y, con apoyo de INDAP, FIA y la Universidad de Antofagasta, desarrollaron un programa piloto de hidroponía en siete invernaderos, en el sec – tor de La Chimba.

Pero, luego, Bienes Nacionales les entregó en concesión sus actuales 100 hectáreas frente al monumento natural de La Portada. Finalmente, en 2015, nació la Cooperativa de Agricultores Hidropónicos Altos de la Portada (Coopahidralpo), para llegar a los mercados con productos frescos y aplicando buenas prácticas agrícolas. De hecho, compran y distribuyen semillas, nutrientes e insumos necesarios para sus operaciones. 

Para sus cultivos, estos agricultores utilizan agua de mar desalinizada, gracias a un sistema de tuberías cofinanciado por la firma japonesa Komatsu, que se surte del suministro que va de Antofagasta a Mejillones. Con el apoyo de Indap, los cooperados pudieron levantar invernaderos, camas para cultivos y paneles solares, capacitarse y viajar a conocer experiencias exitosas y sustentables. Hoy, este verdadero oasis en el desierto cuenta también con el apoyo de Corfo y Sercotec, las empresas Aguas Antofagasta (Grupo EPM) y Elecda.

Sin duda, una correcta aplicación de cobre es la herramienta fundamental para mantener bajo control las enfermedades que afectan a los cultivos durante el otoño e invierno, por ejemplo, la bacteria Pseudomonas syringae con sus variantes patológicas (Psa y Pss; pv. actinidiae y syringae, respectivamente), hongos de la madera, entre otras.

“Uno de los puntos centrales para un correcto manejo de frutales de hoja caduca es un adecuado programa de aplicaciones de productos cúpricos que ayudarán a mantener estas enfermedades bajo control”, indicó la especialista en fitopatología de INIA La Platina, Sylvana Soto.

Es importante tener presente que esta medida fitosanitaria, para la contención de las enfermedades, debe implementarse en huertos y viveros dentro de un plan de manejo integrado durante todo el año. “Si bien esto es conocido por los productores, existen conceptos sobre el uso de cobre agrícola que es importante aclarar para utilizarlo racionalmente, optimizar su uso y lograr mejores resultados”, enfatizó la investigadora de INIA La Platina.

De igual modo, agregó la experta, “el correcto control de las enfermedades debe colocar énfasis en otros aspectos que condicionan el éxito de los programas fitosanitarios basados en el uso de cobre, como son: los momentos y la calidad de las aplicaciones, dentro del marco legal establecido por el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG)”.

A continuación, Sylvana Soto entregó las claves para un correcto manejo de aplicaciones de cobre que ayudan a controlar las enfermedades que afectan a frutales de hoja caduca, durante otoño e invierno:

1. La mayoría de los productos en base a cobre que se utilizan en la agricultura son sales insolubles. Por ello, cuando se utilizan sobre los frutales, en receso o con tejido verde, o sobre cualquier otro cultivo, quedan partículas sólidas de cobre que, una vez que la aplicación se ha secado no tienen mayor acción bactericida. Sin embargo, cuando exista presencia de agua libre estas partículas serán capaces de liberar pequeñas cantidades de cobre metálico que serán capaces de intoxicar a los microorganismos.

2. Cuando existe cobre metálico libre en el medio, los hongos y bacterias absorben estos iones que, una vez dentro de las células, podrán unirse distintas moléculas alterando su funcionalidad y generando diversos daños celulares, incluida la alteración en la funcionalidad de las membranas celulares.

3. Siempre que se use cobre para controlar enfermedades, independiente de su formulación, las bacterias se intoxicarán por los iones de cobre libre. En la práctica esto implica que no es posible considerar la alternancia de activos cúpricos como un manejo anti-resistencia.

4. Como la acción del cobre ocurre fuera de la planta y de manera preventiva, el cobre debe estar aplicado antes de que se den las condiciones medioambientales para que ocurra la infección.

5. La prevención debe ocurrir en momentos claves como caída de hojas, ocurrencia de heladas, heridas causada por la poda y otras labores invernales, etc.

6. La aplicación debe lograr el mejor cubrimiento posible, ya que el patógeno podrá ingresas sin problemas por los sectores desprotegidos, debido a una mala cobertura del producto.

7. Según los resultados de ensayos realizado por el equipo de fitopatología de INIA La Platina, las fuentes de cobre controlan la enfermedad causada por Psa en kiwis y no hay diferencia entre ellas. Asimismo, la dosis de cobre utilizadas en el país, a los intervalos recomendados, no son limitantes para el control de la Psa, ya que no hubo diferencias estadísticas en la efectividad si se usan la dosis mínima o máxima recomendadas en las etiquetas para esta enfermedad, considerando intervalos de un mes durante el receso.

Hypha es una empresa biotecnológica que comienza dedicándose a la reproducción de distintos tipos de hongos silvestres encontrados en la precordillera del Maule para, a partir de estos, junto con materias primas forestales, crear biomateriales. Uno de ellos es “Mycotec”, innovación que busca sustituir el plumavit.

La innovación, originada en Talca, región del Maule, es liderada por la ingeniera agrónoma Catalina Mazo, quien junto a su equipo, es apoyada por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) del Ministerio de Agricultura, Corfo y la Fundación Innova.

Según cuenta Catalina, el nacimiento de Hypha surge como una búsqueda de soluciones sustentables al problema ambiental que provocan los envases de un solo uso. “Los más utilizados son los de plástico; por ser versátiles, de bajos costos y porque no existen alternativas sustentables que compitan con sus cualidades”, dice.

 ¿Cómo se logra el biomaterial?

A diferencia del plástico que se fabrica, Mycotec se cultiva, dice la joven talquina. Esto se logra a través de hongos descomponedores de madera que se encuentran de forma silvestre en troncos en descomposición. Al aislarlos en el laboratorio, se puede inocular en un sustrato específico, para que finalmente crezca adoptando la forma del molde en el que se encuentra contenido.

“Los hongos se comportan como un aglomerante natural al colonizar y alimentarse de aserrín, cáscaras de nueces, maravilla u otros sustratos”, dice Catalina, quien agrega que en una segunda etapa, bajo condiciones de humedad y temperatura controladas a nivel de laboratorio y producción, se obtiene el biomaterial. Una alternativa ecológica al “plumavit”.

Economía Circular

“Mycotec se produce de manera estricta bajo los principios de la economía circular; las materias primas que utilizamos y los procesos son de bajo impacto ambiental, ya que se aprovechan descartes de otras industrias y no se generan desechos contaminantes ni perpetuos al final de su vida útil. Es compostable una vez finalizada su vida útil y, finalmente, es un producto asociado directamente al territorio, ya que utilizamos hongos silvestres de la precordillera, materia prima e insumos de la industria local y cadena productiva nacional”, explica la ingeniera.

En tanto, sobre el proceso de innovación, la joven agrega que gracias al constante trabajo en I+D+i, se sustenta la hipótesis de desarrollar una novedosa alternativa al plástico, con altas prestaciones, costos competitivos y un potente valor diferenciador acorde a la tendencia mundial de consumo responsable.

El representante de FIA en la región del Maule, Robert Giovanetti, señala que para la Fundación, “la innovación en los procesos, como es el caso de Hypha, es uno de los desafíos estratégicos que se buscan potenciar en cada uno de los territorios nacionales, más aún cuando su compromiso con el medioambiente es parte de las líneas de impacto. Aprovecho, también, de incentivar a todos quienes se encuentran desarrollando proyectos FIA, ya que si bien existe en una situación sanitaria compleja, estamos dispuestos a guiar y responder todas las dudas que sean necesarias para que la innovación no se detenga”.

PROYECCIÓN

De la mano con los lineamientos que busca impulsar FIA a través de los proyectos de jóvenes, Catalina Mazo, adelanta que Hypha apunta a generar soluciones para empresas con alta responsabilidad ambiental, que busquen acceder a certificaciones medioambientales y tengan interés en disminuir su huella de carbono.

“Está pensado en usuarios que buscan una alternativa de packaging ecológico (biodegradable y compostable), ofreciendo diversas propiedades entre las que destacan ligereza, amortiguación de impactos, aislamiento térmico y acústico, resistencia a la humedad, al envejecimiento y una gran versatilidad”, puntualiza.

En la actualidad, Chile es el primer exportador de vinos del nuevo mundo, y el cuarto exportador a nivel global, sólo superado por países con antigua trayectoria vitivinícola, como Francia, España e Italia. Esto nos enorgullece como país, y en más de alguna ocasión ha sido usado como tarjeta de presentación. Sin embargo, y aunque nuestra aislada localización tiende a jugarnos a favor, los problemas que afectan a los viñedos más destacados del mundo, también se encuentran en nuestras tierras. Uno de las más importantes son las enfermedades de la madera.

Esta silenciosa afección comienza por la colonización de ciertas familias de hongos en las vides, que pueden entrar a la planta por medio de heridas, las cuales son mucho más frecuentes durante la época de poda, justo cuando hay mayor humedad. Estas enfermedades han sido reportadas como el mayor problema de la industria del vino a nivel mundial, pues causan un decrecimiento dramático en la productividad y longevidad del viñedo, afectando además la calidad del producto.

A partir del estudio realizado en 2013 por el doctor Gonzalo Díaz, académico de la U. de Talca y colaborador de la U. de California, Davis en Chile (UC Davis Chile), se estimó que en el país el 22% de los viñedos, con plantas en torno a los ocho y diez años, estaban afectados por enfermedades de la madera. Sin embargo, como el porcentaje de infección aumenta de manera exponencial, se calcula que cerca de un 75% de los viñedos estarían afectados en la actualidad. Teniendo Chile más de 182 mil hectáreas productivas, este problema puede considerarse de carácter urgente.

LOS CAUSANTES

En el mundo no existe cura para estas enfermedades. Si una planta o un cuartel posee gran incidencia de estos hongos, deben arrancarse las vides infectadas para evitar contagio, lo que involucra altos costos de replante y una baja en la producción. Existen, sin embargo, sistemas preventivos que involucran metodologías específicas de poda y recubrimiento de heridas en las plantas. De esta forma, se intenta evitar la colonización de los hongos. No obstante, no son del todo eficaces debido a la imposibilidad práctica de aplicación en viñedos de gran escala. Además, estos productos no siempre brindan una protección de las heridas por el tiempo en el cual aún se encuentran susceptibles.

Junto a VSPT Wine Group y la Universidad de Talca, UC Davis Chile comenzó el 2015 un proyecto para conocer las principales familias de hongos que producen estas enfermedades en el país. Luego del cultivo de variadas muestras de vides enfermas con diferentes sintomatologías, pudimos encontrar los hongos asociados con mayor frecuencia de cada uno de los síntomas evaluados en Chile. La familia de las Botryosphaereaceas (de la que Diplodia seriata y Neofussicoccum parvum son parte) es una de las causantes de la enfermedad del brazo muerto de la vid (o BDA, del inglés Black Dead Arm). Mientras que Phaeomoniella chlamydospora y Phaeoacremonium aleophylum originan la puntuación necrótica y, dada su alta incidencia en plantas enfermas, hongos del género Inocutis spp. podrían estar asociados a pudriciones blandas, aunque requiere de mayor estudio, puesto que aún falta por determinar si es un patógeno de las vides.

EN BUSCA DE NUEVAS SOLUCIONES

Los resultados dieron pie a una nueva etapa en el proyecto: la búsqueda de nuevas soluciones que permitieran prevenir de forma efectiva estas enfermedades en el país. Una de las dificultades es que los hongos patógenos se encuentran dentro de la vid. Por lo tanto, los fungicidas que no penetran el tejido vegetal no sirven. Afortunadamente, no sólo viven hongos patógenos dentro de las vides, por lo que la estrategia del proyecto fue encontrar microorganismos que suelen vivir dentro de las plantas (endófitos) o que coexisten en contacto directo con ella (epífitos) y que pueden protegerla de las enfermedades de la madera. El equipo de investigación tomó muestras de distintas localidades chilenas: desde viñedos ancestrales en un valle de la Región de Arica y Parinacota hasta viñedos comerciales en el Maule. De estas muestras se obtuvieron variados hongos endófitos y epífitos.

Los hongos aislados se evaluaron frente a los patógenos que producen las enfermedades de la madera en Chile. Esta estrategia es de gran relevancia, ya que los hongos que la producen en nuestro país no son necesariamente los mismos que generan similar sintomatología en viñedos de otras localidades, como California o Europa.

Así, en el laboratorio, se pusieron frente a frente los patógenos y los hongos endófitos y epífitos encontrados para evaluar biocontrol. Se eligieron diez candidatos que muestran capacidad para inhibir crecimiento de los hongos patógenos (capacidad antagonista). Cabe destacar que el comportamiento de los hongos en condiciones de laboratorio puede no ser el mismo que en plantas en campo. Ensayos de gran escala pueden tener distinta eficiencia a la observada en condiciones controladas. Para minimizar esta situación, se realizaron ensayos en donde se situaban ambos hongos en diferentes matrices, desde agar (gelatina) con extractos de vides, hasta material de poda. En cada uno de ellos se evaluó la capacidad de controlar al patógeno.

Los resultados han sido excelentes, con hongos que no sólo detienen el avance de los principales causantes de estas enfermedades, sino que también son capaces de depredarlos (mecanismo de antagonismo llamado micoparasitismo) e, incluso, detener la germinación de sus esporas, evitando la colonización temprana del tejido de la planta. El próximo paso será escalar las pruebas a nivel de vivero y en campo, teniendo especial cuidado de no afectar el proceso productivo rutinario ni el manejo estándar en ninguna de las dos instancias.

En el proceso de producción de bioproducto, además, es necesario asegurar que el microorganismo contenido se mantenga viable en el envase y en el ambiente por un tiempo adecuado. Para esto realizamos diversas pruebas, como determinación de su permanencia en el suelo y en el interior de la planta tratada. En este punto, la formulación juega un rol clave: aditivos pueden mejorar la estabilidad del producto para que no pierda su eficacia, aún cuando sea mantenido en bodega por un tiempo prolongado. Existen también aditivos tipo protectores UV que pueden proteger al microorganismo de la radiación UV, la cual afecta directamente su viabilidad. En síntesis, el objetivo es generar un producto que cumpla con las necesidades del consumidor final.

EL CAMINO DE LOS BIOPRODUCTOS

El camino en la generación de un bioproducto continúa. En Chile, algunos productos para el control de plagas que utilizan microorganismos como “ingrediente principal” han logrado registrarse en el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG). Así, posteriormente, pueden acceder a una evaluación y autorización del plaguicida.  Hasta 2018, los plaguicidas biológicos seguían el mismo sistema de evaluación que cualquier plaguicida químico de importación o de producción local. En la base de datos pública del SAG, el 2,4% de los productos registrados y autorizados son plaguicidas biológicos. De ellos, el 52% son fabricados en Chile, por lo que la producción y el mercado nacional de biocontroladores ha ido creciendo.

En general, los bioplaguicidas han aumentado sus ventas debido a la creciente necesidad mundial de bajar la huella ambiental producida por la agricultura intensiva y que los alimentos no tengan residuos químicos. Ya en el 2018, la empresa de investigación Business to Business (B2B) Markets and Markets había predicho una tasa de crecimiento anual de un 15% en esta industria entre el 2016 y 2022.

La legislación internacional también ayudó a potenciar el mercado de bioinsumos y biopesticidas. En 2009, la Unión Europea generó una directiva para la eliminación gradual de una serie de pesticidas químicos usados ampliamente en la agricultura. Esto dio paso a una nueva generación de productos más amigables con el medioambiente.

Pese a este escenario favorable, surgen nuevas preguntas: ¿Los microorganismos que se están utilizando como bioplaguicidas afectan el microecosistema que rodea a la planta? ¿Pueden transformarse en patógenos? La ventaja del proyecto de UC Davis Chile con VSPT Wine Group y la U. de Talca es que los hongos aislados con mejores resultados fueron obtenidos de las mismas vides. Aunque aún debe ser evaluado, existen altas probabilidades de que estos hongos benéficos fortifiquen a las plantas con sus propios microorganismos.

En definitiva, este trabajo entre grupos de investigación -UC Davis Chile y la Universidad de Talca-, una empresa -VSPT Wine Group- y agricultores demuestra que la colaboración permite generar soluciones reales a problemas concretos del mundo productivo. No sólo bastó con encontrar microorganismos con potencial antagonista (biodescubrimiento) y evaluarlos, sino que nuestro objetivo es generar un bioproducto para la industria.

Por: Isidora Silva, Asistente de Investigación. U. de California, Davis en Chile (UC Davis Chile) y Álvaro Castro, Ph.D. Coordinador I+D. UC Davis Chile

El incremento de la demanda  de  alimentos  y  el  aumento  de  la  producción  agrícola  ha  elevado  el  uso  de  fungicidas  de  síntesis  química,  a  pesar  de  los  posibles  efectos  secundarios  que  tendrían  sobre  el  medio  ambiente  y  la  salud  humana.  El  medio  ambiente  y  las  enfermedades  de  plantas  están  estrechamente  relacionados.  El  cambio  climático  y  las  temperaturas  extremas  pueden  desestabilizar  los  sistemas  agrícolas,  generando  cambios  en  el  comportamiento  de  las  comunidades  de  microorganismos  y  su  interacción  con  los  cultivos  agrícolas.

Uno  de  los  principios  básicos  de  la  fitopatología  es  la  interacción  que  ocurre  entre  el  huésped  susceptible,  un  agente  patógeno  virulento  y  un  entorno  favorable.  El  ambiente  es  un  componente  importante  del  “triángulo  de  la  enfermedad”,  debido  a  que  factores  como  temperatura  y  humedad  establecen  las  condiciones  para  el  desarrollo  de  la  patología.  Sin  embargo,  el  cambio  climático  está  modificando  esta  relación  con  la  presencia  de  fenómenos  meteorológicos  extremos  que  pueden  desestabilizar  el  entorno,  comprometiendo  las  defensas  de  las  plantas  y  creando  nichos  que  permitan  establecimiento  de  los  patógenos.

Las  estrategias  de  manejo  para  el  control  de  enfermedades  dependen  en  gran  parte  de  las  condiciones  climáticas,  las  cuales  tienen  gran  influencia  sobre  la  efectividad  de  los  fungicidas  aplicados  al  suelo  o  follaje.  Las  altas  temperaturas  e  incremento  de  la  humedad,  favorecen  la  degradación  y  la  volatilización  del  ingrediente  activo.  Además,  factores  ambientales  pueden  alterar  la  penetración  y  translocación  (modo  de  acción)  de  fungicidas  sistémicos  en  la planta.  Durante  el  desarrollo  de  un  cultivo  será  necesario  modificar  el  número  de  aplicaciones  y  la  dosis  a  ser  aplicada,  incrementando  el  riesgo  de  desarrollar  resistencia  de  ese  fungicida  hacia  el  patógeno  que  se  desea  controlar.

Existen  estrictas  regulaciones  para  el  uso  de  plaguicidas  y  fungicidas  en  mercados  internacionales.  En  el  año  2009,  la  Unión  Europea  aprobó  una  normativa  que  regula  la  venta  y  uso  de  productos  fitosanitarios,  como  una  medida  para  evitar  efectos  adversos  sobre  la  salud  humana,  animales  y  el  medio  ambiente.  En  los  próximos  años,  la  tendencia  será  disminuir  el  uso  de  productos  químicos  como  método  para  controlar  las  enfermedades  en  plantas  e  implementar  nuevas  alternativas,  compatibles  con  los  ecosistemas  en  los  cuales  la  planta,  el  patógeno  y  el  ambiente  coexisten.

Control biológico de enfermedades

El  control  biológico  ocurre  de  manera  natural  en  todos  los  ecosistemas,  donde  comunidades  de  organismos  regulan  a  herbívoros  depredadores,  parásitos  y  patógenos.  Este  principio  se  aplica  al  control  de  patógenos  de  plantas.  Si  la  cantidad  y  actividad  de  un  patógeno  se  mantiene  bajo  control  por  la  comunidad  microbiana,  el  control  biológico  ha  sido  efectuado.

Se  denomina  control  biológico  al  método  que emplea  microrganismos  para  reducir  la  capacidad  del  patógeno  de  producir  la  enfermedad  en  la  planta  que  está  siendo  atacada.  Los  microorganismos  o  grupo  de  microorganismos  son  capaces  de  causar  un  efecto  antagónico  frente  al  patógeno,  desplazándolo  o  inhibiendo  el  desarrollo  de  este  en  la  planta.  En  una  interacción  entre  dos  microorganismos (patógeno  y  antagonista),  el  patógeno  perderá  la  capacidad  de  producir  la  enfermedad  gracias  a  la  acción  del  microorganismo  antagonista.

Para  ejercer  un  control  efectivo  con  agentes  de  biocontrol,  es  importante  conocer  sobre  la  biología  tanto  del  patógeno  como  del  antagonista,  las  características  del  huésped  (planta),  así  como  sobre  el  impacto  que  los  factores  ambientales  ejercen  sobre  la  agresividad  del  patógeno  y  la  persistencia  del  antagonista.

Otro  aspecto  importante  que  debe  considerarse  son  los  mecanismos  de  acción  que  utilizan  los  antagonistas  para  bloquear  el  proceso  de  la  enfermedad  en  la  planta  hospedante,  como  la  antibiosis,  donde  la  producción  de  metabolitos  secundarios  da  como  resultado  sustancias  tóxicas  para  otros  hongos,  en  este  caso  hongos  fitopatógenos.  Por  otro  lado,  la  competencia  por  nutrientes  ocurre  cuando  dos  o  más  microrganismos  requieren  del  mismo  recurso  para vivir,  y  el  antagonista  supera  al  patógeno  en  adquirir  esos  nutrientes.

De  igual  forma,  el  parasitismo  de  un  hongo  por  otro  se  produce  por  la  penetración  y  lisis  (destrucción  de  la  pared  celular)  de  las  hifas  del  patógeno  por  parte  del  antagonista.  La  inducción  de  resistencia,  producida  por  la  inoculación  de  plantas  con  patógenos  atenuados,  inactivados  o  sustancias  químicas  que  activen  las  respuestas  de  defensa  en  las  plantas,  son  algunas  de  las  estrategias  que  emplean  los  microrganismos  antagonistas  para  el  control  de  enfermedades  en  plantas.

Entre  las  principales  características  para  que  un  agente  de  biocontrol  sea  eficiente  están:

• Debe  contar  con  diversos  mecanismos  de  acción.
• Ser  genéticamente  estable.
• Ser  efectivo  incluso  en  bajas  concentraciones.
• Ser  compatible  con  otros  métodos  de  control.
• Grado  de  especificidad  hacia  el  patógeno.
• Fácil  de  formular  para  producción  a  gran  escala.
• Ser  capaz  de  sobrevivir  en  el  campo  y  establecerse  en  el  ecosistema,  para  mantenerse  activo  hasta  que  encuentre  el  organismo  objetivo  que  debe  suprimir.

Es  posible  que  la  actividad  inhibitoria  de  estos  microorganismos  en  contra  de  patógenos  sea  la  principal  ventaja  para  su  uso,  sin  embargo  su  potencial  como  recursos  de  genes  para  la  resistencia  de  enfermedades  de  plantas  es  también  considerada  una  de  las  fortalezas  más  destacadas  y  que  en  la  actualidad  se  investiga  fuertemente.  El  uso  de  agentes  de  biocontrol  es  seguro,  fácil  de  usar,  ambientalmente  amigable,  en  comparación  con  los  fungicidas  de  síntesis  química  de  amplio  espectro.  Además  pueden  ser  implementados  dentro  de  las  diferentes  actividades  que  se  realizan  en  el  campo  o  como  parte  de  un  Programa  de  Manejo  Integrado  de  Plagas  y  Enfermedades    (MIPE).

Enfermedades de la madera en vides

Uno  de  los  mayores  problemas  fitosanitarios  de  la  industria  del  vino  a  nivel  mundial  es  el  complejo conocido  como  “enfermedades  de  la  madera”,  el  cual  genera  una  disminución  en  la  productividad  y  longevidad  de  los  viñedos.  Los  hongos  causantes  de  esta  patología  pueden  infectar  a  vides  ya  establecidas  por  medio  de  heridas,  generalmente  provocadas  por  la  poda.  Sin  embargo,  estos  hongos  también  han  sido  detectados  en  varillas  de  propagación  y  plantas  jóvenes  injertadas,  lo  que  indica  que  la  enfermedad  puede  propagarse  durante  la  multiplicación  de  plantas.

En  Chile,  los  hongos  fitopatógenos  que  han  sido  identificados  en  viñedos  y  que  están  asociados  a  los  principales  síntomas  de  las  enfermedades  de  la  madera,  como  puntuación  necrótica,  pudrición  seca,  necrosis  en  forma  de  V  y  pudrición  blanda,  son  Phaeomoniella  chlamydospora,  Diplodia  seriata,  Diplodia  mutila,  Neofusicoccum  parvum.  No  existen  tratamientos  que  eliminen  eficazmente  a  los  hongos  patógenos  que  provocan  esta  enfermedad  una  vez  que  el  tejido  de  la  planta  se  encuentra  colonizado.  El  manejo  se  realiza  sólo  con  la  aplicación  de  tratamientos  químicos  aplicados  luego  de  la  poda,  o  través  de  la  “poda  doble”  de  plantas  que  ya  se  encuentran  infectadas.  Sin  embargo,  estas  estrategias  son  de  eficacia  variable  y  no  protegen  la  herida  durante  el  tiempo  necesario  cuando  la  planta  se  encuentra  aún  susceptible.  El  período  de  incubación  entre  la  colonización  inicial  del  tejido  y  la  aparición  de  los  primeros  síntomas  puede  tomar  años,  por  lo  que  el  agricultor  no  nota  que  la  planta  está  enferma  y  deja  de  lado  los  tratamientos  preventivos.

Hongos endófitos para su control   

Se  consideran  microorganismos  benéficos  a  los  agentes  de  control  biológico  cuyo  uso  pueden  proporcionar  protección  preventiva  por  un  mayor  período  de  tiempo  y  pueden  además  formar parte  de  los  Programas  de  Manejo  Integrado  de  Plagas  y  Enfermedades.

Los  microorganismos  endófitos  pueden  considerarse  agentes  de  biocontrol  eficientes  porque  son  capaces  de  colonizar  el  mismo  nicho  ecológico  que  los  hongos  fitopatógenos.  Tienen  además  el  potencial  para  permanecer  dentro  del  tejido  de  la  planta  y  competir  por  el  espacio  y  nutrientes,  convirtiéndose  en  candidatos  ideales  para  el  control  de  las  enfermedades  de  la  madera.

Los  hongos  endófitos  son  microorganismos  que,  durante  parte  de  su  ciclo  de  vida,  habitan  en  los  tejidos  internos de  la  planta  sin  causar  daño  aparente  o  síntomas  de  enfermedad.  Son  conocidos  por  intervenir  en  interacciones  entre  las  plantas  y  el  ambiente,  promover  el  crecimiento  de  la  planta,  mejorar  la  resistencia  al  estrés  y  alterar  el  proceso  de  infección  de  los  patógenos  en  las  plantas.

En  el  año  2012  Pancher  identificó  un  gran  número  de  hongos  endófitos  aislados  en  viñedos,  los  que  incluyen  Alternaria,  Epicoccum,  Cladosporium,  Xylaria,  Truncatella,  Phoma  yDavidiella.  La  evidencia  sugiere  que  las  interacciones  planta-hongo  son  importantes  para  determinar  la  salud  de  la  misma.  La  colonización  de  la  planta  huésped  por  hongos  endófitos  contribuye  a  la  adaptabilidad  del  genotipo  de  la  planta  al  estrés  biótico  y  abiótico.  Además,  en  el  caso  de  las  vides,  los  microorganismos  endófitos  juegan  un  rol  importante  debido  que  pueden  influenciar  en  la  calidad  del  vino.

UC  Davis  Chile  está  trabajando  en  el  desarrollo  de  herramientas  que  permitan  el  control  preventivo  de  las  enfermedades  de  la  madera,  a  través  de  un  proyecto  que  busca  identificar  y  caracterizar  hongos  endófitos  y  epífitos  de  (Vitis  vinífera)  aislados  de  diferentes  localidades,  condiciones  climáticas  (temperatura,  humedad,  altitud)  y  tipo  de  manejo  del  cultivo.

Dentro  del  trabajo  realizado  como  parte  del  proyecto,  se  logró  identificar  a  posibles  candidatos  como  agentes  de  control  biológico  para  combatir  a  hongos  fitopatógenos  asociados  a  las  enfermedades  de  la  madera.  La  efectividad  de  los  potenciales  agentes  de  control  biológico  fue  observada  en  ensayos  de  laboratorio  al  ser  enfrentados  a  D.  seriata  y N.  parvum,  donde  fueron  capaces  de  detener  el  desarrollo  de  estos  patógenos.

A  partir  de  estos  resultados  se  pueden  establecer  los  mejores  candidatos  de  la  colección  de  microorganismos  con  capacidad  antagonista,  como  potenciales  agentes  de  biocontrol,  los  cuales  pueden  ser  empleados  en  períodos  de  poda,  o  durante  la  propagación  en  vivero,  ya  que  son  puntos  críticos  en  el  proceso  de  infección.

La  búsqueda  de  controladores  biológicos  para  mitigar  al  complejo  de  enfermedades  de  la  madera  pretende  encontrar  nuevas  herramientas  que  puedan  prevenir  la  diseminación  de  la  enfermedad.  La  identificación  y  caracterización  de  microorganismos  que  presenten  diversos  mecanismos  de  acción  frente  al  complejo  de  patógenos  asociados  a  esta  enfermedad  tiene  como  objetivo  la  formulación  de  un  producto  que  sea  escalable  a  nivel  industrial  y que  permita  el  control  preventivo  de  los  principales  fitopatógenos  que  causan  las  enfermedades  de  la  madera  en  Chile.

Escrita por: Diana Toapanta, Investigación en Endófitos UC Davis Chile

Los cultivos están sometidos a diversas situaciones de estrés generadas por las condiciones ambientales, como radiación UV, altas y bajas temperaturas, congelación, sequía, salinidad, presencia de metales pesados e hipoxia. A estas condiciones desfavorables, en su conjunto, se las designa como estrés abiótico y generan efectos negativos en la productividad agrícola: los cultivos se enfrentan a una presión externa adversa generada por el ambiente, la cual altera su crecimiento y desarrollo. Entre estos factores, la disminución en la disponibilidad de agua -a causa de sequías y de la salinidad-es uno de los componentes más importantes.

EL EFECTO DEL DÉFICIT HÍDRICO

La salinidad ocurre por procesos naturales o es inducida por las actividades humanas (antrópicas) y resulta en la acumulación de sales disueltas en el suelo y agua. La salinidad natural es un proceso a largo plazo e involucra eventos climáticos, como ruptura de rocas y su consecuente liberación de sales como cloruros de sodio, calcio y magnesio y deposición de sales oceánicas a través del viento y la lluvia. Mientras que la salinidad inducida por el ser humano es consecuencia, principalmente, de las alteraciones hidrológicas a causa del reemplazo de la vegetación perenne por cultivos anuales, y a esquemas de irrigación que emplean agua rica en sales o que tienen un drenaje insuficiente.

Más aún, el problema de las sequías es omnipresente y perjudicial económicamente. Si bien la sequía y la salinidad son factores diferentes, los mecanismos de respuesta de los cultivos frente a ellos son muy similares, y afectan negativamente a las plantas en cada aspecto de su fisiología y metabolismo:

•Alteran los niveles de fitohormonas, lo cual modifica la morfología vegetal y reduce el crecimiento, por ejemplo, a través del aumento en la síntesis de etileno;

•Interrumpen la fotosíntesis y disminuyen los niveles de clorofila;

•Producen toxicidad metabólica y aumento de la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS, del inglés Reactive Oxygen Species), que dañan las estructuras celulares;

•Generan un desbalance nutricional debido a la pérdida del control en la asimilación de nutrientes desde la raíz y su transporte al resto de la planta.

Como consecuencia, los cultivos sufren un menor crecimiento y mayor envejecimiento vegetal, clorosis (amarillamiento de hojas debido a la pérdida de clorofila), muerte de tejidos, pérdida de la funcionalidad de la planta y, por tanto, disminución en productividad.

Para enfrentar esta situación, se ha intentado desarrollar transgénicos y cultivares tolerantes al déficit hídrico a través de la hibridación de cultivos particulares. Sin embargo, existen brechas importantes en el entendimiento de los mecanismos genéticos, bioquímicos, y fisiológicos de las plantas en respuesta a este tipo de estrés, además de la falta de conocimiento de las verdaderas determinantes de la tolerancia. Sumado a lo anterior, los altos costos y tiempos necesarios para su desarrollo, dificultan la generación de este tipo de cultivos. No obstante, estudios recientes indican que los microorganismos podrían ayudar a las plantas a enfrentar el estrés abiótico.

AYUDA DESDE UN MUNDOINVISIBLE

Los microorganismos -principalmente hongos y bacterias- son capaces de colonizar tanto la superficie de las estructuras vegetales (epífitos), como su interior (endófitos), generando comunidades ecológicas que influyen en el crecimiento, desarrollo y productividad de una planta. Estos microorganismos cuentan con enormes capacidades metabólicas que permitirían mitigar el estrés abiótico, a través de una modulación local y sistémica de la planta. Esto lo logran mediante la producción de sustancias que promueven el crecimiento de pelos radiculares, los cuales facilitan la captación de nutrientes, y de otras moléculas que ayudan a su asimilación.

Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal o PGPR (del inglés Plant Growth Promoting Rhizobacteria) son bacterias benéficas que viven asociadas a la raíz o en sus cercanías. Éstas, gracias a la activación de una tolerancia sistémica inducida que promueve cambios físicos y químicos en la planta, generan los mayores efectos de tolerancia al estrés abiótico, mejorando su productividad e, incluso, estimulando su inmunidad.

Los estudios avalan el apoyo desde el mundo invisible. El laboratorio del doctor Venkatesan Sundaresan, de la Universidad de California, Davis (UC Davis), ha estudiado los mecanismos asociados al reclutamiento de microorganismos en plantas de arroz. La finalidad es entender cómo estas comunidades microbianas impactan el desempeño y rendimiento de los cultivos. También analizan las variaciones de estas poblaciones en respuesta a situaciones de estrés abiótico y cómo estos cambios beneficiarían a las plantas de arroz.

El grupo de investigadores del doctor Devin Coleman-Derr, de UC Berkeley, ha empleado técnicas dependiente e independiente de cultivo para caracterizar las comunidades PGPR en Sorghum bicolor, una especie de gramínea con potencial de materia prima y de biocombustible. Intenta identificar la maquinaria PGPR que ayudaría  a mejorar los rendimientos de los cultivos y que serviría como blanco potencial para favorecer la respuesta de la planta a estrés abiótico.

A la fecha, se han descrito varios mecanismos en PGPR que, en conjunto, estimularían la  tolerancia a estrés abiótico en plantas (Figura 2), incluyendo:

• Producción de fitohormonas, tales como auxinas (IAA), citoquininas, giberelinas y ácido abscísico que, por ejemplo, favorecen el crecimiento de las raíces y la tolerancia al estrés salino.
• Generación de 1-aminociclo propano-1-carboxilato (ACC) desaminasa, una enzima importante que reduce los niveles de etileno en la raíz.
• Estimulación de la producción de compuestos que contienen nitrógeno (aminoácidos, amidas, iminoácidos, proteínas, aminas cuaternarias y poliaminas), los cuales actúan como agentes protectores de las estructuras celulares, son fuente de carbono y nitrógeno, aumentan la actividad de enzimas, y ayudan a mantener las condiciones de equilibrio intracelular.
• Activación de mecanismos antioxidantes más efectivos para combatir la producción de ROS en la planta.
• Favorecimiento de la captación de nutrientes. Por ejemplo, a través de la solubilización de fosfatos inorgánicos del suelo mediante la liberación de ácidos orgánicos.
• Liberación de compuestos orgánicos volátiles, los cuales generan un efecto positivo en la biomasa vegetal y activan la tolerancia sistémica inducida.
• Generación de EPS (exopolisacáridos), los cuales mantienen el suelo humectado y aumentan la tolerancia a situaciones de déficit de agua.

ATACAMA: FUENTE DE MICROORGANISMOS

El desierto de Atacama es considerado el desierto más árido del planeta y se extiende desde la Región de Arica y Parinacota hasta el norte de la Región de Coquimbo. Particularmente, la XV Región es de gran interés, ya que cuenta con una actividad agrícola concentrada en los valles costeros y cuya producción está orientada a los mercados de la zona central. Dentro de sus productos agrícolas destacan el tomate y el maíz de consumo fresco y cultivos de papa, olivos, pimentón, entre otros. En esta zona existen áreas cultivables con altas concentraciones salinbóricas, alta radiación solar y un proceso de salinización creciente. En síntesis, estos cultivos están sometidos a una fuerte presión generada por distintas fuentes de estrés abiótico.

Estos cultivos nos hace pensar, ¿cuentan con microorganismos asociados que los ayuden a enfrentar situaciones de estrés? En este contexto, la Universidad de Tarapacá en conjunto a UC Davis Chile están estudiando las comunidades microbianas asociadas a cultivos de alfalfa, maíz, orégano y papa. Estas comunidades están naturalmente adaptadas a crecer en condiciones de estrés abiótico y otorgarían a los cultivos esa misma capacidad; además, generarían buenos rendimientos de producción.

Lograr la identificación de comunidades PGPR de esta región no sólo brinda la posibilidad de estudiar los mecanismos que ayudan a que estos cultivos sean productivos. Además, ofrecen la oportunidad de desarrollar nuevos bioproductos de uso agrícola, que funcionen óptimamente en zonas donde las condiciones ambientales limitan la producción de los cultivos. Esto es importante, ya que los bioinsumos actuales presentan una actividad limitada, debido al estrés al cual están sometidos en la región. Por lo tanto, es necesario generar soluciones que incorporen microorganismos nativos o endémicos de ambientes áridos, de modo que los bioproductos sean eficientes y efectivos a estas condiciones.

Escrito por: Patricio Muñoz, Investigador Posdoctoral UC Davis Chile – UTA

El Banco microbiano es un gran reservorio de hongos y bacterias, que tiene por objetivo mantenerlos con fines de desarrollo científico. La existencia del Banco protege el inmenso patrimonio compuesto por los microorganismos que básicamente están presentes en el suelo a lo largo y ancho de Chile.

El Banco conserva y certifica, a nivel internacional, los aspectos de identidad y viabilidad de un nuevo microorganismo, con lo que se puede dar inicio al proceso de patentamiento del mismo, de ser requerido por el depositante. Lo que se puede patentar es uno o varios usos asociados a él. Generalmente, serán patentados aquellos microorganismos que intervienen en procesos industriales o que poseen interés comercial.

El Banco Microbiano es el único de Sudamérica y cuenta con el reconocimiento de Autoridad Internacional de Depósito (IDA), lo que coloca a Chile en un exclusivo grupo de 46 Bancos en el mundo repartidos en 29 países.

El Ministro  de Agricultura, Carlos Furche indicó “es una apuesta para el futuro de la investigación en Chile. Se inscribe en una modernización y fortalecimiento de sus capacidades institucionales de cara a los desafíos a la investigación agronómica en nuestro país que será cada vez más intensiva, como en todo el mundo, en laboratorios, recursos genéticos, en ampliación de nuestras capacidades para incorporar la investigación biotecnológica a los procesos productivos”.

Furche agregó que el Banco permitirá potenciar la innovación científica local y posicionar a Chile como un centro tecnológico de primer nivel, siendo su objetivo la conservación a largo plazo de hongos y bacterias propios de la geografía nacional que están bajo permanente amenaza de desaparecer, ya sea por acciones humanas o por situaciones naturales, y luego utilizarlos en el combate de plagas y enfermedades que afecten al sector silvoagropecuario, entre otras áreas de interés científico.

El Director Nacional del INIA, Julio Kalazich, explicó que la inversión de $310 millones sirvió para terminar la construcción de 300 metros cuadrados que albergan la segunda etapa del Banco de Microorganismos. En total el Banco alberga 462 metros cuadrados en sus dos etapas, las que alcanzan un monto de inversión de 1 millón de dólares.

Kalazich añadió que es un “tesoro nacional” se suma a la construcción de otros centros en diferentes regiones del país y al mejoramiento de instrumentos para el funcionamiento de los ya existentes, totalizando una Inversión que alcanza los $5 mil millones. “Gracias a esto estamos mejor equipados para seguir a aportando en el desarrollo de una agricultura más sustentable”.