Después de que terminara la Segunda guerra mundial (finales de 1945) se buscó una manera de producir alimentos en suficiente cantidad para la población mundial. En 1940, surge en Estados Unidos un modelo de producción, llamado Revolución Verde. Era un modelo de agricultura intensiva que tenía la finalidad de aumentar rendimientos de los cultivos, en el que se siembran monocultivos y se usan insumos agrícolas como los fertilizantes químicos, plaguicidas y herbicidas. Ahora se sabe que los agroquímicos tienen efectos nocivos tanto para la salud de las personas como para el ambiente.
Es verdad que los fertilizantes químicos y en general, los insumos agrícolas, aumentan la productividad agrícola en los primeros años que se usan, sin embargo, se sabe que la productividad no se sostiene por mucho tiempo.
El uso de fertilizantes nitrogenados en el mundo aumenta año tras año y su precio también se incrementa, esto debido a que el petróleo es fundamental para su elaboración, tanto como materia prima como la energía derivada de este. Hace 30 años México producía los fertilizantes químicos que usaba, sin embargo ahora se importan más de la mitad. Considerando que las reservas de petróleo se están agotando y que su precio se elevará cada año, y que la demanda de los fertilizantes aumenta cada año, se espera que también el precio de los fertilizantes aumente en un mediano y largo plazo.
El nitrógeno en el suelo tiene un índice de asimilación muy bajo por los cultivos. Del total de nitrógeno que se incorpora al suelo, dependiendo del manejo y del tipo de fertilizante aplicado, más del 50% (hasta el 80%) es perdido del suelo por la lixiviación (lavado por el agua hacia el subsuelo). Se lavan el nitrato orgánico o formas de nitrógeno orgánico que se pueden disolver en agua. El nitrógeno se pierde también por la volatilización de los gases que se producen en el suelo, amonio, óxido nítrico y óxido nitroso.
Parte del nitrógeno no utilizado termina en ríos, lagos y mares causando la eutrofización de los mantos de agua, lo que significa que aumentan las concentraciones de nutrientes. La eutrofización provoca que algunos tipos de organismos crezcan de más, como algunas algasa que crecen tanto que no dejan pasar la luz a través del agua, lo que limita la producción en estuarios (sitio donde se une un río con el mar) y costas, el resultado es que hay poca o nula producción pesquera. En sistemas terrestres, los pastos invadirán la tierra pues no hay limitante de nutrientes como el nitrógeno.
El consumo de agua con cantidades altas de nitratos tiene efectos en la salud de las personas. Los niños menores de 6 meses de edad desarrollan una enfermedad (metahemoglobinemia) que ocasiona que no puedan respirar y se vean de color azul. Algunos datos científicos han asociado el consumo de nitratos al desarrollo de algunos tipos de cáncer en humanos.
Los productos transformados de los fertilizantes nitrogenados que se liberan como gases, tienen efectos negativos en el ambiente. En el caso del óxido nítrico los efectos son locales, provocando por ejemplo, lluvias ácidas. Los efectos del óxido nitroso son globales, pues este es un gas de invernadero que causa un aumento de la temperatura global en el planeta y contribuye al cambio climático. Este gas también es responsable de romper el ozono que nos protege de los rayos ultravioleta.
Los fosfatos de los fertilizantes químicos también son responsables de la contaminación ambiental y se han asociado a la proliferación de unas bacterias muy antiguas en el planeta tierra, las cianobacterias, que pueden producir toxinas de alto riesgo para la salud. El consumo de estas toxinas en el agua se ha asociado a enfermedades nerviosas de gravedad semejantes al Alzheimer.
Dentro de los recursos con los que se cuenta actualmente para disminuir el uso de los fertilizantes químicos se encuentran compostas y biofertilizantes fijadores de nitrógeno como el Azospirillum brasilense y el Rhizobium étli así como hongos Micorrizicos o Micorrizas que ayudan a la solubilización de nutrientes como fósforo y potasio, asímismo existen productos orgánicos para el tratamiento de plagas de insectos y enfermedades al igual que prácticas de agricultura orgánica.
Extraído del Manual Teórico – práctico: Los Biofertilizantes y su uso en la Agricultura. SAGARPA – COFUPRO – UNAM. México, D.F. 2013.
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Al movimiento y transformación de los elementos químicos (nitrógeno, fósforo, carbono, calcio, sodio, azufre, entre otros) entre los seres vivos y el ambiente (suelo, aire, agua) se le denomina “Ciclo Biogeoquímico”.
El suelo es parte de estos ciclos y no es solamente un lugar para crecer los cultivos. En él se realizan procesos biológicos muy complejos como la conversión de nutrientes además que aloja a seres microscópicos como bacterias y hongos, además de otros organismos como lombrices, escarabajos y gusanos. Todos participan activamente en los ciclos que permiten el movimiento de elementos y nutrientes.
Los elementos del ambiente son incorporados por los organismos durante su vida y al terminar su ciclo son depositados al ambiente nuevamente, al suelo o al agua. Los elementos se volverán a incorporar a otros organismos, cumpliendo así su ciclo. Existen diferentes elementos que pasan del ambiente a los seres vivos como el carbono, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.
En general, el movimiento de los nutrientes en los seres vivos va desde los microorganismos a las plantas, de los microorganismos a los animales y de las plantas a los animales. Los organismos toman los elementos del aire: las bacterias fijadoras de nitrógeno (Azospirillum brasilense, Rhizobium étli) y las plantas toman carbono. Otros organismos toman nutrientes del suelo: los hongos micorrízicos (Micorriza) toman fósforo, y las plantas toman agua y minerales.
El aire que respiramos es aproximadamente 78% nitrógeno, 21% oxígeno y el resto es vapor de agua, ozono y otros gases como argón, partículas sólidas como el polvo o el polen de las plantas. El ciclo del nitrógeno es un ejemplo en donde las bacterias juegan un papel fundamental, pues son capaces de tomar el nitrógeno del aire mediante un proceso denominado #Fijación biológica de nitrógeno”.
Es muy importante decir que cuando hay concentraciones de nitrógeno altas en el suelo, como cuando se fertiliza en exceso, la fijación de nitrógeno disminuye o se inhibe.
En el suelo, el nitrógeno es transformado por varios procesos como la amonificación, que es la liberación de nitrógeno en forma de amonio a partir de sustancias orgánicas; y la nitrificación, que es la conversión de amonio en nitratos. El nitrógeno es fundamental para todos los seres vivos, pues sin él no se podrían formar las proteínas. Sin proteínas, ni las plantas ni las personas podrían crecer.
Existen diversas formas en la cual podemos evitar y procurar los ciclos de los elementos en la naturaleza, en cuanto a la agricultura, el uso de compostas orgánicas o el uso de bacterias y hongos para el fomento del crecimiento de los cultivos, también conocidos como organismos biofertilizantes ayuda a que los ciclos no se vean afectados a diferencia del uso de fertilizantes químicos que alteran gradualmente los ciclos naturales además de contaminar y matar distintos tipos de flora y fauna local.
Extraído del Manual Teórico – práctico: Los Biofertilizantes y su uso en la Agricultura. SAGARPA – COFUPRO – UNAM. México, D.F. 2013.
Para que se forme un suelo fértil es necesario que pasen millones de años. Sin embargo, puede perderse en poco tiempo, si no existe vegetación o materia orgánica que lo cubre éste será arrastrado por el agua y el viento.
El suelo se forma por la acción de diferentes fuerzas (químicas, físicas y biológicas) sobre la materia que le da origen, que es la roca basal. El suelo es un sistema dinámico que se encuentra en continua transformación. Hay que destacar que son los microorganismos como hongos , entre ellos la Micorriza, y bacterias quienes ayudan en la formación del suelo, degradando las rocas y produciendo gomas que le dan estructura. Posteriormente, otros organismos como los líquenes y musgos colonizan la roca facilitando en el proceso la formación del suelo. Más adelante, otros organismos como lombrices, plantas arbustivas y árboles lo colonizarán y el suelo seguirá formándose.
Existe una diversidad de pequeños sitios que son muy variables uno de otro en la composición del suelo. Se ha dicho que un centímetro de suelo es diferente al centímetro aledaño y que un gramo de suelo puede contener miles o millones de especies de microbios. Existe una gran diversidad de suelos, éstos son diferentes en su textura, porcentaje de materia orgánica, capacidad de retención de humedad, minerales, tamaño de las partículas que lo forman, entre otras características.
La composición del suelo se divide en tres fases: acuosa (agua), gaseosa (aire) y sólida. La parte sólida está formada por dos tipos de compuestos, la materia orgánica y los compuestos inorgánicos. De manera general, un suelo agrícola tendrá entre 15 – 35% de agua, de 1 – 5% de materia orgánica (un suelo muy fértil), un 45% aproximadamente de minerales y el resto será aire.
La parte inorgánica, en forma de arcillas, contiene minerales que aportan nutrientes a las planta, en ellas se encuentran compuestos capaces de interactuar con el agua en el suelo.
Los dos elementos más abundantes en el suelo son oxígeno (aproximadamente 45%) y silicio (aproximadamente 27%) el resto corresponde a más de 90 elementos como aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y magnesio. Las plantas dependen de los minerales del suelo para vivir y son tomados a través del agua, pues algunos son capaces de disolverse en esta y así son transportados al interior de las plantas.
Otros minerales se encuentran en forma no soluble en la materia orgánica y en la parte inorgánica del suelo y para ser tomados por las plantas requieren ser solubilizados mediante un proceso de “intercambio catiónico” en formas solubles. En el suelo hay proceso físicos y químicos que permiten la solubilización de los minerales, pero también existen procesos biológicos como aquellos llevados por los biofertilizantes, los cuales contienen bacterias fijadoras de nitrógeno como el Rhizobium Etli o el Azospirillum Brasilense y por hongos como la Micorriza, estos aportan a las plantas de manera natural los nutrientes que no pueden solubilizar por su cuenta.
Es muy importante conservar el suelo para mantener la productividad, pues cuando la capa superior se pierde hay menor retención de agua y las raíces ya no tienen soporte, se pierde la materia orgánica, el nitrógeno, el fósforo y otros elementos y nutrientes. El suelo se endurece y las raíces no pueden entrar más profundamente, lo que les impide tomar más recursos.
Para evitar que el suelo se elimine, se debe mantener vegetación en él, usando árboles o cultivos perennes, con rotación de cultivos o bien, dejando residuos de la cosecha anterior, el objetivo es que siempre haya una cobertura vegetal en el suelo agrícola.
El uso de composta en conjunto con los biofertilizantes ayudan a que el suelo se pueda regenerar paulatinamente aportándole la materia orgánica necesaria para su productividad.
La rotación de cultivos, además de conservar el suelo tiene otras ventajas, permite un manejo integral de plagas, pues se rompen los ciclos de vida de los patógenos y plagas que afectan los cultivos.
Extraído del Manual Teórico – práctico: Los Biofertilizantes y su uso en la Agricultura. SAGARPA – COFUPRO – UNAM. México, D.F. 2013.
Puede sorprender en primera instancia el hecho de que este 1 de octubre se haya recategorizado al “Parque Nacional” del Nevado de Toluca en el Estado de México como “Área de protección de flora y fauna” . ¿Pero que implica esto?
En primera instancia se plantea una reorganización del territorio que comprendía el Parque Nacional Nevado de Toluca, con la intención de aprovechar de manera sustentable los recursos que tiene para ofrecer, básicamente se dará paso a la intervención de las comunidades y centros de investigación para que puedan realizar tanto actividades de agricultura y ganadería así como turismo e investigación.
El Nevado fue declarado como Parque Nacional por el presidente Lázaro Cárdenas y decretado como tal en el Diario Oficial de la Federación el día 25 de enero de 1936, se buscaba hacer de dicha zona un lugar no solo para la conservación de especies de fauna y flora sino hacer participes a las comunidades de la explotación racional de los recursos forestales aun no estando contempladas dentro del perímetro oficial del Parque.
En la nueva propuesta del presidente Enrique Peña, se harán participes a las comunidades colindantes de la zona para que puedan aprovechar los recursos de manera sustentable, una vez que se prioricen las zonas para explotación racional de recursos. Las comunidades podrán desarrollar actividades de turismo ecológico, educación ambiental e investigación, todo esto sin dañar o alterar la fauna y flora del lugar. Se destaca el hecho de que no se podrán establecer inmuebles que urbanicen la zona, ni se podrán realizar actividades extractivas que contaminen o alteren el equilibrio del lugar.
¿Qué es lo preocupante? Dentro del artículo décimo fracción 5 y el artículo décimo segundo se hace referencia a la forma de explotación de flora y fauna. Lo preocupante es que de incurrir en corrupción y si hay intereses de empresas o compañías transnacionales (o nacionales) de por medio, se vaya por encima de la ley, lo que daría como resultado el inicio de la explotación irracional de la zona. Debemos recordar que casos como estos han sido ya muchos en diversas zonas del país, las autoridades deben de estar conscientes de los daños que acarrearían acciones de extracción a niveles industriales, daños que serían irreversibles.
«Art. 10 fracc. 5. El aprovechamiento extractivo de vida silvestre requiere para su autorización la opinión previa de la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas, excepto cuando dicho aprovechamiento se realice con fines de subsistencia” .
“Art. 12. Cualquier obra o actividad pública o privada que se pretenda realizar dentro del área de protección de flora y fauna «Nevado de Toluca», deberá sujetarse a los lineamientos y modalidades establecidos en este Decreto, el programa de manejo del área y a las demás disposiciones jurídicas aplicables. Asimismo, quienes pretendan realizar dichas obras o actividades deberán contar, en su caso y previamente a su ejecución, con la autorización de impacto ambiental correspondiente…”.
Debemos recordar que un manejo sustentable de cualquier zona natural es esencial para nuestra sobrevivencia.
El manejo racional orgánico y biológico de la agricultura será clave para un verdadero desarrollo sustentable, elementos como los biofertilizantes deberán empezar a ser difundidos para poder aprovechar de manera amigable y no contaminante lo que la tierra nos provee.
Para consultar la publicación en el Diario Oficial de la Federación acceda a:
https://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5315889&fecha=01/10/2013
Fuente: Gomez Oscar, «Biofertilizantes, una alternativa para el pueblo chiapaneco», en El Economista, Chiapas, Lunes 3 de Octubre de 2011, pagina 9.
Ahorra hasta 50% en riego y fertilizantes químicos. Se obtienen mejores resultados en el cultivo y la producción
San Cristóbal de Las Casas. EN UN recorrido por una parcela muestra en la Secretaría del Campo (Secam), Marcel Morales Ibarra, director general de la Biofábrica Siglo XXI, dio a conocer que “nuestros biofertilizantes son objeto de estudio en centros de excelencia de investigación en México, como la UNAM [Universidad Nacional Autónoma de México], que es reconocida como vanguardista en esta materia a nivel internacional”.
Recordó que desde hace tres décadas la UNAM creó el Centro de Investigación de Fijación de Nitrógeno, hoy Centro de Ciencias Genómicas, con lo que se le dio un fuerte impulso a la investigación sobre las bacterias fijadoras de nitrógeno atmosférico, que es el principio por el que se crean los biofertilizantes como alternativa en la producción agrícola del país.
“En 2004 se funda Biofábrica Siglo XXI, S. A de C. V., la cuál estableció un convenio de colaboración con la UNAM”, anexó.
Reveló que estos biofertilizantes ya fueron aplicados en el país, al ser incorporados en 1999 y 2000 al programa de Alianza para el Campo de la Secretaría de Agricultura Ganadería Desarrollo Rural Pesca y Alimentación (Sagarpa), en el que se utilizaron cerca de 3 millones de hectáreas para diversos cultivos a nivel nacional, estando a cargo del seguimiento y evaluación de este programa el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP).
“Desde entonces fertilizamos aproximadamente 200,000 hectáreas cada año y tenemos presencia en 20 estados de la república mexicana, en diversos cultivos y zonas agronómicas”, anexó Morales Ibarra.
A partir del 2011 los biofertilizantes de Biofábrica Siglo XXI participan en investigaciones en materia de bio-remediación de suelos y agua en Canadá, con el respaldo de prestigiosos centros de investigación como la Universidad de Montreal y MC Gill University. El biofertilizante es un producto a base de microorganismos benéficos (bacterias y hongos) que viven asociados o en simbiosis con las plantas y ayudan a su proceso natural de nutrición, además de ser regeneradores del suelo.
Estos microorganismos se encuentran de forma natural en suelos que no han sido afectados por el uso excesivo de fertilizantes químicos u otros agroquímicos, ya que éstos disminuyen o eliminan dicha población.
Marcel Morales afirma que protegen a las plantas ante microorganismos patógenos del suelo, fijan el nitrógeno del medioambiente para la alimentación de la planta, estimulan el crecimiento del sistema radicular de la planta, mejoran y regeneran el suelo, incrementan la solubilización y la absorción de nutrientes “como el fósforo, que de otra forma no son de fácil asimilación natural por la planta”, incrementan la tolerancia de la planta a la sequía y la salinidad, ahorrando en riego hasta 50 por ciento.
Los biofertilizantes también permiten un mayor aprovechamiento de fertilizantes químicos, por lo que se recomienda su disminución hasta en 50%, obteniendo mejores resultados productivos.
“Al usar los productos de Biofábrica se tiene un incremento significativo en la productividad, ya que se disminuyen costos y existe una mayor respuesta productiva”, aseveró Morales Ibarra.
Marcelo Morales explicó en entrevista que tomando el caso del maíz, “en una hectárea más o menos fertilizada tú gastas de 5,000 a 7,000 pesos por hectárea, si estamos hablando que ahorras el 50%, ahorras de 3,000 a 4,000 pesos, [es decir que] si aplicas el biofertilizante gastas 300 [en el producto] y ahorras 3,000, con un incremento en población”.
Además relató que en las parcelas visitadas la población de milpas y elotes era de mayor tamaño en comparación con las que, según personal de la Secam, han recibido 100% de fertilizante químico. Y calcula que usando biofertilizantes en una hectárea de maíz se obtendrán de 10 a 11 toneladas. “Nuestros productos tienen la certificación de la [Comisión Federal para la protección contra Riesgos Sanitarios] Cofepris, de la Secretaría de la Salud [SS]; están registrados como un insumo orgánico, la empresa está certificada como empresa científica y tecnológica por el [Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología] Conacyt”, aseveró Morales Ibarra.
Los biofertilizantes de Biofábrica Siglo XXI han sido garantizados en el uso de la caña de azúcar en otros estados como Morelos, donde el rendimiento nacional de la caña de azúcar varía entre 70 y 112 toneladas por hectárea; “en el siguiente estudio conseguimos alcanzar rendimientos de hasta 180 toneladas por hectárea, lo que representa un incremento considerable, ya que este aumento de producción se traduce en un mayor ingreso para el productor, además de reducir una parte de los costos de fertilización”.
El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, (CONACYT), otorgó al proyecto “Desarrollo de procesos de cultivos bacterianos y su escalamiento para la 
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.
