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Mejora de la sostenibilidad de los cultivos con el uso de los biofertilizantes y/o bioestimulantes de microalgas

Biotecnología
Producción Vegetal
Aquellos obtenidos a partir de microalgas suponen una alternativa natural y sostenible para la producción agrícola
Aplicación de biofertilizante en invernadero


El sector agrícola es un pilar fundamental en la sociedad, la industria y la economía europea. Sin embargo, en este momento se enfrenta a importantes retos.

 

 

La agricultura debe garantizar el suministro de alimentos de una sociedad en constante crecimiento, pero promoviendo un sistema sostenible, saludable, seguro y rentable. 

Uno de los principales objetivos es reducir el uso de recursos como el agua, optimizar el uso de fertilizantes, evitar las pérdidas de nutrientes, la degradación del suelo y preservar la biodiversidad reduciendo el uso de pesticidas químicos. De esta manera se lucha contra el cambio climático, pero hay que mantener, e incluso aumentar, la productividad y la eficiencia de los cultivos.

Según la FAO, actualmente somos más de 7.900 millones de personas en el mundo y se estima que en 2050 estaremos entorno 9.700 millones, por lo que hay que garantizar la alimentación de toda la población, para conseguirlo es necesaria la colaboración y el compromiso de todos los agentes implicados en la cadena de valor agroalimentaria.

Se está tomando conciencia social sobre la necesidad de un desarrollo más sostenible, donde se optimice el aprovechamiento de los recursos y se minimice la generación de residuos, apostando por una economía circular. 

Se ha avanzado en el uso eficiente del agua, el empleo del control biológico para combatir las plagas y enfermedades en los cultivos, el uso cada vez mayor de energía renovables, la digitalización y como no el uso cada de los biofertilizantes y bioestimulantes para la mejora de los rendimientos de los cultivos y mejora de los suelos agrícolas. 

En el contexto de una agricultura moderna, productiva y cuidadosa con el medioambiente no puede cuestionarse una aplicación racional de los fertilizantes, es fundamental para lograr un adecuado equilibrio entre producción agrícola y respeto medioambiental.  

Los Objetivos marcados por Europa es pasar a una transición ecológica, plasmada recientemente en el ‘Pacto Verde, De la granja a la mesa' y otras medidas en esta dirección. Con ello quiere promover un sistema alimentario “sano y sostenible” 

Este plan establece objetivos concretos, como reducir un 50 % el uso y el riesgo de plaguicidas, un 20 % el uso de fertilizantes, además de lograr que una cuarta parte de las tierras agrícolas se destine a producción ecológica. El sector agrario español está preocupado por lo que supone la implantación de este plan europeo. 

Actualmente los costes asociados a la compra de fertilizantes suponen entre el 10 y el 17 % de los costes totales de producción variando entre los distintos grupos, por lo que se hace necesario reducir esos costes para hacer más rentables las explotaciones. 

Se pretende así fortalecer y ampliar el sector y el mercado de base biológica, mediante el desarrollo de fertilizantes alternativos que impliquen una gestión más sostenible de los recursos naturales, incluso recurriendo a materias primas recicladas o renovables. 

La utilización cada vez mayor de los biofertilizantes y bioestimulantes ha llevado al desarrollo de nueva legislación en la materia a nivel nacional, como el Real Decreto 999/2017, de 24 de noviembre, por el que se modifica el Real Decreto 506/2013, de 28 de junio, sobre productos fertilizantes, o el Reglamento (UE) 2019/1009, donde se regula el uso de bioestimulantes agrícolas, dentro del artículo 47. 

Los bioestimulantes agrícolas son una sustancia o mezcla de varias o un microorganismo, que aplicado solo o en mezcla sobre plantas, semillas o raíces (rizosfera) actúan sobre la fisiología de la planta de diferentes formas y por diferentes vías para mejorar el vigor del cultivo, el rendimiento y calidad de la cosecha, bien mejorando la disponibilidad de nutrientes, optimizando su absorción, o incrementando la tolerancia a estreses abióticos.

Los biofertilizantes y/o bioestimulantes procedentes de las microalgas suponen una alternativa natural y sostenible para la producción agrícola.

 

Los bioestimulantes operan a través de mecanismos diferentes a los fertilizantes, independientemente de la presencia de nutrientes en los productos.

Un bioestimulante no se utiliza para reemplazar a los fertilizantes, sino que se pueden emplear conjuntamente para lograr un mayor y mejor crecimiento de las plantas, ya que usan los nutrientes de los fertilizantes de forma más eficiente y mejoran la absorción de los mismos, además que hacen a las plantas más tolerantes a ciertos estreses

Con los bioestimulantes se minimiza el uso de productos químicos ya que, al reforzar las defensas de la planta, ésta está más sana y fuerte para afrontar plagas y enfermedades. 

Los biofertilizantes y/o bioestimulantes procedentes de las microalgas suponen una alternativa natural y sostenible para la producción agrícola. 

Existen numerosas especies de microalgas, muchas de las cuales se ha demostrado previamente que contienen cantidades relevantes de fitohormonas y compuestos biopesticidas, de interés para la agricultura (Ördög et al., 2004). 

Estas microalgas presentan bioactividad como mejoradoras del enraizamiento de las plantas, estimulación del crecimiento o formación de fruto, así como frente a patógenos como Phytium o Fusarium

Los bioestimulantes de microalgas suponen una alternativa natural y sostenible para la producción agrícola.

¿Es posible mejorar el potencial beneficioso del sistema suelo-planta aportando los biofertilizantes y/o bioestimulantes de microalgas?

Para intentar dar una respuesta a esta pregunta, se planteó en un cultivo de pepino en invernadero, que es lo que ocurría si aplicamos una fertilización química convencional junto a biofertilizantes y/o bioestimualntes de microalgas, y que resultados obtendríamos si redujéramos el aporte de nitrógeno a lo largo del cultivo un 30 %. 

Los tratamientos consistieron en aplicar dos bioestimulantes de microalgas periódicamente (cada 15 días) en un cultivo de pepino, con fertilización química convencional (100 % de nutrientes) y otro tratamiento reduciendo el aporte de nitratos en un 30 %. 

Como control o testigo se utilizó un tratamiento convencional, con el 100 % del aporte de fertilizantes sin ningún aporte de biofertilizantes y/o bioestimulante.

Cultivo de pepino en invernadero.

 

Analizando la solución del suelo, considerando esta como el componente acuoso del suelo con una humedad equivalente a capacidad de campo (CC), y donde están disueltos las sales que se hallan disociadas en aniones: nitratos, fosfatos, carbonatos, etc.; y cationes: calcio, potasio, zinc, etc.,  observamos que el contenido de nitratos de la solución del suelo fue inferior cuando los aportes en la solución riego también disminuyeron, pero al utilizar un biofertilizante de microalgas se observó que se incrementó en un 7 % en contenido en nitratos de la solución del suelo en el tratamiento T4 (100 % fertilización + Biofertilizante B) respecto a un aporte convencional de nitratos sin biofertilizantes. 

 A medida que el cultivo se fue desarrollando se observó una acumulación del contenido en nitratos en la solución del suelo, en mayor porcentaje en aquellos tratamientos con el 100 % de fertilización química, posiblemente debido a una menor absorción de nitrógeno por parte de la planta, como también se pudo observar en el contenido de nitratos en savia, como consecuencia de una menor actividad de la planta por las condiciones climáticas más adversas, menor temperatura y radiación, que determina la actividad y crecimiento de las plantas.

Evolución del contenido en nitratos.

 

Evolución del contenido de potasio de la solución del suelo a lo largo del cultivo de pepino. *Mínima diferencia significativa al 95 %.

 

Algo importante a destacar es el comportamiento del potasio, que fue mayor en todos los tratamientos con biofertilizantes respecto al tratamiento en el que no se aplicó ninguno (T1), con un incremento en un 74 % y 66 % en los tratamientos 100 % fertilización nitrogenada + Biofertilizantes A y B, respectivamente, respecto al tratamientos T1, y un incremento del 22 % y 50 % en los tratamientos con 70 % de fertilización nitrogenada + Biofertilizantes A y B, respectivamente, también respecto al tratamiento con fertilización química 100 % solo.

¿Cuáles fueron los efectos de estas estrategias de fertilización en el contenido de nutrientes, crecimiento y producción de las plantas de pepino?

Los valores de nitrógeno, potasio y sodio en savia fueron muy similares en los cinco tratamientos, no se encontraron diferencias estadísticas entre tratamientos, a pesar de que el aporte en la solución nutritiva de nitrato y potasio fue inferior en los tratamientos T3 y T5, la absorción por parte de la planta de estos elementos fue similar al resto de tratamientos, debido a que parece que los aportes fueron suficientes para la cubrir las necesidades de la planta y hubo una mejor absorción. 

En cuanto al crecimiento de las plantas, la reducción del aporte de nitratos no afectó al crecimiento vegetativo de las plantas, ni a la producción de frutos de pepino respecto al tratamiento control. 

La mayor producción comercial se alcanzó en el tratamiento T2 con un incremento del 7 %, seguido del tratamiento T4 con un incremento del 5 %, respecto al tratamiento T1 o testigo. 

En términos generales parece que los tratamientos con la aplicación del bioestimulante A son los que mayor producción total y comercial obtuvieron respecto a las mismas aplicaciones de nutrientes con el bioestimulante B

Otra estrategia de reducción de fertilizantes químicos es la utilización de enmiendas orgánicas como mejoradoras de la estructura física, química y biológica de los suelos agrícolas, a la vez que utilizamos un biofertilizante de microalgas en comparación con una fertilización convencional química.

En términos generales, la utilización como programa de fertilización utilizando compost y biofertilizantes, permitió obtener producciones totales y comerciales similares a los tratamientos con fertilización química convencional

El estado nutricional de la planta, solo se redujo en contenido en nitrógeno en las plantas de los tratamientos con biofertilizantes, sin que el crecimiento de las plantas y producción se vieran muy afectados, con producciones muy similares entre tratamientos. 

Las plantas donde se aplicaron biofertilizantes mostraron una entrada antes en producción, obteniendo una producción precoz del 47 % en un cultivo de pepino

La utilización de biofertilizantes de microalgas con efecto bioestimulante presentó resultados positivos según las condiciones del cultivo y estrés durante el desarrollo de los cultivos. 

Evolución de la producción comercial acumulada a lo largo del cultivo de pepino y producción total y comercial media final para los diferentes tratamientos evaluados.

 

Los bioestimulantes de microalgas no se utilizan para reemplazar a los fertilizantes, sino que se emplean conjuntamente para lograr un mayor y mejor crecimiento de las plantas, usan los nutrientes de los fertilizantes de forma más eficiente y mejoran la absorción de los mismos, además proporcionan protección adicional contra estreses. 

Cada bioestimulante puede estar formulado para provocar efectos distintos en un tipo de cultivo u otro: tolerancia a diferentes estreses por parte de la planta, mejora los rendimientos y calidad de los cultivos, mejora la asimilación de nutrientes, mejora la fertilidad de los suelos, regula la cantidad de agua en el suelo, etc. 

Se está investigando cada vez más en tener un mayor conocimiento de las aplicaciones y principios activos biológicos que contienen los biofertilizantes y bioestimulantes, invirtiéndose cada vez más para analizar sus efectos por separado y sus sinergias en su aplicación conjunta.  

Agradecemos la colaboración de la empresa Biorizon Biotech, S. L. para la redacción de este artículo


23 septiembre 2022
Biotecnología
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