Durante los últimos 4 años, los especialistas de la empresa Biofabrica Siglo XXI S.A. de C.V. han estado realizando pruebas de Biofertilizantes en diferentes cultivos en el estado de Veracruz, como caña de azúcar, calabacita, tomate de cáscara, maíz, café y cítricos, obteniendo excelentes resultados, como es el caso de los cítricos, cultivo en el que se ha trabajado desde hace año y medio, en la región de Martínez de la Torre, respaldados con el proyecto de “Promoción y Transferencia de Tecnología para el uso de Biofertilizantes” ejecutado por la UNAM y COFUPRO, patrocinado por SAGARPA, así como por la FUNDACIÓN PRODUCE del estado.
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A primera vista puede parecernos extraño que un microorganismo nos ayude a tener plantas fuertes y sanas, sin embargo existen miles de microorganismos a nuestro alrededor y algunos de los que viven en el suelo tienen la habilidad de promover el crecimiento de las plantas porque proporcionan nutrientes como nitrógeno, fósforo y hierro.
El proceso por el que los microbios pueden asimilar el nitrógeno gaseoso de la atmósfera se llama Fijación biológica de nitrógeno y es una versión natural de la producción industrial de fertilizantes. Los microbios que realizan este proceso se pueden ver como pequeñas fábricas de fertilizantes nitrogenados. Algunas de estas bacterias fijadoras de nitrógeno viven en estrecha relación con las plantas y pueden proporcionarles nitrógeno haciendo que estas dependan menos del nitrógeno del suelo o de los fertilizantes químicos con nitrógeno. Las bacterias más conocidas que tienen esta capacidad se asocian a plantas leguminosas y se llaman “rizobios”.
El fósforo es un nutriente que puede ser abundante en el suelo pero que no es fácilmente disponible para las plantas porque se encuentra en formas insolubles que no se pueden utilizar. Existen microorganismos llamados “solubilizadores de fosfatos” que tienen la habilidad de producir sustancias ácidas que liberan el fósforo de los minerales del suelo y así este nutriente ya puede ser absorbido por las plantas. Los microorganismos más conocidos que tienen esta capacidad son hongos llamados “micorrizas” pero también hay bacterias que viven asociadas a las plantas que pueden solubilizar fosfatos.
El hierro es otro nutriente que también suele encontrarse en formas insolubles y no disponibles para los vegetales en el suelo. Algunos microorganismos producen y liberan unas sustancias llamadas “sideróforos” que unen muy fuertemente al hierro, luego estos complejos sideróforo – hierro son absorbidos por las raíces de las plantas.
Otra forma en la que los microorganismos pueden favorecer el crecimiento de las plantas es mediante la producción de hormonas vegetales, como las auxinas. Estas sustancias promueven el crecimiento de las raíces de las plantas, lo que permite que puedan absorber más agua y nutrientes del suelo.
Cuando las plantas sufren algún tipo de estrés liberan una hormona llamada etileno, hay algunos microorganismos que producen sustancias capaces de disminuir la producción de etileno en las plantas, lo que disminuye el estrés y por lo tanto mejora el crecimiento. Este es otro mecanismo mediante el cual las bacterias promueven el crecimiento vegetal.
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.
En México, se está llevando a cabo un proyecto para la reducción progresiva de los contaminantes en el suelo por el uso de pesticidas.
La reducción de los contaminantes químicos, derivados del uso indiscriminado de DDT, se lleva a cabo mediante la “bioestimulación, que consiste en activar microorganismos poniéndoles nutrientes, sales, minerales y una fuente de carbono, al que llamamos cosubstrato, para que crezcan, se activen y puedan atacar al contaminante”, precisó la doctora Adela Irmene Ortiz López, quien diseñó el proyecto.
¿Cómo funciona la bioestimulación?
Se depositan en el suelo bacterias y hongos benéficos para la tierra los cuales aceleran el proceso de biodegradación de las sustancias químicas dañinas. Estas sustancias químicas llevan en el suelo más de 20 años. Las bacterias y hongos que se encargan de reducir las sustancias nocivas para la tierra pueden ser microorganismos autóctonos o inoculados (pertenecientes a ese suelo o provenientes de otros lugares).
¿Qué es la biodegradación?
Constantemente se habla de productos biodegradables pero pocas veces se explica en qué consiste esta característica. La biodegradación es el proceso mediante el cual las plantas, algunos animales, microorganismos y hongos que existen de manera natural en el suelo descomponen un producto o substancia en los elementos químicos que lo conforman.
¿Por qué es importante la biodegradación?
Porque está directamente relacionada con la capacidad de las substancias o productos de descomponerse nuevamente en los elementos naturales del medio y con ello reducir la contaminación. El tiempo de biodegradación de cada material varía, por ejemplo, una cáscara de plátano puede tardar en reincorporarse a los elementos naturales de la tierra unos cinco días, mientras que el vidrio tarda un millón de años.
Por ello es tan importante el diseño de proyectos de investigación y desarrollo que logren acelerar este proceso como el de la doctora Adela Irmene Ortiz, quien espera que pronto se pueda aplicar a gran escala.
La noticia sobre este interesante proyecto se publicó en el periódico La Jornada, el 3 de junio de 2012. La nota completa se encuentra en el siguiente vínculo:
https://www.jornada.unam.mx/ultimas/2012/06/03/12042964-limpian-con-microorganismos-suelos-contaminados-por-pesticidas
Albertina González Márquez*
¿Se ha preguntado qué se hace por los problemas ambientales como el cambio climático, aguas contaminadas o degradación de suelos? Varios de estos problemas se originan por afectaciones provocadas en el suelo, en la forma de hacer agricultura, e incluso en las consecuencias negativas que acarrea el uso descontrolado de los fertilizantes químicos.
El campo necesita utilizarse de forma responsable y sustentable a través de tecnologías que favorezcan la productividad y la calidad de los cultivos, utilizando de forma óptima los insumos requeridos, reduciendo costos. Todos estos aspectos pueden ser impactados a través del uso de los biofertilizantes.
Todas las definiciones de biofertilizante coinciden con los siguientes elementos: es una sustancia que contiene microorganismos vivos, los cuales, cuando se aplican a semillas, superficies de plantas o suelos, colonizan la rizosfera o el interior de la planta, y promueven el crecimiento al incrementar el suministro o la disponibilidad de nutrientes primarios a la planta huésped.
La acción de introducir hongos y/o bacterias a la semilla, al suelo o a los sistemas de riego en cultivos de leguminosas, gramíneas, hortalizas y frutales, principalmente, se le conoce como inoculación. Generalmente los beneficios se traducen en mayor desarrollo de la raíz y rendimiento en el grano. Los resultados a través del tiempo son suelos más ricos en contenidos de materia orgánica y nutrientes (nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, calcio, entre otros).
El éxito en el proceso de inoculación depende de factores como la cantidad de luz, la temperatura, el tipo de suelo, las regiones climáticas, la mezcla con otros biofertilizantes y agroquímicos, la caducidad de los productos, entre otros. Estos aspectos requieren de un proceso de capacitación y acompañamiento por lo que varias dependencias gubernamentales y empresas particulares dedicadas a la producción de biofertilizantes ayudan a entender cómo usar la tecnología para lograr los mejores beneficios.
Los biofertilizantes se clasifican en dos grupos: de acción directa e indirecta. Los primeros agrupan microorganismos que habitan en algún componente de los tejidos vegetales, y por ello la acción benéfica se realiza en la planta y no en su medio circundante, es el caso de la Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN) y las micorrizas. En tanto, en la acción indirecta la biofertilización es aprovechada primero por el suelo y lo transmite hacia los cultivos, pertenecen a este grupo los mecanismos de acción que trabajan en la solubilización de nutrientes como el fósforo.
En la agricultura, el nitrógeno es el principal nutriente para el crecimiento de las plantas. A pesar de que 78 por ciento del aire sea nitrógeno gaseoso, no puede ser aprovechado por las plantas, por lo que se requiere de un proceso para que sea transformado en una presentación de fácil asimilación para la raíz de la planta como son: nitritos, nitratos y amonio. La enzima nitrogenasa se encarga de transformar (fijar) el nitrógeno gaseoso en amonio, este proceso es conocido como FBN.
Al respecto, la bacteria Azospirillum tiene capacidad para fijar nitrógeno gaseoso a las raíces, que conlleva a mayor superficie de absorción de nutrientes y por consecuencia mejor crecimiento de las plantas. Se han realizado diversos experimentos para evaluar sus efectos en distintos cultivos, suelos y condiciones climáticas, y los resultados son alentadores, con éxitos de 60 a 70 por ciento de los casos y con rendimientos en los cultivos de cinco a 30 puntos porcentuales mayores.
Por su parte, las micorrizas son una estructura formada por la raíz de la planta y el micelio de un hongo que da lugar a una relación simbiótica, formando un sistema de absorción que permite proporcionar agua y nutrientes a la planta; además de desempeñar tres roles: biofertilizante, agente de control biológico y bioindicador del estado de la salud del suelo. Basado en estos elementos, un estudio del INIFAP ha reportado rendimientos de cultivos micorrizados que van desde 11.5 por ciento de mejora para el maíz, hasta 22.1 por ciento en el frijol.
Las ventajas de su uso son:
- Pueden usarse en combinación con productos químicos para lograr un uso más racional de los materiales sintéticos, con lo que es posible mejorar significativamente el aprovechamiento por la planta, al tiempo que disminuyen los niveles de desperdicio y contaminación, incluso se reportan, en algunos casos, mejores rendimientos trabajando juntos.
- Intervienen diferentes microorganismos que en conjunto pueden lograr la fertilidad, estabilidad y funcionamiento de los suelos.
- En la actualidad existen diversos productos comerciales que son fáciles de conseguir.
*Ing. Biomédica y M.C. por la Universidad Autónoma Metropolitana. Gerente de Servicios Tecnológicos a Pymes en la Coordinación de Innovación y Desarrollo de la UNAM.
Artículo publicado por el Suplemento Investigación y Desarrollo, 31 de agosto de 2010.
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.
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