Chile es un país importador de fertilizantes commodities, entre estos se incluye la urea, superfosfato triple, fosfato monoamónico, sulfato de potasio, entre otros.

Desde el año 2018 se importan cerca de 500 mil toneladas anuales de fertilizantes. Sin embargo, durante el 2022 se observó una drástica caída en torno al 20% debido a situaciones internacionales. Entre estas, el conflicto bélico en Europa es el que tiene el mayor protagonismo en el mercado global de fertilizantes, debido a que países involucrados como Rusia y Bielorrusia contribuyen entre el 20 y 40% del mercado global de fertilizantes nitrogenados y potásicos, respectivamente.

La menor oferta de fertilizantes commodities, ha ocasionado un fuerte incremento en los costos de los fertilizantes. En Chile, durante la temporada 2022 el precio de la urea se triplicó en relación a la temporada anterior. Similar patrón se ha observado en el superfosfato triple, que duplicó su valor en el mismo período (ODEPA; https://apps.odepa.gob.cl/).

En las últimas tres temporadas agrícolas, la superficie cultivada de Chile alcanzó una media cercana a las 640.000 hectáreas, de las cuales más del 70% se destina al cultivo de cereales demandando el 35% de los fertilizantes. Por otro lado, se estima que la fruticultura de exportación usa cerca del 20% de los fertilizantes. En este escenario, se ha observado que el incremento en el precio de fertilizantes ha afectado a todo el espectro productivo nacional.

Proyecto SEA2LAND

El proyecto SEA2LAND (https://sea2landproject.eu), es una acción de innovación colaborativa de 4 años financiada con 7,7 millones de euros por la Unión Europea en el marco del programa Horizonte 2020 (H2020).

Su objetivo es desarrollar soluciones que ayuden a superar los desafíos relacionados con la producción de alimentos, el cambio climático y la reutilización de residuos. Para ello, el proyecto trabaja en la mejora y adaptación de las tecnologías de recuperación de nutrientes para producir fertilizantes de base biológica a partir de subproductos de la industria acuícola y procesamiento de pescados.

SEA2LAND es un consorcio tecnológico integrado por 25 instituciones de 10 países de Europa y Chile. Entre estas se incluyen universidades, centros de I&D, compañías acuícolas y del proceso de transformación de materias primas del mar y compañías de fertilizantes.

En Chile, el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) es la institución que integra SEA2LAND. Su compromiso es evaluar el impacto ambiental y productivo de los biofertilizantes desarrollados por SEA2LAND sobre el suelo y algunos cultivos de importancia económica para el país (frutales y viñas, cultivos intensivos y praderas).

También se determinarán los requerimientos o demanda de nutrientes de los cultivos antes mencionados y junto con ello se recopilará información legislativa para la importación de biofertilizantes desde Europa.

Además, el proyecto es una plataforma para acercar tecnología desarrollada en Europa, para la transformación y utilización de residuos, a la industria pesquera y acuícola nacional.

Cabe mencionar, que en Chile también existe una industria que busca la utilización de residuos de la industria pesquera y acuícola en agricultura.

El proyecto reunirá los bioproductos desarrollados en nuestro país, para incorporarlos en la evaluación agronómica.

Adicionalmente, INIA también tiene el compromiso de transferir la información generada por SEA2LAND a agricultores y profesionales del agro.

Empresas Chilenas con enfoque circular

De acuerdo a la hoja de ruta para un Chile Circular del Ministerio del Medio Ambiente, la economía circular reemplaza el modelo económico lineal de extraer-producir-consumir-botar, por un modelo donde los residuos y la contaminación se eliminan desde la etapa de diseño. Los productos y los materiales que entran en el ciclo económico se aprovechan durante el mayor tiempo posible o incluso de forma indefinida.

En el contexto anterior, la industria acuícola chilena se caracteriza por una alta producción de residuos orgánicos. Por ejemplo, la industria salmonera, altamente competitiva a nivel global, en 2020 produjo 1.043.144 toneladas de salmón, posicionándose como el segundo productor mundial después de Noruega.

Luego del proceso industrial del salmón, cerca de un 40% de la biomasa es residuo (Figura 1), es decir, unas 417.258 toneladas. Por otro lado, se estima que esta industria produce cerca de 300.000 t de mortalidades como residuo.

En un contexto de economía lineal todos estos residuos se disponen en vertederos. En cambio, en economía circular, los residuos son valorados y reutilizados para la elaboración de ingredientes para alimentación animal y/o producción de biofertilizantes, entre otros posibles usos.

En el marco del proyecto SEA2LAND, se realizó una prospección de compañías chilenas ligadas al manejo de residuos de la industria acuícola y producción de biofertilizantes (BBF). Seleccionándose tres: Rilesur (https://rilesur.cl), LANDES (https://landes.cl), y Circular Solutions (https://circularsolutions.cl).

Rilesur es la planta de tratamiento de residuos de la industria acuícola más importante de Chile. Recibe una alta proporción de los lodos y mortalidades producidas por la industria. Los residuos son compostados junto con paja de cereales. Anualmente producen más de 30 mil toneladas de compost con 5,5% de P₂O₅ y entre 20 y 30% de humedad.

Landes, es una compañía pesquera procesadora de proteínas marinas para el consumo animal, con más de 60 años de experiencia.

Actualmente, utiliza subproductos de la industria del salmón para la obtención de harina, aceite e hidrolizados proteicos. Del último, mediante un proceso de tamizaje se separan los huesos del fluido-acuoso-proteico, lo que produce una harina de hueso con alto contenido de fosfato de calcio (19% P₂O₅) y 5% de humedad.

Circular Solutions, ofrece una tecnología de secado para revalorizar residuos orgánicos húmedos, potenciando la Economía Circular y transformando el problema de tratamiento de lodos en una oportunidad. Su foco es el secado “in situ”, reducir el volumen y vectores contaminantes que generan los lodos, entregando como resultado un polvo seco y estable con un 3% de P₂O₅ y 5% de humedad.

Nuevos biofertilizantes evaluados por INIA

INIA evalúa el valor agronómico de 3 nuevos biofertilizantes (BBFs) desarrollados por compañías chilenas (Figura 2): 1) Compost elaborado a partir de lodos y mortalidades de salmón en mezcla con paja de cereales (5,5% P₂O₅); 2) Harina de hueso derivada de la producción de hidrolizados proteicos de salmón (19% P₂O₅); 3) lodo seco (3% P₂O₅) obtenido por un proceso de secado industrial de alta eficiencia.

En el otoño del 2022, se estableció un experimento en el predio de un pequeño agricultor de la comuna de Portezuelo (36º28’30”S; 72º27’40”O), Chile.

 La zona edafoclimática se caracteriza por presentar un suelo granítico con bajo contenido de P (7 mg/kg P₂O₅) y clima Mediterráneo con 800 mm de lluvia anual (Figura 3).

En la zona se realiza agricultura de secano con bajo uso de insumos. Se evaluará el valor agronómico de los tres BBFs en términos de su aporte de fósforo al suelo. Con cada BBF se incorporó al suelo 100 kg/ha de P₂O₅. Se incluyó dos tratamientos control: 0 y 100 kg/ha de P₂O₅ aplicado como P inorgánico (superfosfato; 46% P₂O₅). Luego, se estableció una pradera de alfalfa. Se evaluará el efecto de los BBFs en el vigor de establecimiento de la pradera, producción de biomasa y absorción de P. En el suelo se evaluará la capacidad de retención de humedad, actividad microbiológica y contenido de P en varios períodos.

Con la información obtenida, se espera validar el efecto fertilizante de residuos de la industria acuícola nacional y contribuir al desarrollo de nuevos insumos agrícolas que permitan ofrecer alternativas a los fertilizantes convencionales.

Los desafíos que hoy enfrenta la agricultura nacional por los efectos del cambio climático, el alza en el precio de los fertilizantes y agroquímicos, sumado a las exigencias de producir alimentos más inocuos y la protección del medio ambiente, han hecho que sea fundamental repensar y buscar prácticas cada vez más sustentables para el sector. En respuesta a esta necesidad, La Fundación para la Innovación Agraria (FIA) realizó el seminario “Bioinsumos, un camino a la sustentabilidad para la agricultura de la Región de Valparaíso”.

La actividad, fue organizada en conjunto con la Red Chilena de Bioinsumos; el Programa de Fruticultura Sustentable de la región de Valparaíso; el Nodo CIV-VAL de ANID; y el emprendimiento Biohelénica. Su objetivo, fue difundir conocimiento acerca de los bioinsumos y dar a conocer experiencias innovadoras exitosas desarrolladas en la Región, de manera de fomentar su desarrollo hacia una agricultura sustentable.

En esta línea, la directora ejecutiva de FIA, Francine Brossard, destacó que “para nosotros como Fundación es fundamental impulsar este tipo de eventos ya que estamos trabajando en tres lineamientos estratégicos: adaptación y mitigación del cambio climático, déficit hídrico y sistemas alimentarios sostenibles. Es en este último, donde nos preocupamos de producir cada vez más alimentos sustentables, que sean sanos para la población, y eso se logra desde su cultivo. Actualmente apoyamos la agricultura regenerativa y orgánica ya que es prioritario cuidar el medio ambiente. En este sentido, en el seminario pudimos ver proyectos impulsados por FIA, como Biolux y otros como Eficagua que nos muestran ese camino, son iniciativas fundamentales que nos empujan para lograr salir adelante con una agricultura que cuida el medioambiente”.

Por otra parte, la vicepresidenta de la Red Chilena de Bioinsumos, Romina Almasia, señaló que “para nosotros es un gran honor participar de este tipo de seminarios porque son parte de nuestra esencia, buscamos vincular a actores del mercado, que se conozcan y generen sinergias. Estos espacios, nos permiten seguir trabajando y asociándonos con distintos programas y asociaciones. Lo que está pasando hoy en el mundo (guerra e inflación) ha hecho que nos demos cuenta de que existen alternativas, si bien no vamos a dejar de lado los productos químicos porque son una herramienta basal, es hora de comprender que hay complementos y opciones para lograr una agricultura sostenible. En se ámbito, hemos visto cómo los bioinsumos se han transformado en esta necesaria herramienta, pensando en una alternativa que puede ser más barata frente a los altos precios de los fertilizantes”.

En tanto la seremi de agricultura, Yolanda Cisternas, valoró la realización de este seminario, señalando que “va en línea directa con el trabajo que se encuentra desarrollando nuestro Ministerio. La creación de alianzas entre el sector público, privado y la academia es el camino para lograr la sustentabilidad en el sector productivo, incorporando como actor relevante a nuestra Agricultura Familiar Campesina”.

Casos de éxito

Una de las alternativas destacadas a nivel regional es la experiencia de Biolux, proyecto ejecutado por Biohelenia Spa con el apoyo de FIA, que consiste en el desarrollo de un biofertilizante a base de microrganismos naturales, que activa y repara el equilibrio microbiológico del suelo, proporcionando un ambiente óptimo para el desarrollo de los cultivos.

En esta línea, el coordinador del proyecto FIA, Manuel Abarca destacó que “logramos innovar creando un producto que favorece a quienes trabajamos en el campo. Hemos podido reunir conocimientos y experiencias con los que queremos mejorar e impulsar el desarrollo de bioinsumos de bajo costo, por lo que esperamos llegar tanto a agricultores como empresarios agrícolas para que entiendan que la microbiología de campo llega a revitalizar, dando un segundo aire al suelo para potenciarlo y fortificarlo, impulsando la economía circular. De esta forma, se le devuelve la mano la ruralidad chilena”.

Otra experiencia regional destacada es Eficagua, empresa que cuenta con una serie de herramientas biotecnológicas que permiten aumentar la disponibilidad y productividad del recurso hídrico, como la línea Humesuelo, producto que combina hidrogeles y algas, lo que aporta mejor absorción de agua, micro-nutrientes, retención de nutrientes y materia orgánica, permitiendo reducir en riego el hasta un 70%.

“Nuestro trabajo con los bioinsumos tiene el foco puesto en eficiencia hídrica, ya que analizamos la forma en que podemos aumentar la retención de agua para mejorar el efecto del riego o estimular la microbiología del suelo, de modo que la raíz pueda desarrollarse más y aumentar la eficacia del recurso”, cerró el CEO de Eficagua, Cristian Estrada.

Entre las principales producciones de Chile destacan al fruticultura y horticultura, las cuales son constantemente afectadas por plagas y enfermedades, en su mayoría fungosas que destruyen el 40% de las cosechas, por lo que requieren de opciones viables para la protección de cultivos. Científicos desarrollan la creación de un bioinsumo antifúngico a partir de biomasa producida mediante la clonación in vitro de plantas nativas chilenas para ayudar en la producción agrícola mundial.

El proyecto es apoyado por la Fundación para la Innovación Agraria y ejecutado por BioTECNOS, empresa líder en la producción de semillas de alto valor mediante el uso de biotecnología. Actualmente trabajan en el desarrollo de biomasa a partir de la propagación de 3 plantas nativas chilenas: chequén, arrayán (Luma apiculata) y chaura (Gaultheria pumila). Estas, cuentan con potencial para la identificación de moléculas que ofrezcan respuestas a la protección de cultivos contra patógenos, sin dañar su ecosistema.

En esta línea, el coordinador del proyecto, Borys Chong, destaca que son un centro de I+D+i de biotecnología agrícola vegetal y desde hace un tiempo que trabajamos con especies de la flora nativa chilena para su propagación. En este proyecto hemos identificado 3 especies que cultivamos in vitro, y que según algunos antecedentes pueden tener actividad antimicrobiana.

“Las replicamos en condiciones de laboratorio, es un ciclo cerrado, a partir de algunas de sus ramas e iniciamos nuestro cultivo. La multiplicación es exponencial y permite una producción constante que no depende de condiciones externas, ya que regulamos la iluminación, humedad y requerimientos nutricionales para el crecimiento acelerado de clones, utilizados para obtener metabolitos todo el año. En este proceso utilizamos sistemas de biorreactores de inmersión temporal, tecnología con que comenzamos las pruebas para generar biomasa, hacer extractos y comprobar, en laboratorio, su actividad antifúngica o antibacterial contra patógenos como Botrytis cinerea y Alternaria alternata en uvas vinífera y de mesa, cerezo y arándanos y bacterias Pseudomona syringae y Xanthomonas arborícola en avellanos”.

La directora ejecutiva de FIA, Francine Brossard, recalca que “el proyecto busca facilitar una agricultura sustentable, otorgando valor a nuestra flora nativa. El desarrollo del bioinsumo será una opción a los plaguicidas actuales, los cuales debemos disminuir para contar con una producción de alimentos inocuos. Sin embargo, no debemos olvidar que es de vital importancia controlar estos patógenos ya que afectan al 40% de la agricultura nacional”.

Actualmente la investigación se encuentra en fase de incrementar y producir biomasa en los biorreactores, debido a que estas especies nunca se habían cultivado de esta forma. Por otro lado, el proyecto vincula a cuatro agricultores locales para probar el producto resultante en campos de avellanos, uva, arándanos y cerezo.

Reforestación y aumento de la producción

En el marco del proyecto FIA, se destacan otras aristas del trabajo de clonación de plantas nativas in vitro, las cuales cuentan con el potencial tanto para mejorar la productividad agrícola, como para conservar especies afectadas producto de los incendios. Según datos oficiales de la Corporación Nacional Forestal (Conaf), se estima que la cantidad de suelo afectado en cada temporada de incendios forestales promedia 52.000 hectáreas.

De acuerdo a lo anterior, el coordinador del proyecto, Borys Chong añade que “la multiplicación es de forma exponencial: de 2.000 plantas, al mes siguiente tienes 4.000, por lo tanto, esto te permite producir todo el año y la ventaja es que no explotamos la flora nativa, sino que la replicamos en condiciones de laboratorio, en cultivo in vitro, permitiendo conservar germosplasmas únicos fuera del entorno de estas especies. Es decir, que, si por alguna razón su hábitat natural es afectado por incendios, erupciones volcánicas o la intervención humana, estarían disponible las plantas para reforestar de forma rápida sin riesgo de que se pierda o extinga la especie”.

“Desde el punto de vista agrícola, se pueden identificar aquellos individuos más productivos y producir en masa un clon o variedad de una especie determinada para que los agricultores tengan a su disposición material de plantación de alta calidad genética, homogéneo y sano”, cerró Chong. 

“La presencia de la pandemia, la guerra y el cambio climático, nos obliga a repensar la agricultura, y el uso de bioinsumos es uno de los nuevos caminos” sostuvo el Subdirector Nacional de Investigación, Desarrollo e Innovación de INIA, Rodrigo Bravo, al finalizar el workshop “Bioinsumos: actualidad y desafíos para la agricultura chilena” al que asistió para destacar la necesidad de volcar esfuerzos en esta área.

El directivo del Instituto de Investigaciones Agropecuarias, señaló que INIA viene trabajando hace años en esta área por lo que “nos hace estar mejor preparados, para alcanzar una agricultura más adaptada a los desafíos actuales, y ayudar a la seguridad alimentaria del país”.

Rodrigo Bravo recalcó que dentro de los desafíos está el generar apoyos entre las instituciones vinculadas al agro y fortalecer las redes para potenciar la presencia de los bioinsumos. “Hoy la agricultura tiene el desafío de ser más amigable con el medio ambiente y más ecológica, aunque es un tránsito que no va a ser fácil”, enfatizó.

En este sentido, mencionó la necesidad de fortalecer la transferencia tecnológica y la extensión de conocimientos, para que los agricultores aprendan a usar correctamente esta herramienta. Por último, hizo ver la necesidad de dar soporte a todos los emprendimientos del sector privado que tengan por misión producir bioinsumos, ya sean estos bioestimulantes, bioplaguicidas, biofertilizantes, y así contribuir a fortalecer una agricultura más amigable con el medio ambiente.

Cifras que impactan

Chile usa el doble de los agroquímicos que usa la gran mayoría de los países de la OCDE (4,2 kg por hectárea versus los 2,1 kg por hectárea), “lo que representa un dolor y tristeza por los efectos que ellos provocan” indicó el seremi de Agricultura de Ñuble, César Rodríguez.

En la ocasión, la autoridad señaló que “nos hemos preocupado de las características de los alimentos, pero no de cómo se hacen”, tras lo cual recalcó que es un tema relevante y “nos obliga a seguir trabajando en alcanzar una agricultura mucho más sustentable”.

En este sentido, el seremi subrayó la necesidad de incorporar “más ciencia, más tecnología e innovación en la agricultura, para hacerla mucho más sana, con mayor soberanía alimentaria, pero, sobre todo, con mayor seguridad alimentaria”.

Bioinsumos y sustentabilidad

La investigadora de INIA Quilamapu y coordinadora general del workshop, Lorena Barra, se refirió a la importancia de utilizar tecnologías sustentables y sanas, que no generen daño al medio ambiente ni a los seres vivos. Explicó que cada año los plaguicidas químicos intoxican a 25 millones de personas en todo el mundo, causándoles la muerte a unas 20 mil.

La científica agregó que las razones para adoptar tecnologías limpias, también son de orden económico, considerando que el incremento en los precios de algunos fertilizantes y agroquímicos alcanzó el 100 por ciento en los dos últimos años. Desde el punto de vista del cambio climático, dijo que ha provocado la presencia y adaptación de nuevas y más agresivas plagas y enfermedades en los cultivos, por lo que deben ser controladas, sin los problemas de contaminación del agua, suelo y aire que generan los productos químicos. “Todo lo anterior evidencia el crecimiento en la demanda de bioinsumos, tecnología que cada vez es más valorada”, enfatizó Lorena Barra.

La realización del workshop, que contó con las exposiciones de la investigadora Maribel Parada de la Red Chilena de Bioinsumos, Yelitza Colmenares, de la Organización Internacional para el Control Biológico (IOBC), y de Lorena Barra de INIA, culminó con un panel de expertas, en el que se agregaron la Directora Regional (S) del SAG Ñuble, Gloria Cuevas, y la Directora de la Red Chilena de Bioinsumos, Romina Almasia, donde se destacó la necesidad de difundir la Ley 21.349 sobre composición, etiquetado y comercialización de los fertilizantes y bioestimulantes que inicio su vigencia el próximo 27 de septiembre.

El mayor buscador y cotizador digital de agroinsumos saca cuentas alegres a menos de un año del inicio de sus operaciones. Agrocompra ya cuenta con más de 110 mil hectáreas inscritas, 8.200 MM de pesos en cotizaciones sólo en junio, más de 35 proveedores y distribuidores y un completo buscador de agroinsumos con sus etiquetas, hojas de seguridad y fichas técnicas de los productos fitosanitarios, fertilizantes, bioestimulantes y foliares que se comercializan en Chile.

¿Su objetivo? Hacer un canal de ventas que entregue más información, eficiencia y control para el agro. En definitiva, sustentabilidad y más transparencia que agricultores, proveedores y algunos distribuidores ya han adherido.

AHORRO EN TODO SENTIDO

Según explican sus fundadores, si todos los agricultores supieran que invierten hasta un 15% de su tiempo cotizando, es decir, casi un día de la semana en esto, no lo pensarían dos veces. La eficiencia y lo simple de la plataforma les permite reducir este tiempo mejorando la gestión en la adquisición de los insumos que representan en algunos casos hasta el 40% del presupuesto del campo, y sin costo alguno.

LOS DISTRIBUIDORES TAMBIÉN GANAN… Y MUCHO

Además de un ahorro considerable en costo de venta para las distribuidoras, la trazabilidad y el control del proceso de cotización y ventas, inexistentes en el modelo tradicional, es de principio a fin. Los más de 35 proveedores y distribuidores que han confiado en Agrocompra, coinciden en las ventajas de una plataforma que otorga información en tiempo real sobre las necesidades de los agricultores y los productos que se solicitan, cotizan y compran, lo que permite responder eficientemente a esta demanda y mejorar la relación con sus clientes.

El reciclaje es un componente esencial de la economía circular, donde el desecho de un proceso sirve como materia prima para otro. En el caso de la agricultura y la agroindustria, los residuos orgánicos provenientes de la producción animal, de granos, packing de frutas y verduras pueden ser aprovechados para producir materia orgánica en distintos grados de humificación. Además de materia orgánica y nutrientes, aportan al suelo microorganismos que generan múltiples beneficios, no solo sobre la calidad y salud de suelos, sino sobre el desarrollo y calidad de los cultivos.

Los abonos orgánicos incluyen compost, vermicompuesto, bocashi, estabilizados de ave y biodigestatos, entre otros, los cuales varían tanto en su forma de obtención (aeróbica o anaeróbica) como también en la metodología de manejo, composición final y aptitud como fertilizante o enmienda. En todos los casos, la transformación se plantea como respuesta a una problemática ambiental, que a su vez ofrece la producción de abonos orgánicos, además de biogás en el caso de los sistemas anaeróbicos de transformación.

En el presente artículo se presentan algunas formas de reciclaje de materiales orgánicos con énfasis en la producción de bocashi (bokashi, según figura en la literatura en inglés) y vermicompuesto. La producción de compost, por su parte, ha sido cubierta en números anteriores de Mundoagro.

BOCASHI

Es un producto sólido obtenido de la degradación de materiales orgánicos con intervención de microorganismos. Inicialmente el bocashi fue producido en Japón, empleando cascarilla de arroz y una mezcla de microorganismos; sin embargo, en la actualidad el proceso se lleva a cabo de distintas formas, a partir de diferentes sustratos y bajo diferentes condiciones, lo que hace complejo utilizar un sistema único de evaluación de su calidad.

El bocashi puede producirse de forma aeróbica o anaeróbica en materiales orgánicos ricos en microorganismos (por ejemplo, guanos o estiércoles frescos). El proceso biológico ocurre por la acción de los microorganismos sobre fuentes de carbono simples como mieles o melaza y otras complejas como afrechos o cascarillas y fuentes de nitrógeno como guanos frescos o levadura (Figura 1). En algunos lugares el proceso se realiza en condición aeróbica, en un proceso similar al compostaje, mientras que en otros se lleva a cabo bajo condiciones anaeróbicas favoreciendo la fermentación láctica.

La producción puede realizarse en contenedores o en pilas pequeñas, según sea el caso. Los que se producen en contenedores de plástico, consideran la salida o drenaje de líquidos que no corresponden a sustancias húmicas como muchas veces se asevera, y cuyas características varían con las materias primas.

Como producto artesanal, el bocashi puede ser producido a partir de diferentes materiales disponibles, pero en general se sugiere una relación suelo: estiércol: cascarilla (paja o residuos de cosecha) de 30:30:20, en volumen, mientras que el resto de los materiales lo conforman el salvado, la levadura y la melaza o mieles (Figura 2).

La inoculación puede o no realizarse, ya sea a través de la adición de fuentes de microorganismos como yogurt casero o levadura o inóculos comerciales. Es importante verificar el tipo de proceso a realizar (aeróbico o anaeróbico) para emplear los microorganismos adecuados, ya que en condiciones anaeróbicas se reduce la eficiencia de los inóculos de hongos filamentosos, por ejemplo, o bacterias estrictamente aeróbicas.

Las diferencias en aireación afectan directamente las características metabólicas de los microorganismos presentes o adicionados, lo que, sumado a los tiempos de proceso, diferencias en el sustrato o materiales utilizados, humedad, entre otros, hacen variar las características finales del producto.

Frente al compost tradicional, la producción de bocashi presenta diferencias importantes, en especial en el balance energético del proceso, pues mientras en el compost se requieren volteos sucesivos durante todo el proceso, al preparar bocashi (anaeróbico) el volteo se realiza una única vez, al inicio, para homogenizar la mezcla. Además, dado que no se maneja el sistema de pilas altas (windrow) sino que son pilas bajas y con humedad baja, el proceso no alcanza temperaturas altas, la pérdida de calor es mínima (Figura 3), así como las pérdidas de carbono y de volumen de material (Tabla 1).

VERMICOMPUESTO

El vermicompuesto es el producto de la digestión de la lombriz de tierra. En la mayoría de ocasiones se emplea la especie Eisenia foetida (lombriz roja californiana) por su voracidad (alta relación consumo de residuos/producción de abono), alta capacidad de reproducción (1-4 lombrices/cocón) y la facilidad de manejo para obtener un abono de alta calidad.

Para un adecuado proceso se requiere: a) materiales orgánicos, b) pie de cría de lombriz, de buena calidad, c) recipiente o vermicompostera, d) cuidados básicos, en especial cuando se manejan en camas sobre suelo y e) buena separación.

A. Materiales orgánicos del vermicompost: la lombriz en general es omnívora, es decir que come de todo. Sin embargo, en algunas ocasiones se requiere precompostar el material, para que la lombriz pueda funcionar apropiadamente. Por ejemplo, materiales con alta acidez o exceso de humedad no son los preferidos de estos anélidos. La lombriz respira por la piel, y en casos de excesos de humedad de la cama la lombriz tiende a huir o incluso morir. La humedad ideal está alrededor del 60% para materiales que contengan una relación C/N entre a 25-30. Por ello los estiércoles frescos, en especial de bovino o caballo, presentan características deseables para iniciar el proceso, siempre que no provengan de animales desparasitados, en cuyo caso pueden previamente compostarse hasta alcanzar temperaturas superiores a 60°C y degradar los compuestos farmacéuticos. En el caso de residuos de frutas (en especial cítricos), dados sus altos contenidos de humedad, se sugiere pretratar antes de adicionar el material a las camas.

B. Pie de cría: La recomendación m á s común es de 2 kilogramos de lombrices adultas/m3 de cama o material. Este pie de cría puede ser separado de la misma cama donde se está produciendo el vermicompuesto, seleccionando las lombrices más robustas y de clitelo (anillo más grueso y sobresaliente en lombrices adultas- órgano de reproducción) más desarrollado. En el comercio es posible conseguir pie de cría con costos que oscilan entre USD$ 80-120/kg.

C. Lombricom-postera: el recipiente de producción puede ser de madera, cemento, plástico o incluso tejido, pero deber ser ubicado en lugar fresco, protegido del sol y con una profundidad máxima de 100 cm, lo que permite manejar el material de alimentación a altura de 50-80 cm. Algunos productores emplean camas más bajas completamente llenas; este sistema es igualmente funcional siempre que el material sea el adecuado, pero por estar más cerca del suelo, puede facilitar el ataque de enemigos de la lombriz como la planaria. El general para iniciar el lombricultivo no se requiere acondicionamiento previo de la lombriz en el material, pero conviene hacer la prueba con unas pocas lombrices cada vez que se introduzca un material nuevo en la cama.

D. Cuidados básicos: como se mencionó deberá mantener se la humedad, ya sea empleando el material con 60-80% o de humedad y manteniéndola aún en temporada de verano, mediante adición de agua por regadera o aspersión. Asimismo, se debe mantener suficiente alimento para que la lombriz se mantenga en el cajón. El alimento se suministra a diario, cubriéndolo con una capa de tierra o paja para evitar la presencia de moscas y otros vectores. Además, en algunos lugares se recomienda proteger la cama con una malla, para evitar que los pájaros mermen la población de lombrices.

E. Separación: una vez terminado el proceso, es decir que la lombriz ha consumido el material de la cama, se observa un cambio en su apariencia. Ya no se evidencian trozos de materiales enteros, desuniformes y frescos, sino que, por el contrario, se observa un material muy homogéneo, oscuro, y generalmente granulado. El tiempo de proceso varía de acuerdo con el material y las condiciones de producción (temperaturas más altas favorecen la actividad biológica de la lombriz). Una vez que se alcanza una apariencia homogénea del material, se procede a separar las lombrices adultas y jóvenes. Esto se logra dejando de alimentar a las lombrices por unos días, y posteriormente colocando una caja con residuos frescos sobre el cajón que está terminado. Las lombrices hambrientas empezarán a pasar de la caja lista al material fresco y completarán este proceso en unos pocos días.

En las camas, después de la fase de no alimentación, se puede aplicar el material fresco en un extremo de tal forma que las lombrices avancen hacia el material fresco. Igualmente se pueden emplear mallas sobre las cuales se coloca el alimento fresco, cuyo tamaño de poro es suficiente para permitir el paso de la lombriz.

CONTROL DE CALIDAD

En principio, la calidad tanto del bocashi como del vermicompuesto, compost o cualquier otro material orgánico producto de la degradación biológica de la materia orgánica, se puede verificar mediante analítica y comparar con la normativa nacional o internacional que aplica para compost y abonos orgánicos (producidos aeróbicamente) o biodigestatos (en el caso en el que estos materiales sean empleados como materia prima). En términos generales, se busca productos con buenos contenidos de C, con bajos contenidos de metales pesados e inocuos desde el punto de vista microbiológico.

APORTES AL SUELO

Como ya se mencionó, frente al compost el bocashi presenta menores pérdidas de C, desde los materiales originales, dado que el proceso es más corto, no lleva volteo o bien se lo realiza con menor frecuencia y las temperaturas alcanzadas son menores. Por otro lado, el bocashi y el vermicompost normalmente tienen mayores concentraciones de C y N que el compost.

Un estudio realizado por la Universidad de Vermont, en 2015, determinó efectos similares de tres fuentes de materia orgánica, aplicadas como fuentes de N para aportar 20 y 100 kg N/ha, respectivamente. Dadas las diferencias en concentración de N, las dosis necesarias fueron mayores en compost, al igual que los aportes de C de éste (Tabla 2). En diversidad biológica tampoco se han demostrado diferencias entre compost o bocashi. De esta forma los dos productos incrementan la diversidad biológica en comparación con suelos sin enmienda orgánica.

EL FUTURO

En los países desarrollados la legislación busca reducir los volúmenes de residuos orgánicos domiciliarios que van a vertedero. Estos podrían transformarse a nivel casero o de pequeño productor, a través de la producción de bocashi o vermicompost, para ser utilizados en jardines y huertos urbanos. Además, dados los resultados del análisis económico, el bocashi podría funcionar en operaciones de menor escala, aunque deberían realizarse más estudios de factibilidad.

Para enfrentar los desafíos de la agricultura del siglo XXI, en particular el cambio climático, debe producirse una trasformación en el modelo productivo hacia uno que considere el mejoramiento de la calidad del suelo como la base de una producción sustentable. Para ello, el uso de productos orgánicos, que aporten C y otros nutrientes al suelo, además del uso de bioinsumos, en base a microorganismos o metabolitos de estos, es clave.

Muchos productos necesitan integrarse dentro de los programas actuales de manejo y validarse a nivel de campo, de preferencia de manera sitio-específica. Para ello, muchas empresas productoras y exportadoras, empresas proveedoras de insumos y productores, realizan ensayos de campo para evaluar productos individuales o programas de manejo completos.

Sin embargo, muchas veces estos ensayos carecen de diseño experimental, no cuentan con repeticiones verdaderas, no se evalúan las variables respuesta más sensibles o se analizan con métodos tradicionales de análisis, como análisis de varianza, no obteniéndose, muchas veces, los resultados esperados. Esto causa frustración en los involucrados, lo que provoca además la exclusión de tecnologías o manejos que tal vez eran superiores al control, pero cuyo efecto no pudo ser probado. En el presente artículo se entregan algunas ideas de cómo realizar una mejor experimentación de campo para la evaluación de productos orgánicos y bioinsumos.

BASES DE LA EXPERIMENTACIÓN AGRÍCOLA

Normalmente se desea probar un nuevo tratamiento, un nuevo producto, un paquete tecnológico, etc., contra el tradicional (control). En términos estadísticos se desea probar la siguiente hipótesis: H0: μ1=μ2

En la práctica, se desea evaluar que, en la población, los promedios de la variable respuesta son iguales en el tratamiento 1 y tratamiento 2. Esta hipótesis se denomina hipótesis nula y se rechaza con un cierto nivel de significancia (α), normalmente 5%. Este α corresponde a la probabilidad de rechazar la hipótesis nula cuando esta es verdadera, es decir, cuando los tratamientos son iguales por lo tanto, la idea es establecerlo a un bajo nivel. Los programas estadísticos normal mente entregan un estadístico denominado P-value, que es equivalente al nivel de significancia. El P-value es interpretable y no necesariamente fijo, es decir dos tratamientos podrían ser diferentes con diferentes niveles de significancia.

Esta hipótesis puede ser extendida a más de dos tratamientos de la forma:

H0: μ1=μ2=μ3= … =μk

Para probar la hipótesis nula normalmente se establece un diseño experimental, con repeticiones verdaderas, donde los tratamientos son asignados aleatoriamente a cada unidad experimental (Figura 2).

Este tipo de experimentos suele analizarse a través de un procedimiento denominado análisis de varianza (ANOVA), donde se compara la varianza entre tratamientos con aquella dentro de tratamientos a través de un estadístico denominado F de Fisher.

F= (Varianza entre tratamientos) / (Varianza dentro de tratamientos)

Mientras mayor sea el valor de F, más significativa es la diferencia entre tratamientos.

Existe un ANOVA para cada diseño experimental y estos procedimientos están disponibles en cualquier software estadístico y en Excel.

LA REALIDAD DE LOS EXPERIMENTOS DE CAMPO

En muchos casos, debido a restricciones prácticas, existe una distancia importante entre los experimentos de campo y un diseño experimental estricto:

1. No existen repeticiones verdaderas, sino que el tratamiento se asigna a un cuartel completo, con el resto del campo, o cuarteles adyacentes, como control.
2. No existe homogeneidad en las unidades experimentales; es decir, los cuarteles que reciben los tratamientos no son necesariamente homogéneos en términos de su vigor o estado nutricional o sanitario.
3. Muchas veces se miden variables respuesta no necesariamente relacionadas con el efecto del tratamiento o de baja sensibilidad al mismo. Esto está además asociado al hecho de que muchos productos, en particular bioinsumos, tienen múltiples efectos en suelo y planta.
4. No existe asignación aleatoria de los tratamientos a las unidades experimentales (cuarteles o parcelas).
5. Se colectan observaciones dentro de cada tratamiento, en vez de repeticiones verdaderas. 6Los datos experimentales se analizan a través de análisis de varianza, aunque el diseño experimental estrictamente no permita este tipo de análisis.

SUGERENCIAS

• Repeticiones versus observaciones: Idealmente debería contarse con repeticiones verdaderas. En términos prácticos, de no poder establecer repeticiones verdaderas (parcelas) dentro de un cuartel, sería deseable incorporar el tratamiento al menos a dos cuarteles completos, es decir un mínimo de dos repeticiones. Si esto no fuese posible, se recomienda colectar un alto número de muestras dentro de cada unidad experimental (cuartel), de manera de estimar apropiadamente los parámetros (promedio, desviación estándar) de dicha subpoblación.
  
  El número mínimo de observaciones debería ser mayor a veinte para aquellas variables que presenten coeficientes de variación (CV) de hasta 30%.

• Para variables respuesta microbiológicas y bioquímicas, que presentan mayores CV, el número de observaciones debe ser aún mayor (n > 30). Idealmente estas observaciones deberían marcarse con GPS (GNSS), de manera de conocer su posición geográfica la cual será considerada en el análisis de datos.

• Homogeneidad de las unidades experimentales o línea base: Idealmente, para la asignación de los tratamientos, deberían elegirse unidades experimentales lo más homogéneas posibles en términos de edad de la plantación, vigor y rendimiento. De no ser posible, debería colectarse una línea base, usando variables tales como el vigor, medido a través de una nota arbitraria, diámetro de tronco, o bien usando un índice de vegetación como NDVI, que puede ser usado como línea base y variable respuesta a lo largo del tiempo (Figura 3). En términos de suelo, establecer una línea base de las mismas variables a ser evaluadas luego de la aplicación del o los tratamientos es siempre deseable.

• Variables respuestas apropiadas: Deben seleccionarse aquellas variables respuesta más sensibles al tratamiento y que tengan una menor variabilidad. Por ejemplo, si se está evaluando la aplicación de un ácido carboxílico como fuente de C, posiblemente, dada su baja dosis de C, este no provoque cambios en el C orgánico del suelo (COS), pero sí podría provocar cambios en el C soluble, la agregación de suelo o en la actividad de microorganismos.
• Cuando se trata de productos biológicos cuyos efectos pueden ser múltiples, deben evaluarse las variables más apropiadas que integren las principales funciones de los microorganismos. Así por ejemplo, las bacterias fijadoras de nitrógeno, además de su función de fijación de N2, pueden aumentar la disponibilidad de otros nutrientes en la rizosfera, influyendo sobre el crecimiento y la morfología de las raíces. En este caso, la evaluación de densidad de raíces y absorción de N por parte de la planta serían variables respuesta a considerar además del %N absorbido.
  
  La evaluación de la concentración de microorganismos en el suelo, posiblemente no sea una buena variable respuesta, dada su elevada variabilidad. La actividad enzimática es un mejor indicador del efecto de la aplicación de microorganismos al suelo.

• Asignación aleatoria: Debería tenderse a asignar los tratamientos de manera aleatoria a cada unidad experimental. Por ejemplo, si se usan cuatro cuarteles para asignar dos tratamientos, deberían asignarse vía sorteo. El uso de números aleatorios es una buena herramienta para ello.
  
• De igual forma, la selección de una rama o brote a muestrear debería hacerse de manera aleatoria, sorteando las ramas a través del uso de números aleatorios. Supongamos que nos enfrentamos a un árbol que tiene 8 ramas y queremos seleccionar una de ellas aleatoriamente, se procede de la siguiente manera: se numeran las ramas del 1 al 8; se le asigna un número aleatorio a cada rama, usando una calculadora o planilla Excel; se ordenan las ramas en función del número aleatorio (de mayor a menor o de menor a mayor); se elige la rama con el mayor (o menor número aleatorio) (Tabla 1).

• Análisis de datos apropiado Si no se cuenta con un diseño experimental (completamente al azar, bloques completos al azar, parcelas dividas, etc.), los datos no deberían ser analizados con Análisis de Varianza. En este caso lo más recomendable es usar regresión con variables binarias, que representan el o los tratamientos, donde además se puede corregir por variables de control colectadas como línea base, además de la posición geográfica. En este caso podría usarse un modelo de la forma:
  
  Y= β0 + δ1Trat + β1 X1 + β2 X2+ ⋯ Bk Xk + ϵ
  
  Donde: Y= variable respuesta Trat: variable binaria, donde Trat=1 si es tratamiento y Trat=0 si es control. X1… Xk = variables de control (ejemplo NDVI, C soluble, latitud, longitud, etc.) Dado que normalmente es difícil conseguir un ceteris paribusreal, las variables de control permiten simularlo, de manera de obtener una mejor estimación del efecto del tratamiento.

OTRAS CONSIDERACIONES

• Calidad del producto Cuando se evalúan productos en base a microorganismos, se debe conocer muy bien su calidad en términos de concentración, pureza y viabilidad, además de sus principales funciones. Estas evaluaciones deberían hacerse previo a su aplicación en campo, de manera de estimar apropiadamente las dosis de aplicación y definir con mayor certeza las variables respuesta a medir.

• Potenciales limitantes en el suelo En muchas ocasiones no se logran los efectos esperados de los bioproductos en base a microorganismos, pues existen factores limitantes en el suelo que impiden su funcionamiento, por ejemplo, excesos de metales (Cu), niveles de materia orgánica muy bajos, pH muy bajos o excesos de nutrientes en el suelo. Es por ello que idealmente la evaluación debería hacerse dentro de programas de manejo integrado y no como un producto suelto.

COMENTARIOS FINALES

Los bioinsumos y productos orgánicos tienen un gran potencial dentro de los sistemas de producción intensivos. Sin embargo, su eficacia debe ser probada a través de su inclusión dentro de programas de manejo integrado, utilizando técnicas de experimentación de campo apropiadas

A pesar que el desarrollo de los bioinoculantes microbianos no es reciente, en los últimos años mucho se ha avanzado en la investigación, producción, uso y efectos de bioproductos de origen microbiano. Algunos de ellos se emplean como biofertilizantes, biocontroladores o bioestimulantes, en formulaciones donde pueden incorporarse microrganismos ( bacterias y hongos principalmente) o principios activos, e incluso extractos de plantas, algas, compost, proteína hidrolizada, para incrementar el potencial en estimulación y promoción del crecimiento.

Sin embargo, existen dificultades en el seguimiento y evaluación de los bioinoculantes, más aun cuando se trata de productos en los que se combinan más de una cepa de microorganismos vivos pues se incrementa la complejidad de las reacciones entre los individuos presentes, así como sobre la planta y suelo.

¿CÓMO SE PRODUCEN?

Los inoculantes, bioestimulantes o bioproductos de base microbiana se producen a partir de la selección dirigida de cepas de microorganismos eficientes para ciertos propósitos. Esta selección puede dar como resultado una única cepa, cepas distintas de la misma especie, cepas distintas del mismo género o cepas de diferentes géneros, a partir de las cuales se pueden obtener productos de una sola cepa o consorcios. Tal es el caso de la cepa bacteriana capaz de fijar biológicamente N, que dio origen a la primera patente sobre Rhizobium en 1896 para uso en plantas leguminosas.

En la actualidad se encuentran disponibles comercialmente numerosos inoculantes de una sola cepa con funciones no solo en fijación de nitrógeno, sino otros biofertilizantes, como en la solubilización de P, K, Zn, Si, así como de uso en control biológico (biocontroladores) o bioestimulación, empleando tanto bacterias como hongos filamentosos y levaduras, virus o nemátodos.

Existe una tendencia creciente también a utilizar productos combinados, basados en bioestimulantes microbianos y no microbianos (por ejemplo, cepas de Bacillus sp., en combinación con extractos de algas) o mezclas de microorganismos, denominados consorcios, con el objetivo de explotar interacciones complementarias o sinérgicas entre las distintas especies y cepas, de forma de mejorar los efectos sobre sobre el ciclaje de nutrientes, crecimiento vegetal o control biológico, entre otros. Naturalmente, entonces surge la pregunta, ¿es mejor utilizar cepas puras o consorcios?

¿CONSORCIOS O INOCULANTES DE CEPA ÚNICA?

Los productos de consorcios microbianos se componen de cepas de microrganismos que han demostrado compatibilidad entre ellos, buscando generalmente actividades diferentes para incrementar el espectro de uso y asegurar el efecto. Estos productos se obtienen a partir de la selección de cepas de grupos genéticamente diversos con capacidad de adaptarse diferencialmente a las variaciones de temperatura, humedad, salinidad o pH del suelo.

Existen diversas opiniones en relación al uso de inoculantes únicos o mixtos. Algunos investigadores y productores de inoculantes microbianos, favorecen el uso de productos en los que se emplea una sola cepa, en especial cuando se trata de cepas especializadas como Rhizobium (empleado para la fijación de N2 en leguminosas); Bacillus sp. (B. thuringiensis para control biológico de larvas de lepidóptero); la producción de cepas individuales puede ser en principio más simple, pues, una vez definidas las condiciones óptimas, se puede asegurar la calidad ( concentración y actividad) en todos los lotes de producción.

Sin embargo, la industria de los inoculantes microbianos se ha movido a la obtención de productos que contienen varias cepas de un mismo género y especie, varias cepas de mismo género y diferente especie (productos a base de más de una especie de Trichoderma sp. o Bacillus sp.) o cepas de diferentes géneros los cuales además pueden ser consorcios definidos o en mezcla con poblaciones microbianas menos definidas que se originan en la fermentación de varios sustratos naturales (té de compost).

El concepto detrás de este tipo de productos se basa en el supuesto de que en condiciones ambientales variables, diferentes miembros de las comunidades microbianas inoculadas se activan selectivamente por señalización en rizosfera y reacciones ecofisiológicas de la planta huésped, para expresar sus efectos beneficiosos sobre el crecimiento de la planta. Los consorcios comerciales buscan entonces, entre otros, facilitar funciones en el suelo como la solubilización de P en ausencia de formas solubles de P en el suelo, la promoción de mineralizadores de P después de suministrar formas orgánicas de P o el control de patógenos a través de la aplicación de bacterias productoras de quitinasa.

EVALUACIÓN DE LOS INOCULANTES

En general, los inoculantes microbianos deben evaluarse, además de la fase de laboratorio, en condiciones controladas de vivero, donde se muestran algunas diferencias entre las cepas individuales y su uso en consorcios; sin embargo, en campo los resultados son diferentes y muchas veces no se evidencian como en el vivero y menos como en el laboratorio.

Por ejemplo, en condiciones de invernadero, el uso de bioestimulantes fúngicos y bacterianos de diferente origen filogenético (Penicillium, Bacillus y Pseudomonas) de una sola cepa presentó efectos estimulantes muy similares a la utilización de consorcios sobre el crecimiento de las plantas y el rendimiento de tomate (Bradáˇcová et al.,2019). Estas observaciones en sistemas controlados pueden estar asociadas a las condiciones de protección, macetas, pequeño volumen de suelo/sustrato equilibrado en materia orgánica, que ofrece condiciones óptimas para la colonización efectiva de raíces del microorganismo seleccionado.

Por otra parte, en el mismo estudio de Bradáˇcová et al. (2019), en condiciones de campo, el efecto de los consorcios microbianos fue muy superior al de bioinoculantes de una cepa. Estos resultados pueden explicarse por la mayor flexibilidad de los consorcios para enfrentar los factores limitantes en el suelo, por ejemplo, la baja disponibilidad de P.

INOCULANTE SITIO-ESPECÍFICO

En relación con el uso de consorcios, muchos son los ejemplos, ya sea de consorcios comerciales o de productos desarrollados con alta tecnología a nivel privado como inoculantes sitio-especificos (Tabla 1). Quizá uno de los mejores ejemplos de uso de consorcios, con mayor información y base científica es el uso combinado de bacterias promotoras (rhizobiales o no rhizobiales) con hongos de micorriza, que muestran mejores resultados en rendimiento y calidad, además de mejorar la eficiencia de la fertilización química.

FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA

Muchos factores a nivel de producto así como en campo, afectan la actividad de los microorganismos inoculados, sean estos cepa única, mezcla de cepas de la misma especie, o consorcios de diferentes especies. A nivel de producto, la formulación es un aspecto muy importante. Muchas buenas cepas de diferentes grupos de microorganismos del suelo, como los hongos endofíticos de las raíces, los hongos micorrízicos, las rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas, los rizobios y los solubilizadores de fosfato con efectos interesantes para las plantas, han quedado en prototipo y pocos de ellos han llegado al mercado comercial debido a una formulación de mala calidad, incluida la mala compatibilidad y estabilidad de los vehículos en el tiempo. Por lo tanto, este es un aspecto que debe trabajarse para mantener la concentración y eficacia del microorganismo, aun en condiciones de no refrigeración, temperaturas del verano o invierno, o exposición a la luz solar.

Otro aspecto importante es la concentración de los inoculantes, pues en muchos productos es muy baja, y a las dosis recomendadas no se alcanzan las concentraciones adecuadas en el suelo. Un producto inoculante de buena calidad debería tener un mínimo de 108 UFC/ ml (g) de producto, esto con relación a cada una de las cepas contenidas en él.

A nivel de campo, la falta de materia orgánica, exceso de nutrientes disponibles (en especial para inóculos con características biofertilizantes), el estrés ambiental, así como temperaturas o pH extremos, suministro de agua limitado o en exceso, limitación de oxígeno, salinidad, etc., restringen los efectos beneficiosos de la inoculación más por el potencial de respuesta de las plantas hospedadoras, determinado genéticamente, y la competencia con la microflora presente, que por las propiedades promotoras del crecimiento vegetal, de los inoculantes.

Sin embargo, la actividad de los microrganismos inoculados también puede verse afectada directamente por los factores limitantes del suelo, siendo más evidentes estos factores, cuando se utilizan inoculantes bioestimuladores de cepa única, por ejemplo.

CONSIDERACIONES FINALES

Los mejores efectos de la inoculación con microorganismos, ya sea consorcios o cepa única, se han observado bajo manejo integrado, es decir, ajustando los niveles de fertilización, eliminando los principales factores limitantes del suelo (pH) y adicionando fuentes de carbono apropiadas para el tipo de inoculante utilizado.

La dosis de inoculación a nivel de campo es muy relevante para alcanzar los efectos deseados, por lo tanto, el conocer las concentraciones de los productos es fundamental. En tabla 2 se presentan las dosis de productos necesarias para alcanzar distintas concentraciones de inóculo en los primeros 10 cm de suelo, en la banda de cultivos frutales.

Se observa que para alcanzar una concentración optima de 106 UFC/g de suelo, las dosis pueden variar entre 0.5 a 5000 L/ ha. El mínimo exigible en el suelo debería ser 103 UFC/g (cuando el principio fuera bacterias vivas). Estas dosis deberían corroborarse con análisis microbiológico de laboratorio, siendo más fácil cuando se trata de una sola cepa, y estarán en relación a las condiciones del agua de dilución o riego.

El desierto de Atacama es uno de los sitios más áridos del mundo, condición relacionada directamente con la escasez de agua, generada no solo por la falta de lluvias, sino también como consecuencia de la baja humedad del suelo, su permeabilidad y evaporación.

Los altos niveles de radiación ultravioleta, la exposición prolongada a la luz solar, las elevadas temperaturas, la baja humedad atmosférica, las bajas o casi nulas concentraciones de carbono en el suelo y la presencia de fuertes condiciones oxidantes y elementos tóxicos, hacen de este desierto un ambiente extremo. Sin embargo, aún bajo estos rigurosos factores ambientales, se desarrollan microorganismos que poseen una maquinaria celular naturalmente adaptada a condiciones físicas y geoquímicas que pueden ser consideradas perjudiciales para el ser humano.

A la fecha, se han documentado varios registros microbiológicos de este lugar, que muestran la singularidad y riqueza de su biodiversidad. Esta juega un papel fundamental en el correcto funcionamiento del ecosistema. Evidencia microbiológica ha revelado la presencia de bacterias, hongos, arqueas y algas en diferentes áreas de este desierto, demostrando no solo la diversidad y ecología de estos microorganismos, sino también revelando las estrategias de adaptación a los ecosistemas y el prometedor potencial biotecnológico que albergan.

En este contexto, se han realizado diferentes estudios para la detección y caracterización de compuestos con propiedades antimicrobianas, antiinflamatorias, antitumorales, antivirales, insecticidas e inmunosupresoras, de bacterias y hongos aislados. Estos ejemplos revelan que el Desierto de Atacama tiene un grupo importante de compuestos biológicos que pueden ser explotados biotecnológicamente.

EL DESAFÍO DE PRODUCIR

Las condiciones ambientales excepcionales que posee la Región de Arica y Parinacota permiten el cultivo de hortalizas durante todo el año, asegurando el abastecimiento de los mercados de la zona central de Chile en el invierno.

Pero no todo es miel sobre hojuelas y la agricultura en el extremo norte enfrenta a diario el desafío de producir en suelos hostiles. En esta región las precipitaciones anuales en la costa son bajas, fluctuando entre los 0 y 3 mm/ año. Además, la escasez de humedad determina una fuerte amplitud térmica entre el día y la noche, lo que provoca condiciones aún más secas, con una mala composición del suelo y una flora y fauna reducidas. Todo lo anterior, unido a que los recursos hídricos están influenciados por la actividad geotérmica de la Cordillera de los Andes, presentando altas concentraciones de sales, boro y arsénico, lo que reduce la calidad del agua útil para las actividades humanas y agrícolas.

A pesar de sus condiciones limitantes, el extremo norte se caracteriza principalmente por la producción de tomate, maíz y aceitunas, entre otros tipos de cultivos como alfalfa, orégano y frutas subtropicales. Estas plantas están asociadas con comunidades microbianas que viven sobre y dentro de sus tejidos (microbioma vegetal), contribuyendo al crecimiento vegetal, a la tolerancia al estrés y la supresión de enfermedades por fitopatógenos o la degradación de compuestos xenobióticos en el suelo, lo que les permite sobrevivir a las condiciones extremas que prevalecen en esta región.

Si bien se han aislado diferentes microorganismos de distintos lugares del Desierto de Atacama, las bacterias y hongos benéficos asociados a cultivos en esta región han sido pobremente descritos, aunque se estima que existen comunidades microbianas con un alto potencial científico y económico. Éstas podrían ser empleadas para caracterizar la interacción de la planta-microorganismo en condiciones salinobóricas, para identificar los mecanismos de adaptación a este tipo de ambientes y para la explotación de nuevos compuestos naturales con fines biotecnológicos.

USO DE MICROORGANISMOS

Las altas concentraciones de sales y boro, así como los diversos factores ambientales extremos, generan estrés y dificultan la sobrevivencia de los cultivos en la Región de Arica y Parinacota. Como respuesta a esto, los productores han intentado durante años mejorar la calidad de sus suelos y la productividad de sus cultivos. A pesar de estos esfuerzos, el uso indiscriminado de agroquímicos ha generado el desarrollo de plagas resistentes y las plantas se han vuelto susceptibles a enfermedades infecciosas causadas por distintos organismos fitopatógenos agresivos, traducido en una menor producción, con altos niveles de residuos tóxicos para los seres humanos, animales y el medio ambiente.

Es en este contexto que se origina la oportunidad de trabajar en el desarrollo de productos que permitan a los cultivos crecer en condiciones adversas, sin la necesidad del uso de altas cantidades de pesticidas. La alternativa más prometedora para lograrlo es el uso de compuestos de origen biológico o bioproductos.

A pesar de que en el mercado existen bioestimulantes para favorecer el crecimiento de los cultivos, biofertilizantes para aportarles nutrientes y biocontroladores y controlar las distintas enfermedades, estos han sido diseñados para condiciones productivas muy disímiles a la realidad del norte de Chile. De ahí la necesidad de contar con productos desarrollados específicamente para zonas desérticas. Fue así como el equipo de UC Davis Chile, junto a investigadores de la Universidad de Tarapacá, apostaron por microorganismos endémicos del norte del país, adaptados naturalmente a este tipo de ambientes.

En el 2017 el equipo de investigadores comenzó a trabajar en el desarrollo de la Plataforma de Bioproductos de microorganismos del Desierto de Atacama. Durante meses se tomaron muestras de plantas ancestrales, aislándose más de 400 prospectos microbianos, los cuales fueron caracterizados en base a sus propiedades benéficas para plantas.

Más adelante se trabajó en su caracterización a través de ensayos en laboratorio, identificando su funcionalidad, lo que permitió llegar a una lista de alto interés, escogiendo finalmente, en la primera etapa, una bacteria conocida como Pseudomonas lini cepa S57, que a nivel de laboratorio cumplía con todo lo que se estaba buscando inicialmente. Se seleccionó de una colección de cultivos caracterizados funcionalmente, donde cada uno posee propiedades particulares que podrían resultar interesantes de explotar, existiendo un potencial enorme de aplicaciones y nuevos usos para distintas industrias.

PSEUDOMONAS LINI CEPA S57

Como se mencionó anteriormente, la bacteria Pseudomonas lini cepa S57 fue seleccionada desde un grupo importante de microorganismos, que incluyen hongos y bacterias que fueron aislados de diferentes muestras y localidades de la región.

Esta bacteria posee propiedades bioestimulantes, ya que tiene la capacidad de fijar nitrógeno (permite la captación del nitrógeno gaseoso que se encuentra en el aire y lo hace disponible para la planta), solubiliza fosfato inorgánico (permite absorber el fosfato que se encuentra en el suelo y que la planta no es capaz de absorber por sí sola), produce sideróforos (que permiten captar el hierro del suelo y lo transforman en una forma que la planta pueda absorber), y produce auxinas (fitohormona que se relaciona directamente con un aumento en el desarrollo de la planta). Además, los estudios corroboran que esta cepa aumenta el crecimiento de la parte aérea de plantas de tomate microtom (variedad de tomate enano, no comestible, cuyo ciclo de vida es acotado, lo que permite estudios en periodos de tiempo cortos).

Los estudios in vitro realizados revelaron la actividad biofungicida de la bacteria Pseudomonas lini cepa S57, la cual tiene una amplia gama de acción biocontroladora, inhibiendo el crecimiento de diversos hongos fitopatógenos, que incluyen Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Monilinia fructicola, Geotrichum candidum, Alternaria sp. y Macrophomina phaseolina.

Actualmente, las actividades bioestimulante y biofungicida se encuentran en etapa de validación, mientras se trabaja con los resultados del laboratorio en campos de la Región de Arica y Parinacota, donde las condiciones salinobóricas son elevadas. Es importante mencionar que se han desarrollado diversas formulaciones, tanto líquidas como granulares, en las cuales la funcionalidad de la bacteria Pseudomonas lini cepa S57 ha permanecido prácticamente inalterada en el tiempo.

 Este bioproducto, debido a sus características y aplicabilidad, podría ser exportable a diversas zonas con condiciones edafo-climáticas similares a las del extremo norte del Desierto de Atacama, como son el sur de Perú o Bolivia, entre otros. Sin embargo, sus proyecciones no terminan ahí, también se espera poder evaluar su funcionalidad en el resto de las zonas agrícolas del país, particularmente en aquellas que por distintos factores presentan tendencia a salinizarse y desertificarse dejando obsoletos los productos tradicionales.

En la etapa más reciente del trabajo mencionado, tanto el equipo de UC Davis Chile como el de la Universidad de Tarapacá evaluaron la conveniencia de solicitar ante el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INAPI) dos patentes de invención para Pseudomonas lini cepa S57, una como bioestimulante y otra como biocontrolador en condiciones salinobóricas.

Con esta gestión se busca poder valorar el desarrollo logrado y facilitar que empresas interesadas en la elaboración de bioproductos puedan acceder a la tecnología y ofrecer al mercado nuevas alternativas, adaptadas a nuevos escenarios. De este modo, el acercamiento con empresas agroquímicas y de bioproductos ya se ha iniciado y se espera que en el corto plazo se pueda contar con un producto comercial que cuente con la funcionalidad deseable en ambientes áridos y semi-áridos, disminuyendo la carga de pesticidas sobre los cultivos de hortalizas y frutas contribuyendo con un ambiente productivo más eficiente y sustentable con el medio ambiente.

Por:
Patricio Muñoz, Bioquímico y Doctor en Biotecnología Investigador UC Davis Chile

Las plantas, como cualquier otro organismo, están expuestas a la colonización por parte de microorganismos. Desde su estado de semilla, las plantas interactúan con microorganismos benéficos presentes, y posteriormente, con la germinación, se desarrollan nuevas relaciones inicialmente con la raíz y luego con las hojas y parte aérea, apareciendo entonces los diferentes ambientes de la planta. Junto con la rizosfera, la filosfera o parte aérea de la planta, que incluye, tronco, ramas, hojas y frutos, es uno de los ambientes más importantes donde ocurre la interacción con los microorganismos.

Estos ambientes se ven modificados con el estado fenológico de las plantas, por efectos de factores bióticos y abióticos como prácticas de manejo y la aplicación de productos fitosanitarios o fertilización foliar, que intervienen en el balance y metabolismo de estas poblaciones en la superficie de la planta.

En la actualidad, existen en el mercado diferentes productos tanto bioestimulantes como para el manejo de plagas y enfermedades, que incluyen aminoácidos, extractos de algas, biopesticidas y productos sintéticos como quelatos, fertilizantes nitrogenados, que son aplicados foliarmente y podrían tener efecto sobre las poblaciones microbianas de la filosfera y su actividad.

Los bioestimulantes pueden ser de origen animal, vegetal o microbiológico y son definidos como sustancias o materiales que tienen la capacidad de modificar positivamente el crecimiento vegetal. Pueden ser cultivos de microorganismos, extractos microbianos, proteínas hidrolizadas, extractos de algas o plantas, quitina y derivados, además de los derivados de materiales orgánicos (sustancias húmicas).

Existen varios ejemplos que demuestran el efecto de la aplicación de agroquímicos sobre las poblaciones y actividad microbiológica en la filosfera: un reciente estudio realizado por nuestro equipo determinó que bajo ciertas condiciones que incluían la aplicación de azufre, compuestos de C y fósforo lábil, los microorganismos de filosfera pueden producir formas de P reducidas (fosfonatos). Por otra parte, la adición de productos inhibidores de nitrificación mostró un aumento del crecimiento y actividad de microorganismos benéficos.

MECANISMOS DE BIOESTIMULACIÓN A NIVEL DE FILOSFERA

Los mecanismos de penetración o establecimiento de los bioproductos vía aplicación foliar son complejos y dependen de condiciones como el tamaño y la polaridad de las moléculas y la estructura de los tejidos vegetales. La primera barrera que encuentran es la carga negativa y la capa hidrofóbica cuticular, características que cambian según estado de desarrollo y tipo de planta.

Las características físicas de las hojas como tamaño, forma y textura tienen influencia en la colonización, al igual que factores abióticos como la humedad y la radiación (UV) y factores bióticos que incluyen herbívoros y la competencia entre los microorganismos colonizadores. El transporte de moléculas pequeñas al interior de los tejidos se puede producir a través de los estomas y tricomas.

Los efectos de los bioestimulantes microbianos de filosfera sobre la planta son variados e incluyen:

1 Efecto hormonal. El mecanismo de acción de la mayoría de los estimulantes no es muy claro y muchos han sido atribuidos a hormonas, que producen señales que facilitan el transporte y la eficacia de los nutrientes minerales, o bien a su variada composición y formulación.

2 Movilización de nutrientes. Algunos extractos microbianos comerciales, provenientes de PGPRs (bacterias promotoras del crecimiento vegetal), han demostrado estimular el crecimiento de las plantas cuando son aplicados vía foliar, resultando en el incremento de nutrientes como potasio en las hojas de maíz o influenciando la translocación de los mismos (Zn).

3 Desarrollo y crecimiento. La microbiota (y su metabolismo) existente sobre la superficie foliar es poco conocida, pero es claro que, de acuerdo a su composición y concentración, puede influenciar directamente el suministro de nutrientes, metabolitos y moléculas que son benéficas o alteran el desarrollo celular, las características agronómicas y equilibrio de la planta. Se ha demostrado que la aplicación foliar de bacterias fijadoras de nitrógeno provoca promoción de crecimiento en cultivos de canola (Brassica sp.), damasco (Prunus armeniaca L.), cerezo (Prunus avium L.), morera y (Morus alba L.), garbanzo (Cicer arietinum L.), trigo (Triticum aestivum L.) y maíz (Zea mays L.). Por otra parte, la aplicación vía foliar de productos a base de Bacillus subtilis, B mageterium, Acinetobacter baumanni y Pantoea agglomerans sobre pepino y tomate, en la fase de plántula, aumentaron el tamaño de fruto y su contenido de minerales.

4 Inhibición de la germinación conidial. Existen informes de inhibición de la germinación conidial de oídio (Erysiphe pisi) en arveja (Pisum sativum L) a través de la aplicación foliar de Pseudomonas aeruginosa y P. fluorescens por la producción de enzimas y compuestos fenólicos, quince después días de ser aplicados.

5 Biocontrol. En el control de poblaciones de plagas y enfermedades de plantas, es cada vez más conocido el uso de inoculantes microbianos aplicados de diferentes formas, ya sea a la semilla, raíz, suelo o vía aplicación foliar. En este grupo de productos se destacan comercialmente B. subtilis, A.flavus, B. amylolichefaciens, P. fluorescens, B. megaterium, Xanthomonas campestris, Pseudozyma churashimaensis y H. seropedicae. Existen antecedentes de control de Pseudomonas syringae en cerezo, por aplicación de algunas especies de Bacillus y sus metabolitos. Inculantes en base a hongos también han sido aplicados de manera foliar, como por ejemplo Pseudozyma flocculosa, que ha mostrado una buena actividad de control de Xanthomonas axonopodi. Asimismo, la aplicación de Kloeckera sp., aislada de filósfera de plantas de uva de mesa, también ha demostrado buen control de Botrytis cinerea. Por otra parte, la aplicación foliar de cepas de Trichoderma sp. mostró mayor efectividad contra Fusarium, en condiciones de invernadero, en comparación de la aplicación al suelo. En maíz (Zea mays L.) su aplicación redujo la presencia de aflatoxinas de Aspergillus flavus en aproximadamente 30%, por exclusión competitiva.

6 Reducción de estrés biótico y abiótico: la aplicación foliar de microorganismos se ha demostrado efectiva para preparar la planta frente al estrés ambiental, como sequía, salinidad o estrés oxidativo.

FORMULACIÓN Y APLICACIÓN DE INOCULANTES FILOSFÉRICOS

Los reportes sobre los efectos de la aplicación foliar de bioproductos son muy variables, ya que están sujetos a diferentes factores sensibles como las especies y cepas contenidas en cada producto, su compatibilidad con las poblaciones filosféricas nativas, cultivo y variedad, dosis de aplicación, condiciones ambientales, formulación del producto, tiempo de aplicación, entre otros.

La formulación de productos biológicos para aplicación foliar es un punto de gran importancia para garantizar la eficacia en campo y asegurar una vida útil en las condiciones del cultivo. La concentración de células activas debe ser suficiente (generalmente el doble de aquella aplicada a suelo, es decir 1012 ufc/g o ml de producto). Los productos suelen venir como polvo seco mojable, granulados hidrosolubles o líquidos.

Existen productos formulados a base de una o varias especies. Estos consorcios pueden ser útiles, pero la compatibilidad entre las cepas del consorcio debe ser evaluada. Así por ejemplo se ha observado que algunas cepas de Rhizobium pueden inhibir el crecimiento de Azotobacter, Azospirillum, B. megaterium, P. fluorecens y B. subtilis cuando crecen juntos en medio de cultivo.

En la formulación de bioinoculantes de filosfera se usan diversos agentes humectantes, emulsionantes y dispersantes para proteger su viabilidad, proporcionar nutrientes, mejorar la adherencia de la pulverización en hojas hidrofobicas, mejorar la cobertura, aumentar la eficacia y mejorar las características de pulverización y los procesos que mejoran la estabilidad y la adaptabilidad del producto.

Aspectos clave a considerar en la formulación de productos de filosfera, en especial para los productos biocontroladores, son el mecanismo de acción sobre el fitopatógeno, el ciclo de vida, los tiempos de aplicación, las condiciones ambientales y estadio del cultivo. Por otro lado, se han descrito las ventajas de una aplicación complementaria de los bioproductos, tanto foliar como al suelo, sin embargo, se necesitan estudios más detallados para entender la interacción entre las poblaciones de la rizosfera y la filosfera con los ingredientes activos de los productos y las condiciones ambientales.

La aplicación de productos biológicos que sean compatibles con algún tratamiento químico también han demostrado tener mejores resultados que los tratamientos por separado. Así se ha observado con aplicación acuosa de B. subtilis con hidróxido de cobre contra Xanthomonas sp., en tomate (Solanum lycopersicum L.), incluso bajo alta presión de la enfermedad. Así mismo, Streptomyces sp. o Microbacterium maritypicum y B. subtilis en mezcla con otros productos químicos se han aplicado de manera foliar contra P. syringae pv. tomate. En muchos casos, para la aplicación de productos biológicos, se usan los mismos equipos utilizados para la aplicación de productos químicos, dependiendo de sus características físicas como la densidad y la solubilidad. En la formulación se han usado por ejemplo polímeros como poliacrilamida o polisacáridos naturales como gomas para mejorar la reología (características del fluido) de la mezcla. Además, se han utilizado nanomateriales evaluando cómo afectan la tensión superficial, la viscosidad y la homogeneidad para la pulverización.

Se conoce poco hasta ahora, pero es fundamental entender el tipo de interacción de los productos con los sistemas biológicos (viabilidad, biocompatibilidad, fitotoxicidad). En comparación con la aplicación de productos agroquímicos, es necesario tener en cuenta que en el caso de bioinoculantes se trata de matrices vivas, por lo tanto, los equipos de aplicación deben causar el menor daño a la viabilidad del producto, estrés por temperaturas o agregación de partículas, sobre lo cual hay muy poca información actualmente.

Contrario a lo que sucede con la aplicación de agroquímicos, para la aspersión de bioinoculante, conviene que el tamaño de gota sea mayor ya que esto mantiene más humedad y puede ser favorable para la viabilidad de los microorganismos. En la aplicación, en relación al producto que no alcanza el tejido objetivo, mientras los productos químicos pueden contaminar el suelo o las aguas subterráneas, los productos biológicos pueden multiplicarse en el suelo y podrían proveer efectos benéficos por tiempos más prolongados.

Por otra parte, se debe tener en cuenta que, a diferencia de los agroquímicos, los productos biológicos son un poco más lentos en establecerse y en presentar resultados visibles, pero muchas veces tienen periodos de acción más prolongados. Es importante destacar que los inoculantes microbianos necesitan ser aplicados a la planta en dosis altas para ser efectivos contra enfermedades o plagas, ya que se debe considerar una pérdida de viabilidad durante la fase de adaptación y establecimiento del microorganismo.

A menudo se necesitan varias aplicaciones para mejorar la efectividad. Por eso los productos biológicos para aplicación foliar son más efectivos cuando están dentro de un programa de manejo integrado, con herramientas de agricultura de precisión, porque mucho de su éxito se debe a la disponibilidad de información precisa que permita la toma de decisiones, de cuándo hacer aplicaciones y reaplicaciones en condiciones favorables. Análisis de imágenes, monitoreo remoto de plagas y enfermedades ayudan a optimizar la eficacia de los programas con productos biológicos.

FACTORES AMBIENTALES

Muchas especies de hongos, como Beauveria bassiana, han demostrado buenos efectos en el control de insectos. Estos se denominan hongos entomopatógenos, y a diferencia de bacterias como Bacillus thuringiensis, su efecto es por contacto con el insecto. De esta forma, es necesario asegurar que ese contacto ocurra, y además que sea efectivo a pesar de las condiciones climáticas, precipitaciones, temperatura, radiación, por lo que la formulación de los productos se convierte en un factor de alta importancia. Beauveria bassiana también se ha aplicado de manera foliar, colonizando la hoja y protegiéndola de los insectos.

Los productos a base de virus también pueden ser suministrados de manera foliar, como granulovirus de Cydia pomonella (CpGV) utilizado en producción de manzana; en este caso hay que tener en cuenta para la aplicación los ciclos de vida del patógeno, concentraciones y uso de pantallas solares ya que son sensibles a daño por luz UV, entre otros detalles para mejorar la efectividad.

INOCUIDAD DE INOCULANTES FILOSFÉRICOS

En relación con los productos biológicos que se aplican por aspersión vía foliar, es importante verificar su inocuidad, ya que algunas cepas con actividad promotora de crecimiento o biocontroladora pueden ser patógenos humanos oportunistas. En la fase de desarrollo del producto debe realizarse la identificación molecular de las cepas para descartar cepas que potencialmente patógenas.

Las normas en otros países como México y Colombia obligan a determinar E. coli y Salmonella sp. como indicadores de contaminación fecal y patógenos humanos respectivamente. En Francia se obliga también a determinar por ejemplo la presencia de Clostridium perfringens.

VENTAJAS AGRONÓMICAS

La aplicación foliar tiene la ventaja de permitir el tratamiento durante la temporada de crecimiento completa, en cierto estadio fenológico, y mejorar la resistencia de la planta. Las aspersiones microbianas se pueden aplicar localizadas dependiendo de la enfermedad y su presión sobre la planta.

Se han desarrollado sistemas para la aplicación apropiada de estos productos que potencien su acción. Algunos productos con bacterias entomopatógenas o virus necesitan ser ingeridos por el insecto hospedero, otros actúan por contacto o por competencia con el patógeno. En el caso de bioestimulantes o biofertilizantes algunos ejercen su acción de manera sistémica y pueden entrar por los estomas en las hojas.

Actualmente existen más productos para biocontrol que para promoción de crecimiento de aplicación foliar.

El uso de bioinoculantes y productos de control biológico permiten reducir la carga de agroquímicos en el ambiente, contribuyendo a incrementar los rendimientos y calidad de los cultivos.

Por:

María Mercedes Martínez, [email protected]
Rodrigo Ortega Blu
Laura Muñoz, Universidad Técnica Federico Santa María Agriservice Laboratorio

Hoy por hoy, hablar de bioinsumos se ha vuelto un tema obligado entre los especialistas del mundo agroalimentario. Y al escucharlos, de pronto pareciera que todas las dificultades, cuestionamientos y susceptibilidades respecto del uso de agroquímicos en la producción primaria, por obra y gracia de esta nueva revelación de las ciencias llegaron a su término.

¿Pero cuánto sabemos en realidad respecto de la efectividad, la seguridad y la confiabilidad de este tipo de productos? La verdad es que al profundizar en el tema son muchas las preguntas que surgen y que es necesario resolver antes de asumir temerariamente que, por su origen “natural”, estos productos son por defecto una mejor alternativa que los insumos agrícolas sintéticos. Ese simple hecho no garantiza ni su impacto ambiental, ni su efectividad ni su seguridad.

LAS PROMESAS DE SUSTENTABILIDAD E INOCUIDAD

En el escenario mundial, tanto por el riesgo real (demostrado científicamente) como por el percibido, son cada vez mayores las restricciones (oficiales, comerciales, sociales) al uso de insumos agrícolas sintéticos como los agroquímicos. De ahí que contar con la alternativa de los bioinsumos en la agricultura convencional, y no solo como una opción para la agricultura orgánica, resulta de particular interés tanto para productores y consumidores así como para el regulador.

Es así como en los últimos quince años, los bioinsumos, incluidos los biocontroladores, biofertilizantes y bioestimulantes están asumiendo un papel relevante para sobrellevar las necesidades que genera el mercado, verificándose un incremen-to significativo del uso a nivel mundial de bioplaguicidas, tanto en la agricultura tradicional como orgánica, con una expansión de mercado del 12-17% anual en los últimos cinco años (US$ 3.000 millones en 2016 y US$ 4.000 millones se esperan para 2018), lo que representa un crecimiento 2-3 veces más rápido que el mercado de los pesticidas tradicionales, (Dunham Trimmer, 2017. International Bio Intelligence Biopesticides Market, Key to Growth).

Por otra parte, la promesa de sustentabilidad e inocuidad del desarrollo de bioinsumos se encuentra alineada con algunos de los Objetivos del Desarrollo Sostenible (ODS), referidos a la sostenibilidad de los sistemas de producción de alimentos, la reducción del número de muertes y enfermedades causadas por productos químicos peligrosos y, el compromiso de lograr una gestión ecológicamente racional de los productos químicos, reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo a fin de minimizar sus efectos adversos en la salud humana y el medio ambiente.

LA URGENCIA DE LA NORMATIVA ADECUADA

En este contexto se hace urgente que junto con el avance científico, tecnológico y comercial que ha provocado el desarrollo de la alternativa de los bioinsumos, se sienten las bases normativas y regulatorias que permitan generar las certezas necesarias, o al menos los consensos mínimos que acompañen su desarrollo con garantías suficientes respecto de su efectividad, inocuidad y sustentabilidad.

Ello resulta particularmente relevante en lo relativo a temas de inocuidad dado que nos encontramos ante una comunidad de consumidores global y profundamente sensibilizada respecto de lo “malo” que resulta el uso de insumos sintéticos o “químicos” en la producción de alimentos y lo “bueno” que es el uso de productos “naturales” en ello. Se asume que lo natural es sinónimo de sano, limpio y saludable, y se le otorga sin cuestionamiento una connotación positiva.

Lamentablemente, la evidencia científica nos demuestra que lo natural no siempre es sano, inocuo o inofensivo para nuestra salud, y ejemplos en la naturaleza hay por montones de toxinas naturales presentes en los alimentos, que afecten o no nuestra salud solo depende de la dosis y la exposición.

Hoy existe consenso a nivel internacional y entre los expertos de que para favorecer el desarrollo y uso de bioinsumos de calidad, seguros y confiables se requiere avanzar en el desarrollo de directrices, estándares y normas homologadas internacionalmente que permitan gestionar los riesgos de inocuidad, responder en forma segura y confiable a las exigencias de los consumidores, otorgar alternativas de insumos ambientalmente amigables equivalentes o superiores en efectividad a los convencionales a los productores y facilitar su comercio.

No obstante, a la fecha el panorama regulatorio a nivel global es confuso, heterogéneo y asimétrico. Abundan muchas aproximaciones y definiciones que no necesariamente comparten fundamentos ni principios. Muchos países han comenzado a abordar el desarrollo de sus propias regulaciones, en especial para bioplaguicidas (descripción, registro, uso, restricciones). Sin embargo, la inexistencia de conceptos normativos armonizados representa un riesgo para el comercio internacional. El Codex Alimentarius, como ente responsable de generar directrices, normas y estándares que armonicen la regulación internacional, a la fecha no cuenta con orientaciones específicas para estos productos. Solo cuenta con orientaciones relacionadas con “directrices para la producción, elaboración, etiquetado y comercialización de alimentos producidos orgánicamente” (gl 32-99, del CCFL, anexo 2, cuadro 2, listado de sustancias permitidas para la producción orgánica).

NORMATIVA UE VS EE.UU.

El mayor avance normativo en materia de seguridad, inocuidad y calidad de biopesticidas se encuentra en las regulaciones de la UE y de los Estados Unidos, cuyos principales elementos dan cuenta de la falta de armonización que evidencian sus diferentes aproximaciones, procedimientos y resultados.

La Unión Europea regula, a través del Reglamento UE N°1107/2009, el uso de sustancias activas plaguicidas (tanto químicas como orgánicas), estableciendo criterios para autorizar la comercialización de productos fitosanitarios, incluyendo bioplaguicidas basados en microorganismos o en sustancias naturales (no OGM). El procedimiento tiene dos pasos: (1) registro de sustancia activa a nivel de la UE y (2) registro de PPP (Plant Protection Product) a nivel de cada estados miembro. En promedio estos dos pasos combinados demoran 65,7 meses.

Estados Unidos regula el uso de productos biotecnológicos, incluyendo bioplaguicidas, obtenidos en base a microorganismos genéticamente modificados o bien la incorporación de “protectores” a una planta desde diversos microorganismos.

Cuenta con dos normas: La Ley Federal de Insecticidas, Fungicidas y Rodenticidas (FIPRA), que establece los requerimientos legales para registro de plaguicida a evaluar por la Agencia de Protección Ambiental (EPA), descritos en un Manual de Registro de Plaguicidas.

La Ley Federal de Alimentos, fármacos y cosméticos (FFDCA), modificada por la Ley de Calidad y Protección de Alimentos (FQPA), que establece exigencias de establecimiento de LMR o su excepción, en alimentos de uso humano o animal.

El marco regulatorio de EE.UU. se encuentra más adaptado a bioplaguicidas que el de la UE en cuanto a:

– El PPP (Plant Protección Product) y el principio activo se evalúan en simultáneo

– Es menos heterogéneo en sus procedimientos.

– Involucra menos actores

– Demora menos y es más flexible, permitiendo exenciones de datos, exenciones financieras y registros condicionales.

– En promedio el registro demora 25,7 meses 1,62 años (43%) menos que en la UE

Lo anterior sin dudas afecta la competitividad de la industria e impacta a productores y consumidores. Estas diferencias regulatorias entre EE.UU. y la UE, así como las de muchos otros países que han avanzado en sus propias regulaciones (como Colombia, Uruguay, Argentina y Brasil en Latam), pueden determinar un problema de barreras comerciales paraarancelarias, constituyéndose en una carga significativa para el comercio internacional.

LIDERAZGO DE CHILE EN LA ELABORACIÓN DE DEFINICIONES

La importante expansión de la industria y la ausencia de definiciones y directrices armonizadas internacionalmente ha provocado la preocupación de los países, instando a los organismos multilaterales a suplir ese vacío. Así, instituciones como la OECD y la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) trabajan en la materia en busca de establecer definiciones y criterios de clasificación universalmente aplicables.

En relación a inocuidad Michel Leporati indicó que las diferencias regulatorias entre los distintos países pueden determinar un problema de barreras comerciales paraarancelarias. y comercio, Chile se encuentra al debe en materia regulatoria respecto de bioinsumos. Los plaguicidas de origen biológico son autorizados bajo la misma normativa del Servicio Agrícola y Ganadero, que aplica para la autorización de plaguicidas tradicionales, no existiendo una definición formal para bioinsumos más allá de un incipiente esbozo en el D.S. 17/2007 (modificado el 2011) que oficializa las normas técnicas en torno al Sistema Nacional de Certificación de Productos Orgánicos Agrícolas.

No obstante lo anterior, nuestro país ha asumido un activo liderazgo internacional en CODEX producto de la presentación del documento CRD 28, en el 40º periodo de sesiones de la CAC, en el que solicita a la asamblea orientaciones para abordar la falta de definiciones y recomendaciones relativos a bioplaguicidas, biofertilizantes y bioestimulantes.

Al respecto la Comisión observó que los países estaban comenzando a elaborar leyes nacionales, para las cuales la orientación internacional resultaría útil; que estas sustancias se usaban cada vez más como una alternativa a las prácticas agrícolas tradicionales o bien para complementarlas; sin embargo, aún no se había realizado una evaluación científica que garantizara su inocuidad; que se deberían abordar definiciones claras sobre estas sustancias y su uso inocuo, así como sobre la eventual necesidad de establecer niveles de residuos apropiados; y que debido a su índole técnica, la cuestión debía ser examinada por órganos auxiliares especializados de la Comisión. En su reporte final la CAC reconoció la pertinencia de la cuestión, dando apoyo a la propuesta y recomendando a Chile presentar un documento de debate para que fuera examinado por el Comité de Etiquetado (CCFL), el Comité de Residuos de Plaguicidas (CCPR) y el Comité sobre Contaminantes en Alimentos (CCCF). A la fecha Chile ya presentó en la 44º reunión del CCFL y la 50º del CCPR sendos documentos de trabajo, habiéndose finalmente acordado que será en el ámbito del CCPR que se desarrollará la elaboración de una propuesta de directrices y orientaciones armonizadas respecto de bioplaguicidas, permitiendo su uso seguro. Con este trabajo se espera cubrir todos los plaguicidas de origen biológico, estableciendo definiciones, clasificación, uso inocuo y eventuales listados de este tipo de productos. Para ello se estableció un Grupo de Trabajo Electrónico, presidido por Chile y copresidido por la India y Estados Unidos, con el mandato de: – Proporcionar antecedentes (tales como problemas comerciales y posible riesgo para la salud humana) para justificar nuevos trabajos bajo el mandato del CCPR.

– Desarrollar una propuesta de directrices para armonizar conceptos para reconocer los compuestos biológicos y minerales utilizados como plaguicidas de baja preocupación para la salud pública que están o deberían estar exentos de CXL y/o que no generan residuos.

– Proporcionar clasificación de tales compuestos y posibles listas o criterios, etc.

– Proporcionar un documento de proyecto revisado para determinar el alcance del trabajo.

– Presentar una propuesta en CCPR51.

Así las cosas, para el 42º periodo de sesiones de la CAC ya se debiera contar con las directrices internacionales que permitan la armonización a nivel global de las regulaciones de bioplaguicidas, contribuyendo con ello a dar garantías de inocuidad, calidad y de facilitación del comercio.

Para finalizar, cabe felicitar al equipo de CODEX Chile que instaló este tema en la discusión global y que hoy tiene la responsabilidad de conducirlo. Ojalá que esto sea un estímulo para avanzar al mismo ritmo y frecuencia a nivel local.

Ante la exigencia de producir alimentos más sanos, con atributos de calidad específicos y obtenidos de forma ambientalmente sustentable, la actividad agropecuaria empieza a dar un giro hacia el uso de los bioinsumos. Lo anterior marca una nueva tendencia al complementar y/o sustituir agroquímicos convencionales por insumos biológicos, los cuales se corresponden con servicios ecosistémicos tales como la biopolinización, el ciclaje y disposición de nutrientes y el control natural de plagas, entre otros.

Es importante destacar que, a diferencia de otro tipo de tecnologías de insumos (como en el caso de los agroquímicos de síntesis), los bioinsumos agropecuarios complementan y fortalecen los procesos ecológicos (tecnologías de procesos) necesarios para el funcionamiento y productividad de los agroecosistemas permitiendo desarrollar una pro ducción más sustentable (Ej. La utilización de un agente de biocontrol o un biofitosanitario, complementa el control biológico natural de las plagas).

Del gran universo de insumos biológicos, podemos mencionar algunos casos exitosos en la nutrición y sanidad tanto vegetal como animal:

· En lo que respecta a la nutrición vegetal, el mayor mercado de bioinsumos está representado principalmente por los inoculantes (en particular, para gramíneas y leguminosas) representados por especies de Rhizobiumspp.; Bradyrhizobiumspp.; Azospirillumspp.; Pseudomonasspp.; etc. Sin embargo, en la actualidad el mercado de los biofertilizantes crece al compás de productos en base a extractos vegetales, hidrolizados proteicos ricos en aminoácidos y otros microorganismos como es el caso de las micorrizas (Glomusspp., Acaulosporaspp., Scutellosporaspp., etc.)

· En el caso de la sanidad vegetal, los biofitosanitarios más representativos corresponden a las bacterias del género Bacillusspp., siendo B. thuringiensisde carácter insecticida y B. subtilusde carácter fungicida. Asimismo, cabe destacar el accionar biofungicida del hongo fitopatógeno Trichodermaspp. En la actualidad, la paleta de opciones se complementa con otros microorganismos (como hongos y virus entomopatógenos) así como numerosos extractos botánicos (cítricos, ajo, neem, etc.) y macroorganismos benéficos (insectos y ácaros, tanto predadores como parasitoides).

· En lo que respecta a la nutrición animal, crece a paso sostenido la utilización de enzimas (como por ejemplo las proteasas, lipasas, amilasas, etc.) que enriquecen los piensos en todo tipo de sistemas ganaderos (en particular, para los aviares).

· Por último, en lo que concierne a la sanidad animal, la utilización de probióticos (tanto en forma uniespecífica como en consorcios microbianos) y de extractos botánicos está creciendo en forma sostenida, particularmente ante la problemática de la resistencia microbiana a los antibióticos.

VENTAJAS DE LOS BIOINSUMOS

• Contribuyen a suplementar y fortalecer los servicios ecosistémicos necesarios para mejorar la eficiencia agropecuaria y los rendimientos de forma sustentable, tanto en producciones intensivas como extensivas.

• Mayor especificidad por lo que se minimiza el riesgo de generar resistencia genética en las plagas.

• Son insumos biodegradables que no dejan residuos tóxicos en el ambiente y su utilización no implica riesgos para la salud de los productores ni de los consumidores.

• Permiten obtener productos agroalimentarios de calidad, lo que agrega valor en origen en las diversas economías regionales, ya sea tanto para producciones convencionales como para las que presentan atributos de calidad específicos, como es el caso de la producción orgánica.

• Contribuyen al mantenimiento e inserción de las producciones en los mercados y a la aceptación de los consumidores, ante la demanda de alimentos obtenidos de forma ambientalmente sustentable.

INCONVENIENTES PARA SU ADOPCIÓN

• Su efectividad depende en mayor grado de las condiciones ambientales adecuadas (temperatura, humedad, heliofanía, etc.) y de las características bioecológicas del cultivo/plaga.

• Ausencia de un plan concertado público-privado (un programa nacional) que permita fomentar el trabajo interdisciplinario (investigadores, desarrolladores, emprendedores, etc.) para el desarrollo, promoción y adopción exitosa de los bioinsumos.

• Falta de información, capacitación y asistencia técnica a los productores sobre la disponibilidad y Buenas Prácticas necesarias para el almacenamiento, manipuleo y aplicación efectiva de los bioinsumos.

El último punto me recuerda una cita del libro Biotecnología, de María Antonia Muñoz de Malajovich: “…El desconocimiento aumenta el riesgo de rechazar tecnologías promisorias que pueden abrir nuevas perspectivas de desarrollo sostenible en áreas tan críticas como la salud, la producción de alimentos, la energía y el medioambiente…”.

DESARROLLO DE BIOINSUMOS COMERCIALES

En cuanto al desarrollo comercial de los bioinsumos de uso agropecuario, aunque depende de cada organismo o producto bioactivo en particular, la investigación tiene pasos en común:

1 Si quisiéramos, por ejemplo, encontrar para un cultivo en particular algún agente fúngico como biocontrolador de algún artrópodo plaga, debemos realizar una prospección a campo a los fines de hallar individuos afectados. Comúnmente los identificaremos como individuos muertos con el hongo esporulado, sobre diferentes porciones de la planta (hojas, tallo, corteza, etc.) o el suelo / hojarasca.

2 Las muestras son llevadas al laboratorio, donde se realiza el aislamiento del hongo a partir del material colecta do (por lo general se aísla del tegumento) con el fin de obtener una cepa pura y poder realizar su correcta identificación y caracterización. Es importante trabajar con Buenas Prácticas de Laboratorio para evitar contaminaciones indeseadas en el material.

3 Bioensayos: Tienen como finalidad evaluar al Agente de Control Biológico Microbiano (ACBM) por su patogenicidad (mata o no mata al “blanco”), virulencia (¿cuánto mata?), especificidad (¿mata sólo al “blanco”?) y la compatibilidad con productos químicos o con otros organismos benéficos.

4 Una vez seleccionada la o las mejores cepas para el control de la plaga en estudio, se realizan las primeras formulaciones experimentales, las cuales serán ensayadas nuevamente sobre la plaga bajo condiciones ambientales de laboratorio (control de temperatura, humedad, fotoperiodo, etc.). Hasta aquí podemos decir que el micoinsecticida ha sido desarrollado a nivel experimental, por lo que para su fase industrial y comercial se requieren una serie de pasos en los cuales intervienen los organismos reguladores pertinentes (particularmente el Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria-SENASA).

5 Para realizar los ensayos a campo con fines de registro, se debe solicitar autorización a las entidades regulatorias competentes. Para el ámbito agropecuario, los ensayos tienen la finalidad de evidenciar la eficacia agronómica del ACBM. También se trabaja con diferentes parámetros (formulación, dosis, momento de aplicación, etc.) para obtener un producto que resulte efectivo al momento de su comercialización.

6 Finalmente, ante la aprobación y consiguiente registro del producto, se autoriza su comercialización garantizando la inocuidad y calidad del producto. A su vez, si se utiliza correctamente se garantiza la efectividad ante la plaga a controlar, sin afectar la salud del ambiente y de las personas.

LA EXPERIENCIA ARGENTINA

En cuanto al marco institucional argentino, se puede indicar que el inicio de una política explícita en materia de bioinsumos agropecuarios tuvo lugar a mediados del 2013 a partir del “Taller sobre la institucionalidad para el desarrollo y comercialización de bioinsumos en Argentina. Experiencias en países de América Latina y el Caribe”. El propósito de dicho evento fue analizar el estado de situación de la temática en Argentina, identificar a los actores principales de la industria, conocer sus demandas y comparar las experiencias de otros países latinoamericanos respecto de la regulación de los mismos, con el objetivo de poder formular políticas que promuevan el desarrollo del sector.

A los fines de iniciar el cumplimiento de las demandas mencionadas, el ex Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca de la Nación (MAGyP) creó el Comité Asesor en Bioinsumos de Uso Agropecuario (CABUA), como un órgano asesor intersectorial de gestión, concertación y formulación de propuestas para el sector de Bioinsumos, que cuenta con un perfil técnico-científico (Resolución MAGyP N° 7/2013).

Como primer medida de promoción impulsada por CABUA, se creó por Resolución MAGyP N° 256/2015 el “Programa de Fomento del uso de Bioinsumos Agropecuarios (PROFOBIO)”, con el fin de promover y facilitar el uso de los bioinsumos por parte de los productores agropecuarios de la República Argentina. La convocatoria se realizó en el año 2015 y tuvo una excelente recepción, habiéndose recibido cuarenta y cinco proyectos por un total de más de diez millones de pesos (US$ 750.000 a la cotización de la divisa al cierre de ese año). Se aprobaron y financiaron doce proyectos para distintas regiones del país, beneficiando a los productores agropecuarios de los sectores nogalero, frutícola, hortícola, vitivinícola y forrajero.

Asimismo, por iniciativa conjunta entre el Ministerio de Agroindustria y el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, durante el año 2016 se lanzó la convocatoria para acceder al Fondo de Regulación de Productos Biotecnológicos (FONREBIO). Este instrumento tiene por objeto financiar parcialmente, mediante créditos de devolución contingente, proyectos de desregulación de productos agrobiotecnológicos que incluyen a los bioinsumos.

En la actualidad, desde la Secretaría de Gobierno de Agroindustria se están impulsando diferentes programas (Programa de Fomento de la Bioeconomía y Programa de Bioproductos Argentinos) que permitirán continuar con las políticas de promoción que el sector de los bioinsumos requiere para profundizar su desarrollo, el cual resulta fundamental a fin de responder tanto al crecimiento de la demanda por parte de alimentos obtenidos de manera ambientalmente sustentable y sin riesgos para la salud, como así también para mantener e incrementar los mercados internacionales con regulaciones precisas de calidad.

ACCIONES PARA PROMOVER EL DESARROLLO Y ADOPCIÓN DE BIOINSUMOS

• Actualizar el marco normativo a fin de facilitar la desburocratización y regularización de los bioinsumos, generando instrumentos específicos de clasificación e inscripción que permita facilitar la regularización de los productos comerciales.

• Acompañar las políticas de fomento en lo que respecta a la promoción y adopción exitosa de los bioinsumos (Ejemplo: una nueva versión del Programa de Fomento del Uso de Bioinsumos Agropecuarios, PROFOBIO).

• Articular y acompañar el accionar de las instituciones técnico-científicas, tanto públicas como privadas, en lo que respecta al desarrollo de nuevos bioinsumos y su consiguiente regulación (Ejemplo: Acompañar a las instituciones que apliquen al Fondo de Regulación de Productos Biotecnológicos, FONREBIO)

• Articulación público-privada para facilitar la incorporación de los bioinsumos en los programas de sanidad, inocuidad y calidad agroalimentaria. En correspondencia, incrementar la vinculación con los sectores involucrados a fin de validar y transferir las experiencias en las cuales los bioinsumos podrían optimizar el desempeño de los programas (Ejemplo: Fortalecer el control biológico de plagas bajo control oficial como herramienta complementaria a los tratamientos químicos).

• Articulación público-privada para el dictado de capacitaciones en cuanto a las Buenas Prácticas para el almacenaje, manipulación y aplicación efectiva de los bioinsumos, tanto en producciones intensivas como extensivas.

El desarrollo y consolidación del sector de los Bioinsumos Agropecuarios requiere del acompañamiento y trabajo sinérgico por parte de todos los actores involucrados en las cadenas agroproductivas, a fin de constituir un marco de institucionalidad que articule las necesidades del sector con una regulación eficiente y el desarrollo de políticas de promoción en I+D+i con integración público-privada. Para ello, sería oportuna la constitución de un Programa Nacional de Bioinsumos Agropecuarios como instrumento de ejecución de las políticas en beneficio del sector ya que, aunque se han logrado avances importantes, aún resta mucho trabajo por hacer.

Por último, cabe recordar que los Bioinsumos Agropecuarios constituyen herramientas en base biológica que por sus prestaciones tienen un papel destacado en el marco de las buenas prácticas agropecuarias, contribuyendo a la salvaguarda del patrimonio zoofitosanitario y la calidad e inocuidad de los alimentos en un marco productivo, socioeconómico y ambientalmente sustentable.

Escrito por: Mariano Lattari del Servicio Nacional de Sanidad y calidad Agroalimentaria (SENASA) de Argentina.