Uno de los objetivos más recientes de la Unión Europea (COM-2017/713) es promover la intensificación sostenible de la agricultura aumentando la productividad, y al mismo tiempo disminuyendo los impactos ambientales de la actividad agrícola.
Por Cristina Cruz, profesora de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa.-
En la Unión Europa, donde la agricultura ya es muy intensiva, la intensificación sostenible de la agricultura (ISA) sólo puede alcanzarse mediante el desarrollo de técnicas que incrementen la eficiencia del uso de los recursos disponibles, a fin de maximizar la productividad y la calidad de los productos obtenido.
En los últimos años se ha tomado conciencia de un mundo invisible formado por microorganismos que constituyen microbiomas, responsables del buen funcionamiento de animales, plantas, suelos, cursos de agua, etc. Hoy sabemos que el suelo, soporte de la sostenibilidad alimentaria, es un sistema biológico y que su funcionalidad y los servicios que presta al ecosistema dependen de su comunidad biológica, que en sistemas de agricultura intensiva es la primera en ser destruida por altos niveles de fertilizantes, pesticidas y herbicidas y movilización del suelo.
La agricultura es el principal factor responsable del aumento de la huella ecológica de la UE en un 33% en los últimos 40 años. Sin embargo, al mismo tiempo, los agricultores de la UE son los guardianes de la sostenibilidad ambiental, ya que cuidan los recursos naturales (suelo, agua, aire y biodiversidad) del 48% de la tierra de la UE, de la que todos dependemos.
El microbioma vegetal es conocido por proporcionar nutrientes a las plantas, como el nitrógeno y el fósforo, y aumentar la tolerancia de las plantas a estrés biótico y abiótico. La ISA puede contemplar la disminución del uso de fertilizantes, a través de la optimización de la movilización de nutrientes por mediación por microorganismos del suelo.
Un biofertilizante es una sustancia que contiene microorganismos activos o estabilizados que, cuando se aplican a semillas, superficies de plantas o suelo, colonizan la superficie o el interior de la planta y promueven el crecimiento aumentando la oferta o la disponibilidad de nutrientes primarios para la planta hospedadora. Los biofertilizantes agregan nutrientes a través de los procesos naturales de fijación de nitrógeno, solubilizando el fósforo y estimulando el crecimiento de las plantas a través de la síntesis de sustancias promotoras de crecimiento.
En este proyecto el enfoque para mejorar la eficiencia del uso de nutrientes fue modular el microbioma de la planta, inoculando la rizosfera con consorcios microbianos formulados para desarrollar funcionalidades complementarias, crear puentes tróficos y mejorar el equilibrio nutricional de las plantas. Para ello se creó un consorcio microbiano (actualmente comercializado como Kiplant All-Grip) compuesto por cepas bacterianas beneficiosas (Bacillus sp., Y Pseudomonas sp.) que influenciándose mutuamente y trabajando en equipo, presentan capacidad de solubilización de fosfato, mineralización de materia orgánica, producción de enzimas extracelulares (fosfatasas, fitasas, esterasas, etc.) y producción de fitohormonas (incluido el ácido indol-acético).
El tratamiento integrado de los resultados obtenidos (Fig. 1) permite percibir que el consorcio microbiano promueve la actividad microbiana del suelo, incluyendo las comunidades bacterianas y fúngicas; estimula ciertos grupos funcionales microbianos del suelo incluyendo los hongos micorrízicos; tiene potencial para solubilizar el fosfato y degradar el fitato y producir IAA. Debido a esta funcionalidad del consorcio microbiano a nivel del suelo más fósforo, nitrógeno y zinc se han vuelto bio-disponibles y han sido asimilados por las plantas que presentaron niveles más elevados en estos elementos. Al mismo tiempo, la producción localizada de IAA y otras fitohormonas estimuló la producción de raíces, lo que contribuye al aumento de la eficiencia del uso de nutrientes y del valor nutricional de la planta, llevando a hojas más verdes y mayor productividad y menores niveles de estrés. Este mecanismo genera más hidratos de carbono que pueden ser transferidos a las raíces, contribuyendo a una rizosfera y microbioma más eficientes y funcionales.
En definitiva estos resultados muestran que el uso de biofertilizantes puede contribuir a la gestión del microbioma de las plantas y del suelo y al aumento de su biodiversidad y funcionalidad y, a la vez, estimular la productividad de cultivos de alta calidad nutricional. Aunque es posible que no todos los biofertilizantes sean eficientes en la promoción de la calidad del suelo (sostenibilidad) y de la productividad, también es cierto que son pocos los trabajos que han analizado la actividad de los biofertilizantes de una forma tan multidisciplinaria como la que fue aquí presentada. Pero lo importante es percibir que la biotecnología constituye una herramienta con potencial para conciliar las necesidades de incrementar la productividad y la sostenibilidad de los sistemas agrícolas al mismo tiempo.
Cristina Cruz1, Patrícia Correia2, Luís Carvalho2, Joel Jerónimo3.
1 Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c), Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa. Campo Grande, 1749-016 Lisboa, Portugal (ccruz@fc.ul.pt).
2 Soilvitae. Centro de Inovação Teclabs, Campus da FCUL. Campo Grande 1749-016 Lisboa, Portugal.
3 AsfertGlobal. Rua Nova da CEE, s/n, Perofilho, 2008-005 Várzea – Santarém, Portugal.
José Antonio Arcos