Biofertilizantes: métodos de fermentación
Los agrónomos Friedrich Nobbe y Lorenz Hilther introdujeron comercialmente el origen de los biofertilizantes en 1895 con el lanzamiento de “Nitragin”, a través del descubrimiento de Azotobacter y después de las algas verde-azules (BGA) y una serie de microorganismos adicionales. Estos microorganismos se siguen utilizando como biofertilizantes hasta la fecha. Los biofertilizantes generalmente están equipados con microorganismos eficientes para promover el crecimiento y desarrollo de las plantas. Debido a que con el paso de los años nuestro planeta ha sufrido ciertos cambios, que van desde los cambios climáticos hasta el aumento en la población, la agricultura necesita superar nuevos desafíos para mejorar la producción de alimentos sin contribuir a daños ambientales.
¿Qué es un biofertilizante?
Un biofertilizante es una sustancia que contiene organismos vivos con propiedades benéficas para el crecimiento y desarrollo de las plantas, los cuales son considerados como una alternativa prometedora y no tóxica a los agroquímicos sintéticos. Las cepas microbianas utilizan diversos mecanismos para mejorar la absorción de nutrientes, la fertilidad del suelo e incrementar los rendimientos de cultivo, tales como la fijación de nitrógeno y potasio, la solubilización de fósforo, excreción de fitohormonas y producción de sustancias que suprimen fitopatógenos, protegiendo así a las plantas de estreses bióticos, abióticos y detoxificación de contaminantes de suelo.
Tomando en consideración los crecientes requisitos de consumo en la tierra y los peligros derivados del uso excesivo de fertilizantes químicos y plaguicidas, los biofertilizantes son considerados como una alternativa prometedora y no tóxica a los agroquímicos sintéticos, incluyendo al control de hongos y minimización de contaminación por micotoxinas.
Se ha demostrado que estos organismos pueden aumentar el crecimiento y el rendimiento de las plantas en un rango del 10 al 40%. Una ventaja adicional es que los biofertilizantes no son necesarios después de tres a cuatro años de uso continuo, ya que los microorganismos son suficientes para el crecimiento y la multiplicación.
Las plantas requieren 17 elementos esenciales para un crecimiento y desarrollo efectivos. El nitrógeno, fósforo y potasio son necesarios en altas cantidades. Varios microorganismos, incluidas las bacterias con origen en el suelo fijadoras de nitrógeno, cianobacterias, bacterias solubilizadoras de fosfato y hongos, se utilizan rutinariamente como biofertilizantes. De manera similar, los microorganismos que producen fitohormonas se utilizan en la producción de biofertilizantes, ya que alimentan a la planta con compuestos promotores del crecimiento como el ácido indolacético (AIA), aminoácidos y vitaminas; además de mejorar la productividad y fertilidad del suelo, también conservan el rendimiento de los cultivos.
Existen diferentes formas de elaborar un biofertilizante que son fáciles y que no requieren de grandes instalaciones. En primera instancia tenemos a la fermentación en estado sólido, en la cual un microorganismo con poca cantidad, o solo el agua presente en el material vegetal, puede tener las condiciones ideales para que este pueda crecer y tener un entorno adecuado (temperatura, aireación, etc.) para la producción de biofertilizantes. Otra opción es por medio de una fermentación anaerobia con microorganismos que pueden crecer en ausencia de oxígeno en la materia orgánica vegetal; este proceso es más rápido y de él se obtienen mejores rendimientos, con la desventaja de utilizar grandes cantidades de agua.
Por último, tenemos la fermentación aerobia, en la que los productos son considerados como abonos, que se caracterizan por fermentarse en presencia de oxígeno, y son a base de estiércol, agua, melaza y microrganismos, enriquecidos o no con cenizas, follaje o polvos minerales, los cuales contienen en su composición fitohormonas como giberelinas y auxinas. Su acción es casi inmediata y suelen utilizarse diluidos en agua como complementos a la fertilización tradicional.
Figura 1. Biofertilizante macerado y biofertilizante filtrado.
¿Qué necesitan los microorganismos para poder ser utilizados?
Diversos microorganismos como bacterias y hongos pueden ser utilizados como biofertilizantes para promover el crecimiento de las plantas. Dependiendo de su uso principal, los biofertilizantes se pueden identificar como:
- Fijadores de nitrógeno
- Solubilizadores y/o captadores de fósforo
- Promotores del crecimiento vegetal
Bacterias como Azotobacter, Azospirillum y Rhizobium se caracterizan principalmente por ser bacterias fijadoras de nitrógeno, mientras que bacterias como Pseudomonas y Bacillus además de fijar nitrógenotambién tienen la función de solubilizar el fósforo y secretar hormonas vegetales que pueden promover la proliferación y el crecimiento de las células vegetales.
El fósforo es un macronutriente indispensable para la vida vegetal, desgraciadamente, la mayor parte del fósforo del suelo no es asimilable para plantas, por lo que el uso de microorganismos solubilizadores de fósforo como Micrococcus, Xanthomonas, Serratia, Burkholderia, Penicillium, Aspergillus, Mortierella, Saccharomyces, Paecilomyces y Cephalosporium son necesarios para resolver este tipo de problema.
De manera similar, los hongos micorrízicos tienen la función de suministrar minerales esenciales al actuar como captadores de fósforo y potasio. Además de funcionar como captadores de fósforo, también mejoran las propiedades físicas del suelo al aumentar la retención de agua.
Por otro lado, entre los microorganismos promotores del crecimiento vegetal también se encuentran los hongos pertenecientes al género Trichoderma, los cuales, además de promover el rendimiento, el crecimiento y la resistencia de las plantas, también actúan como solubilizadores de nutrientes agrícolas.
Impacto a la sociedad
La aplicación de microorganismos benéficos como bacterias y hongos, en forma de biofertilizantes, tiene un impacto no sólo en la producción agrícola, sino también en el cuidado del medio ambiente, debido a que disminuyen el uso de fertilizantes químicos.
Referencias
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Autoras(es): Dulce Patricia Medina Rodelo, María Magdalena Rivera Salas, Juan Pablo Manjarrez Quintero, Octavio Valdez Baro y Víctor Manuel Rivera Castro, estudiantes de posgrado de la subsede Culiacán del CIAD.
