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.
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Por medio de la preparación de fertilizantes biológicos, integrantes de la Unidad de Bioprocesos (UBP) del Instituto de Investigaciones Biomédicas (IIBm) de la UNAM, desarrollan métodos altamente productivos y benéficos para los mexicanos, en especial para el sector agrícola.
El proyecto, que hace en colaboración con la empresa Biofábrica Siglo XXI, y con apoyo del Conacyt, consiste en una formulación de medios de cultivo que permiten el mejoramiento del producto de fermentación (incremento de las poblaciones bacterianas) de Azospirillim brasilense, Rhizobium etli y Sinorhizobium meliloti.
Asimismo, mantiene sus características funcionales, fisiológicas y metabólicas, para establecer una simbiosis eficiente con la planta y el crecimiento vegetal, lo que permitirá mayor producción y la optimización del suelo a menor costo.
Mauricio A. Trujillo Roldán, director de la Unidad, explicó que esa instancia universitaria proporciona servicios y apoyo para el desarrollo, innovación y optimización de procesos biotecnológicos con el uso de biorreactores. “La UBP tiene vasta experiencia en proyectos de estudio que involucran el desarrollo y la optimización de procesos de fermentación, separación y purificación de productos biotecnológicos”.
En ese espacio se realiza investigación básica y aplicada para acercar a la industria. “Somos un eslabón en la relación universidad-sector productivo, porque hacemos los experimentos en tamaño piloto, para demostrar la factibilidad de los procesos y su posible comercialización”, dijo.
También, llevan a cabo pruebas de artículos que ya se encuentran en el mercado, pero que requieren ser estudiados. Para ello, cuentan con una serie de biorreactores en los que desarrollan, por ejemplo, un biofertilizante a base de microoganismos, en especial bacterias y hongos que viven asociados o en simbiosis con las plantas, que contribuyen de forma natural a la nutrición y crecimiento de estas últimas.
En la UBP los universitarios desarrollan fertilizantes biológicos en escalas desde 10 hasta mil litros, “las pruebas a mil litros son envasadas, y por medio de la empresa, se llevan al campesino para que las aplique en siembras de maíz, caña, cacahuate, sorgo y fríjol, entre otros”.
La empresa Biofábrica Siglo XXI proporciona las bacterias específicas para estos plantíos, licenciadas para su comercialización a nivel nacional por la UNAM, y ellos las producen en volúmenes de hasta mil litros. Los cultivos bacterianos ya formulados y envasados tienen hasta dos años de vida útil a temperatura ambiente, pues mantienen a las bacterias vivas durante ese lapso, “lo que no había sido posible y, al parecer, ningún mercado del mundo lo ha logrado”.
Además, en colaboración con esa firma, han realizado pruebas experimentales en caña de azúcar, cuyos rendimientos se han duplicado. Con ello se estaría en posibilidad de aumentar el promedio nacional de producción de este insumo, que es del orden de 70 toneladas por hectárea.
Se trata de rendimientos considerables. En términos generales, se puede decir que los biofertilizantes tienen un costo para el productor de sólo 10 por ciento del gasto de la fertilización química. Al aplicar 250 mililitros del fertilizante biológico combinado con productos químicos por hectárea, se invierte en promedio de 300 a 400 pesos, mientras que el uso de químicos en una hectárea vale entre seis mil y 10 mil pesos.
Fuente: La Jornada en línea. 26/08/2012
https://www.jornada.unam.mx/ultimas/2012/08/26/111241533-producen-en-la-unam-fertilizantes-biologicos-en-beneficio-del-sector-agricola
La necesidad de la inversión en tecnologia para enfrentar tanto los retos futuros como el cambio climático es una prioridad a nivel mundial hoy en día. La innovación tecnológica en sectores como la agricultura es un imperativo para resolver problemas como los que en México se viven, basta mencionar la terrible sequía que ha azotado al país en los pasados meses y que ha afectado a vastas extensiones de los territorios del norte y centro del país.
En México diversos grupos de investigadores, empresarios y productores luchan por promover nuevas alternativas en materia de innovación para el campo y la agricultura, y una prueba de ello se pudo apreciar en la XVI Expo Agroalimentaria 2011 llevada a cabo del pasado 9 al 12 de noviembre en la ciudad de Irapuato, Guanajuato, en donde representantes gubernamentales de distintos países (47 países invitados entre ellos Israel, Francia, Holanda), asociaciones como la Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos A.C., The Israel Export International Cooperation Insitute, empresas como Agricola Genética S.A. de C.V., Apelsa Guadalajara S.A. de C.V., estudiantes, productores, investigadores y cientificos en materia de agricultura, se dieron cita para exponer las nuevas tecnologias aplicables al campo para diversos propósitos como la producción o el mejoramiento de cultivos.
Biofábrica Siglo XXI como uno de los principales promotores del uso alternativo de biofertilizantes para producción a pequeña y gran escala en el país asistió a la ciudad de Irapuato para la difusión y venta de sus productos en sus distintas presentaciones (Azofer líquido 1 y 5 litros, Micorrizafer 1 y 40 kg, Rhizofer 380 g., Azofer 380 g).
A lo largo de la expo las actividades del personal de la empresa Biofabrica Siglo XXI estuvieron centradas en la difusión de información sobre Biofábrica y los productos que maneja, mediante la entrega de folletos, de muestras de 50 g de Azofer y 100 g de Micorrizafer y de pláticas y explicaciones a productores, académicos, técnicos y estudiantes interesados. La expo permitió difundir nuevas alternativas para la produccion con una gran cantidad de gente.
El uso de biofertilizantes es una alternativa para ayudar a combatir el cambio climático, su utilización en la agricultura implica una reducción de los fertilizantes químicos que en usos excesivos degradan la tierra, erosionándola y dejándola infértil. Además los biofertilizantes no sólo ayudan a la agricultura sino que sirven como regeneradores y mejoradores de suelo, pues aportan bacterias y hongos necesarios para la fertilidad de la misma.
En Biofabrica Siglo XXI seguiremos trabajando para mejorar la calidad de nuestros productos y los servicios que ofrecemos, frente a los nuevos retos que surgen en este nuevo siglo XXI.
Por César González y Juan Carlos Peña*
El suelo es el sustrato sobre el que se sostienen todos los ecosistemas terrestres y el principal sostén productivo que mantiene la provisión de alimentos a las poblaciones humanas. Su calidad depende de sus propiedades fisicoquímicas y de la actividad y diversidad de su biota. El suelo y su biota interactúan en la interfase raíz-suelo, en la zona conocida como rizósfera, que es un microcosmos dinámico con un ambiente químico y biológico claramente distinto al resto del suelo, (Lynch 1990; Azcón-Aguilar y Barea 1992; Kennedy y Smith 1995; Bowen y Rovira 1999).
El suelo posee una infinidad de características, no obstante, algunas son más importantes para el desarrollo de los seres vivos: 1) La porosidad, la cual permite el paso de aire y agua en el interior del suelo, elementos esenciales para el desarrollo de los microorganismos y las plantas. 2) Su estructura, que depende del arreglo o configuración de sus partículas, compuestas por diferentes cantidades de arena, limo y arcilla, unidas entre sí, formando lo que se conoce como agregados. La importancia de los agregados radica en que determinan el grado de porosidad del suelo, necesaria para la infiltración de agua y para la aeración de las raíces (Wright y Upadhyaya 1998).
3) La disponibilidad de nutrientes, necesaria para el crecimiento vegetal, 4) El contenido de materia orgánica, que mejora la fertilidad, y 5) La actividad microbiana, que intervienen en distintos procesos vitales para el ecosistema como el ciclaje de nutrientes, la fertilidad del suelo, su estructura y el crecimiento vegetal.
Que el suelo se encuentre en buenas condiciones es uno de los condicionantes principales para la productividad agrícola. No obstante, sus prácticas provocan el deterioro del suelo a través del establecimiento de monocultivos que disminuyen la fertilidad, del arado que destruye las partículas del suelo, de la falta de una cubierta vegetal permanente, que favorece su erosión, del uso de pesticidas y agroquímicos, que provocan la salinización, la contaminación del suelo y del agua, además del uso de otros químicos nocivos que afectan a las poblaciones microbianas y a la producción de alimentos.
En condiciones naturales, el suelo cuenta con una comunidad de microorganismos, que junto con las plantas y otros organismos (como insectos, arácnidos, anélidos, entre otros) mantienen al suelo con un adecuado balance para el desarrollo del ecosistema. En este sentido existen algunos grupos de microorganismos con una alta capacidad como restauradores del suelo. Entre estos microorganismos unos de los más importantes son los hongos formadores de micorriza, también llamados hongos micorrízicos.
Los hongos micorrízicos intervienen en la conservación del suelo mediante distintos mecanismos. Al mejorar la absorción de nutrimentos de las plantas aumentan la productividad vegetal, lo que permite que exista una mayor cantidad de materia orgánica, que cuando se descompone se integra en el suelo, mejorando entre otras propiedades la fertilidad, la capacidad de intercambio catiónico y la capacidad de retención de agua. Consecuentemente, los hongos micorrízicos, cambian la composición de los exudados de la raíz, que sirven de alimento para otros microorganismos rizosféricos esenciales para el crecimiento vegetal y para el ciclaje de nutrientes.
Los organismos benéficos son conocidos por desempeñar papeles fundamentales en el suelo (Barea 1997), particularmente el grupo de las bacterias entre los que destacan las rizobacterias y las bacterias fijadoras de nitrógeno, conocidas por su habilidad para colonizar a la raíz y promover el crecimiento vegetal. Este grupo de organismos desempeñan muchos papeles importantes, tales como el control biológico de patógenos, el ciclaje de nutrientes, el establecimiento de las plántulas y la mejora en la calidad del suelo (Weller y Thomashow 1994; Barea et al. 1998; Barea 2000; Barea et al. 2002).
Las bacterias fijadoras de nitrógeno y las solubilizadoras de fósforo mejoran la disponibilidad de dos de los nutrientes principales para las plantas el Nitrógeno (N) y el Fósforo (P). Las relaciones sinérgicas entre estos microorganismos y los hongos micorrízicos han sido ampliamente demostradas. La inoculación con hongos micorrízicos mejora la nodulación en leguminosas y la fijación de nitrógeno (Barea et al. 1992). La bacteria del género Azospirillum influye sobre la morfología, geometría fisiología del sistema radical, además de promover el crecimiento de la planta y la fijación de nitrógeno.
Ha sido demostrado también, que Azospirillum puede aumentar la formación de la simbiosis micorrízica y su respuesta, mientras que los hongos micorrízicos puede mejorar el establecimiento de Azospirillum en el suelo (Volpin y Kapulnik 1994). Por lo tanto el manejo de dichas interacciones provee un enfoque prometedor para el desarrollo de tecnologías para la producción agrícola (Bethlenfalvay y Linderman 1992; Gianinazzi y Schüepp 1994; Jeffries y Barea 2001) y para la restauración de suelos degradados, ya que además de promover el crecimiento vegetal, intervienen en el ciclaje de nutrientes, de vital importancia para el mantenimiento de la fertilidad del suelo.
Actualmente, Biofábrica Siglo XXI, cuenta con una línea de biofertilizantes elaborados con base en bacterias como el Azospirillum brasilense, Azofer, Rhizobium etli, Rhizofer y hongos como los de Micorriza del género Glomus, Micorrizafer, los cuales han sido probados y avalados por su efectividad, beneficiando tanto la productividad en la agrícultura como a la regeneración de los suelos en México.
* Maestros en Ciencias e investigadores de Biofábrica Siglo XXI.
