CONACYT apoya proyecto de Biofabrica Siglo XXI

 

El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, (CONACYT), otorgó al proyecto “Desarrollo de procesos de cultivos bacterianos y su escalamiento para la producción comercial de biofertilizantes”, desarrollado por Biofábrica Siglo XXI, S. A. de C. V., en colaboración con La Unidad de Bioprocesos del Instituto de Investigaciones Biomédicas, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el apoyo del Programa de Estímulos a la Innov ación 2010.

Este proyecto, plantea la investigación de la formulación de medios de cultivo que permitan el mejoramiento de las características del producto de fermentación (aumento de las poblaciones bacterianas) de las bacterias Azospirillum brasilense, Rhizobium etli y Sinorhizobium meliloti, así como el mantenimiento de sus características funcionales, fisiológicas y metabólicas, que permitan establecer la eficiente simbiosis con la planta y el desarrollo del crecimiento vegetal.

Rhizobium: Etli y Sinorhizobium meliloti

Las rhizobias son alfa proteobacterias, bacilos cortos, a veces pleomórficas, de tinción negativa de Gram, no forma esporas, inocua para el hombre, habita comúnmente el suelo y la rizósfera; es muy conocida su asociación simbiótica con plantas leguminosas (Bahlawane et al., 2008). En esta relación la bacteria proporciona amonio derivado de la fijación del nitrógeno atmosférico, y recibe de la planta, a cambio, compuestos de carbono provenientes de la fotosíntesis.

La asociación entre estos organismos es muy especializada, debido a que ha sido seleccionada durante millones de años porque tiene que haber un intercambio de señales químicas para que la bacteria se introduzca en las raíces y forme, en conjunto con la planta, estructuras llamadas nódulos, en los cuales habitará y fijará nitrógeno. En el nódulo, la leghemoglobina de origen vegetal proporciona el oxígeno esencial para su supervivencia y metabolismo.

Las leguminosas incluyen plantas de interés agronómico, como frijol, soya, chícharo, haba, lenteja y cacahuate, para la alimentación humana y otras utilizadas como forraje (acacia, alfalfa, guaje, Lotus y trébol).

Rhizobium etli es el simbionte predominante del frijol en campos agrícolas de Mesoamérica y la que se encuentra en el biofertilizante de la Biofábrica Siglo XXI se obtuvo a través del mejoramiento genético de la regulación de la fijación de nitrógeno (Peralta et al., 2004).

Azospirillum brasilense

Azospirillum brasilense es una de las bacterias empleadas para la formulación de uno de los biofertilizantes (Azofer) de Biofábrica Siglo XXI. Esta bacteria, con capacidad de fijación de nitrógeno, coloniza la superficie de las raíces de las plantas y la rizósfera de diversos cultivos de importancia agrícola tales como trigo, maíz, sorgo, arroz, cebada o avena (Dobbelaire et al., 2000, Caballero J. en microbiologia.org.mx, Bashan et al., 2007) y en cultivos perennes como el café o los cítricos (Basham et al., 2003), tanto en vivero como en plantaciones comerciales establecidas en campo. Otra característica de esta bacteria es su capacidad para producir reguladores del crecimiento vegetal (principalmente ácido indol acético, IAA), favoreciendo el crecimiento radicular (Mark et al., 2000), lo que permite mayor capacidad de absorción de agua y nutrientes disponibles en el suelo, incluyendo  nutrientes o fertilizantes aplicados (Basham et al., 2003). Azospirillum es una alfa proteobacteria, microaerofílica, de forma vibroide y pleomórfica que produce altas concentraciones del polímero poli-b-hidroxibutirato (PHB) en forma de gránulos intracelulares que utiliza como reserva de energía y favorece la resistencia de la bacteria a condiciones de estrés como la desecación (Kadouri et al., 2002, Nur et al., 1982, Tal et al., 1990).

Estructura organizativa  del Proyecto

La Unidad de Bioprocesos (UBP) del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM, aportará su experiencia técnico-científica, en el área de fermentación y desarrollo de cultivos bacterianos, así como con la infraestructura adecuada para el desarrollo del presente proyecto. En tanto, Biofábrica Siglo XXI, aportará el conocimiento y la experiencia científico-técnico que ha acumulado, para retroalimentar a la UBP-IIB-UNAM respecto a las mejores condiciones mediante la evaluación de los cultivos en cuanto a la fisiología bacteriana, vida de anaquel y eficiencia de promoción del crecimiento y productividad de la planta. Los fondos del proyecto serán gestionados por la empresa.

Plan del Proyecto

El proyecto se desarrollará por grupos de trabajo de Biofabrica Siglo XXI y de la UBP, en diferentes fases. En específico:

  • Evaluación del efecto de la relación carbono/nitrógeno en cultivos en matraces convencionales de las cepas bacterianas en estudio.
  • Determinación del efecto de la adición de sales minerales traza en el crecimiento, viabilidad y consumo de la fuente de carbono de las cepas de Rhizobium etli y Azospirillum brasilense.
  • Evaluación del crecimiento y viabilidad celular, morfología colonial, pH, densidad óptica y consumo de la fuente de carbono.
  • Evaluación agronómica de los biofertilizantes.

Para la empresa es de vital importancia, desde el punto de vista competitivo, contar con la tecnología completa del proceso de producción de los biofertilizantes, para así ofrecer un producto de calidad y eficiencia, por tanto, Biofabrica Siglo XXI está comprometida con la investigación y el desarrollo de nuevas alternativas para beneficio de Sector Agrícola.

 

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IMPULSAN CALIDAD EN USO DEL SUELO

El mercado agropecuario tiene el reto de sustituir, después de 60 años, el uso de fertilizantes por unos que cuiden el medio, dice Carlos Alberto Hernández, coordinador administrativo de Biofábricas Siglo XXI.

Por Eduardo Camacho*

Con biofertilizantes que regeneran el suelo en lugar de debilitarlo y contaminarlo, Carlos Alberto Hernández, coordinador administrativo de Biofábricas Siglo XXI, busca convencer al sector agropecuario de ser amigables con el medio ambiente. Siendo una idea original del doctor Marcel Morales Ibarra, este tipo de productos generados por la pequeña y mediana empresa funcionan como fijadores de nitrógeno del medio ambiente para la alimentación de la planta, protectores de la planta ante microorganismos patógenos del suelo, además de que estimulan el crecimiento del sistema radicular de la planta, entre otras bondades. El entrevistado comentó que, al ser una empresa socialmente responsable dedicada a la producción y venta de biofertilizantes, encuentran retos por vencer y grandes expectativas por alcanzar en un campo lleno de oportunidades.

¿Es difícil entrar al nicho del mercado agropecuario?

Es un sector peculiar que tiene mas de 60 años usando el fertilizante tradicional pero están en el proceso de migración a este tipo de productos, tenemos tasas de crecimiento importantes de 50% anual aún en una población de gente adulta que en ocasiones es difícil de convencer pero están muy interesados en cuidar la tierra y todo el medio ambiente.

¿Quién respalda sus productos?

Nuestro crecimiento es resultado tanto de nuestro trabajo pero es de gran ayuda ser la primer empresa mexicana que cuenta con permisos sanitarios ante la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) y también contamos con el respaldo del Centro de Ciencias Genómicas de la UNAM.

¿Reciben apoyo en investigación por parte de la UNAM?

Sí, se trabaja con diversos institutos y los desarrollos científicos para bajar los costos; se hicieron convenios con la UNAM, que permite potenciar la productividad de los agricultores, con lo cual se rompen las barreras estructurales al llevar los desarrollos científicos al campo dando como resultado productos con un menor precio.

¿Cómo se concibe el mercado?

Son tres puntos específicos los que rigen el mercado al ser productos con menor precio, más productivos y ecológicos. Es lo que falta en el país, vincular estos dos círculos, el de la investigación y el de la producción, dando elementos a los campesinos para ser más competitivos.

¿Qué tan competitivo es el costo?

Nuestros productos pueden disminuir hasta el 50% del cosoto de fertilización tradiconal en gramínias como maíz, trigo, cebada y otros granos de importancia; en leguminosas puede llegar al 100%, lo que es un impacto económico y ambiental importante a diferencia de agroquímicos sintéticos que generan contaminación en lagos, lagunas y mares.Por ejemplo, en el anuario estadístico de la petroquímica 2008, se importaron de Ucrania un millón 200 mil dólares en fertilizantes químicos, cuando antes Fertimex surtía a todo el país, pero con la venta de paraestatales, se volvió obsoleta; y ahora nuestro producto es 10 veces más económico y generan 20% más de rendimiento.

¿Qué regiones ya utilizan estos productos?

En todo el país son alrededor de 20 millones de hectáreas y de esa cifra, de acuerdo con la Sagarpa, la mitad se cultiva con fertilizante y nosotros tenemos el 0.5% del mercado pero con presencia en Guerrero, Guanajuato, Chihuahua, Zacatecas y Michoacán, gobiernos que son muy receptivos pero el problema al que nos enfrentamos es que somos una Pyme y no contamos con los recursos para penetrar en todos los estados.
*Nota publicada por El Universal, 23 de julio de 2010.

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CULTIVAN CON IDEA DE CAMBIO

Bajo la premisa de lograr la aplicación de alternativas ecológicas en el campo mexicano, una empresa, nacida en el 2004, empuja el uso de biofertilizantes entre los productores agrícolas del país.

 

Por Alejandra Aguilar*

 

Biofábrica Siglo XXI nace con el objetivo de hacer llegar estos productos desarrollados tecnológicamente a los agricultores. “En el campo no se podrá avanzar si estos desarrollos tecnológicos no llegan a los productores”, aseguró el gerente comercial de la compañía, Fabián Soto.

El uso de biofertilizantes, dijo, genera dos principales ventajas sobre los fertilizantes químicos: reduce hasta 50% los costos de la producción y aumenta hasta 30% la cantidad de cosecha. En el país, esto productos naturales fueron desarrollados por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y, hace seis años, la máxima casa de estudios y la entonces naciente Biofábrica firmaron un convenio de exclusividad para que esta última produjera y comercializara los biofertilizantes.

Compromiso social

En el campo mexicano “hay productores que realmente requieren de apoyos para cosechar”, describió Soto Martínez, “los biofertilizantes pueden sr un aliado para ellos, por sus precios competitivos y sus ventajas en la producción”. Además de ofrecerlos de manera comercial, la pequeña y mediana empresa (Pyme) impulsa la distribución de sus productos a través de los estados y municipios; es el caso de Guerrero y Michoacán, donde las autoridades destinan ciertos recursos para adquirir los biofertilizantes y repartirlos entre los productores.

Única en su tipo

El acuerdo con la UNAM, permite a Biofábrica diferenciarse del resto de las empresas que ofrecen biofertilizantes en el país, ya que produce y comercializa a los biológicos, mismos que están certificados por la Secretería de Salud (Ssa) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt). “El 98% de las empresa que ofrecen estos productos sólo comercializa productos productos que por lo general provienen de Estados Unidos”, aseguró Soto Martínez, entrevistado por El Economista.

Esfuerzo sostenido

En su poco más de un lustro de vida, la empresa ha llegado a 15 entidades del país, donde sus productos son utilizados en al menos 5,000 hectáreas de cultivos. Las entidades donde actualmente tiene más presencia son Guerrero, con alrededor de 140,000 hectáreas cultivadas con biofertilizantes de Biofábrica; Chihuahua, con 40,000, Oaxaca y Zacatecas, con 35,000 cada una.

El próximo año, adelantó el empresario, entrarán en Chiapas y triplicarán su presencia en Oaxaca. Para el 2013, la meta de Biofábrica es tener presencia en todo el país. “En estos años, los resultados han sido buenos. Hemos intentado, me atrevo a decir con éxito, la creación de un mercado para un producto nuevo, que debe romper inercias tanto de productores como de gobiernos. No es una labor nada fácil, pero hay que voltear a otra forma de cultivar, los beneficios serán increíbles”, dijo.

Antecedentes

En 1994 inició operaciones Asesoría Integral Agropecuaria y Administrativa (ASIA), con la función de brindar asistencia técnica y la capacitación a productores del campo. Cuatro años después, el gobierno federal, encabezado entonces por el Presidente Vicente Fox, decidió trasladar al sector productivo rural un desarrollo tecnológico de la UNAM: los biofertilizantes. El esfuerzo duró apenas un par de años, hasta le cambio de gobierno, en el 2000, cuando se interrumpió el proyecto. En ese momento, ASIA decidió dedicar su labor a incorporar estos productos al circuito comercial por lo que firmó un convenio con la máxima casa de estudios. A través de éste obtiene la exclusividad de la producción y comercialización de los biofertilizantes y para ello constituye un brazo operativo, al que le da el nombre de Biofábrica Siglo XXI.

*Nota publicada por el diario El Economista, Miércoles 7 de julio de 2010.

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Con residuos agroindustriales buscan producir etanol sustentable

La materia prima a utilizar son sustratos lignocelulósicos que no tienen ningún uso ni valor en el sector alimentario

PATRICIA LÓPEZ/GASETA UNAM*

Aprovechar residuos como el olote del maíz, los huesos de las aceitunas, los tallos de la avena y el trigo o el bagazo del agave azul de tequila para producir una nueva generación de etanol, útil como biocombustible y cuyo proceso sea sustentable, es el reto de científicos de 10 países de América Latina y Europa reunidos en la UNAM.

Encabezados por la Facultad de Química de esta casa de estudios y el Instituto Nacional Politécnico de Toulouse, Francia, un grupo de 30 expertos inició los trabajos del Proyecto Babethanol, los que inauguró Carlos Arámburo de la Hoz, coordinador de la Investigación Científica.

Desperdicios industriales

La materia prima que utilizarán para desarrollar etanol son sustratos lignocelulósicos que no tienen ningún uso ni valor en el sector alimentario. “Los sustratos lignocelulósicos son desperdicios que se generan alrededor de alguna actividad industrial.

Por ejemplo, una mazorca de maíz, los huesos de las aceitunas que quedan tras la extracción del aceite de oliva o el bagazo del agave azul que se produce en grandes cantidades en la industria tequilera de México. Estos residuos tienen lignina, celulosa y hemicelulosa, a los que hay que hacerles una serie de tratamientos para convertirlos en glucosa, que es lo que se fermenta con levaduras, para llegar al etanol”, explicó el  doctor en química Eduardo Bárzana García, director de la Facultad de Química.

El reto de la fermentación

La parte de la fermentación del etanol es muy conocida desde tiempos antiguos, aunque todavía es un gran reto la transformación de los residuos lignocelulósicos al azúcar.

“Es el propósito de este proyecto y de muchas investigaciones que se realizan en todo el mundo para aprovechar residuos del proceso del aceite de palma, de la avena y del trigo, entre otros productos agroindustriales”, añadió.  El Proyecto Babethanol –en el que participan 13 instituciones de 10 países– plantea utilizar esos desperdicios para cambiarlos a un producto con alto valor agregado, como  el etanol o alcohol.

Propuesta a desarrollar

Dicho plan científico propone soluciones para un enfoque más sustentable de etanol renovable de segunda generación, basado en un proceso de fermentación moderado, integrado y amigable con el ambiente, que debería ser aplicable a un rango más amplio de materias primas de lignocelulosa.

El nuevo proceso que proponen los expertos está basado en métodos combinados fisicoquímicos y biológicos como opción a  los costosos procedimientos actuales de frontera, en particular los pretratamientos, los cuales requieren mucha energía,  eliminación de sustancias tóxicas, agua, productos químicos y tratamiento de aguas residuales.

La propuesta que se analizará en el Proyecto Babethanol es la transformación de residuos agroindustriales por métodos enzimáticos y fisicoquímicos. Esa iniciativa será desarrollada y probada desde el laboratorio hasta la escala piloto semiindustrial con diferentes residuos y materias primas.

En México se estudiará en particular  el bagazo de agave azul, que se genera en grandes volúmenes como subproducto de la industria tequilera nacional.

Bárzana García recordó que el  Proyecto Babethanol inició en mayo del año pasado y tuvo su primera reunión en julio de ese año en Toulouse. Participan también el Instituto Nacional de Ciencias Aplicadas de Toulouse (INSAT); el Centro de  Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, de España; el Departamento de Ciencias Agrarias y Ambientales de Italia, y el Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus, de Finlandia.

Igualmente, el Programa Cooperativo para el Desarrollo Tecnológico y Agroalimentario y Agroindustrial del Cono Sur (conformado por Uruguay, Brasil, Chile, Paraguay y Argentina), así como la Universidad de Costa Rica y el organismo Palma Tica, también de este último país. Por México intervienen –además de la Facultad de Química de la UNAM– el Centro Mario  Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente, AC; el Consejo Regulador del Tequila, AC, de  Guadalajara, Jalisco, y Proazúcar, de Veracruz.

*22 de febrero 2010

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Impulsan en Zaragoza la agricultura orgánica

La Unidad de Investigación en Ecología Vegetal cultiva mezquite, maguey, nopal y huizache con biofertilizantes

LAURA ROMERO

Por primera vez, integrantes de la Unidad de Investigación en Ecología Vegetal de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Zaragoza cultivan plantas nativas de zonas semiáridas como el mezquite (Prosopis laevigata), maguey de pulque (Agave salmiana), nopal tunero (Opuntia streptacantha) y huizache (Acacia farnesiana), entre otras, con métodos de agricultura orgánica, aplicando esporas de hongos denominados micorrizas arbusculares como biofertilizante con resultados sorprendentes, aseguró Arcadio Monroy Ata.

El investigador expuso que el potencial de México para impulsar ese tipo de cultivo es extenso. Sería “una opción de desarrollo para el país por su clima, suelos y biodiversidad; además, representaría grandes ventajas para productores, consumidores y ambiente”, añadió.

La agricultura orgánica requiere conocimientos y capacitación, aunque no es difícil instrumentarla. Prueba de ello son los trabajos realizados por Monroy Ata en chinampas de Xochimilco, junto con agricultores de San Luis Tlaxialtemalco y San Gregorio Atlapulco, donde han obtenido resultados favorables al cultivar y cosechar lechuga y verdolaga.

Con apoyo de la Dirección de Desarrollo Rural de la delegación Xochimilco, el especialista comenzará nuevos experimentos en un par de parcelas con cultivos orgánicos demostrativos de maíz, avena y lechuga.

Ese tipo de agricultura es poco conocida en el país. Según cifras del Instituto Nacional de Estadística y Geografía, la superficie sembrada en 2006 en 13 entidades de la República fue de 13 mil 982 hectáreas, la mayoría en Chiapas, Oaxaca y Baja California Sur. La superficie cosechada en el mismo periodo alcanzó las 13 mil 792 hectáreas, con un valor de producción de 833 millones 106 mil pesos.

Café

Datos de 2002 de la Universidad Autónoma de Chapingo revelaron que el principal producto orgánico de México es el café y, a diferencia de algunas naciones europeas donde el rendimiento local representa tres cuartas partes del consumo, aquí se exporta 85 por ciento de la producción derivada de la agricultura orgánica.

La demanda de esos productos, conocidos en Europa como ecológicos, biológicos o “bio”, va en ascenso. En 2002 se registraron 17 millones de hectáreas en el mundo, con un mercado de cerca de 25 mil millones de dólares y más de cien países participantes, y se calcula que crecerá hasta alcanzar los cien mil millones de dólares el año entrante, precisó Monroy Ata.

Esta agricultura emplea exclusivamente artículos naturales para estimular el crecimiento de las plantas, es decir, biofertilizantes de origen bacteriano y fúngico (hongos) que promueven la asimilación de nutrientes y agua, explicó.

Bioplaguicidas

También se utilizan bioplaguicidas en lugar de pesticidas químicos que afectan la fertilidad edáfica, y la llamada labranza mínima, consistente en hacer roturaciones del suelo de poca profundidad, 10 a 20 centímetros máximo, a diferencia de un tractor, que hace surcos de 40 centímetros y altera los organismos que facilitan la mineralización de la materia para que las plantas la absorban.

La agricultura orgánica genera productos saludables, libres de pesticidas y con sabor más agradable. Aunque su precio puede ser entre 30  y 50 por ciento más elevado que los otros, son preferidos por  consumidores como los europeos.

En sus trabajos, Arcadio Monroy usó micorrizas arbusculares –hongos en forma de pequeñas esferas 28 de septiembre de 2009 11 con hilos de color blanco o hifas– que cuando se hidratan se alargan y unen a dos o más plantas. Este fertilizante natural es utilizado por 80 por ciento de las plantas terrestres para asimilar nutrientes.

En chinampas de Xochimilco se usaron esos hongos en vez de fertilizantes químicos y foliares. En una parcela de verdolaga de media hectárea cultivada tradicionalmente, se dedicó una superficie de 10 metros por 10 metros para probar el biofertilizante. Las plantas alcanzaron el doble de peso y las raíces crecieron cuatro veces más, porque el hongo se asocia con las raíces de las plantas y, al crecer más, exploran un mayor volumen de suelo y captan más agua y nutrientes.

Además, el hongo es de origen saprofito, que degrada materia orgánica y otorga al vegetal fosfatos y nitratos a cambio de azúcares. “Es una relación de mutuo beneficio donde la planta, el hongo y el suelo ganan, porque las micorrizas forman una malla o red hifal subterránea que permite la formación de agregados de suelo, es decir, se evita la erosión. Esa malla puede conectar dos o más plantas y formar gremios de diferentes especies, donde todas comparten recursos y los aprovechan de forma óptima”.

Aridez y salinidad

El coeditor de los libros Micorriza arbusculares en ecosistemas áridos y semiáridos y Técnicas de estudio de las asociaciones micorrízicas y sus implicaciones en la restauración, publicados en 2008, expuso que la aridez es parecida a la salinidad en un suelo, pues ambos procesos limitan la disponibilidad hídrica del suelo para las plantas. En Xochimilco hay el problema de salinización de suelos porque se usa agua de riego parcialmente tratada, que ha ocasionado que en muchos sitios existan costras salinas en la superficie de las chinampas y se dificulte la agricultura.

Con el uso de micorrizas de zonas áridas se favorece que los vegetales capten el recurso hídrico, incluso en condiciones de alta salinidad. En un estudio previo en una zona del Valle del Mezquital, irrigada durante 40 años con aguas residuales provenientes del Distrito Federal y saturada de sales,  se encontró colonización micorrízica en 80 por ciento de las raíces de pastos y plantas.

“Eso demuestra que con la agricultura orgánica y los hongos podría darse uso a suelos que actualmente están ociosos”, señaló. El equipo de Monroy Ata también utiliza un biofertilizante desarrollado en el Centro de Ciencias Genómicas de la UNAM, con base en la bacteria Azospirillum brasilense, que facilita la asimilación de nitrógeno. “Se puede complementar con las micorrizas y sustituir la fertilización química a un costo mucho menor”, añadió.

Las chinampas, que son cultivos eficientes desde la época prehispánica, podrían recuperar esta cualidad y hacer a un lado los  problemas de salinidad y contaminación con las micorrizas, que ayudan a depurar el suelo. Ahí podría crearse la primera fábrica de hongos que impulse definitivamente la agricultura orgánica, a la que se vislumbra un futuro prometedor, concluyó.

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