Microorganismos de montaña, materia prima para insumo que mejora nutrición de cultivos

 En suelos de la vereda Las Pilas –zona de montaña de Jamundí, al sur del Valle del Cauca– está creciendo fríjol más sano y fuerte gracias a la mezcla de tales microorganismos con productos como avena, melaza o suero de leche, ingredientes de un insumo biológico líquido promisorio, conocido como bioagro, alternativa al uso de agroquímicos.

Esta región, disputada durante varios años por grupos ilegales al margen de la ley por el control de los cultivos de coca, se niega a ser protagonista de historias de violencia y desplazamiento forzado; por el contrario, quiere florecer a partir de un agro ambientalmente sostenible, y en ese propósito trabajan la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira y los productores de la Asociación de Agriculturas Limpias e Incluyentes (Asoali).

“Cuando la agricultura pierde la diversidad de los organismos que viven en el suelo también pierde una función”, explica el profesor Joel Tupac Otero Ospina, líder del grupo de investigación Orquídeas, Ecología y Sistemática Vegetal de la UNAL Sede Palmira, quien destaca que el desafío de este trabajo es recuperar organismos benéficos de ecosistemas naturales de montaña (por ejemplo hongos, bacterias, micorrizas y levaduras, entre otros) y llevarlos a espacios de producción agrícola.

Dichos elementos se hallan en la materia orgánica de suelos con escasa intervención, es decir que han recibido pocos tratamientos químicos, no han sido incinerados constantemente o no han sido sometidos a la ganadería y agricultura extensiva (monocultivos). Por estar mejor conservados también preservan microfauna, bacterias y hongos que, entre otras cosas, ayudan a mantener sus cualidades físicas y químicas, y lo hacen más fértil y productivo.

Sin embargo, desconocerlos y perder la conexión con estos ecosistemas puede conllevar graves consecuencias para la salud del suelo y la biodiversidad.

¿Bolsa de té para microorganismos?

Con el acompañamiento de las comunidades de Las Pilas, los estudiantes Álvaro Nieto, de Ingeniería Agronómica, y Wilmer Leiva, de la Maestría en Gestión Ambiental y Desarrollo Sostenible de la Universidad Autónoma de Occidente –integrantes del Semillero de Investigación en Orquídeas, Ecología y Sistemática Vegetal de la UNAL–, capturaron los microorganismos con 500 trampas de arroz en zonas en donde hoy crecen fríjol, plátano y mora, entre otros cultivos tradicionales. Dichas trampas  son sencillos objetos que se suelen elaborar con vasos o botellas plásticas en las que se pone, entre otras cosas, una mezcla de arroz precocido.

Para esta investigación se utilizaron vasos plásticos para asegurar que el arroz permaneciera en un ambiente cerrado y libre de contaminantes externos que pudieran afectar la calidad de la muestra. Luego se ubicaron en puntos estratégicos del área de estudio, siguiendo un diseño experimental que permitiera una distribución uniforme y representativa de las trampas en el terreno, permitiendo que el universo microbiano presente en el entorno fuera atraído hacia el arroz y se depositara en las trampas. Este proceso se realizó durante un período específico para garantizar la captura adecuada de una variedad representativa.

Con los microorganismos obtenidos el paso siguiente fue elaborar el bioagro, para el cual estos se mezclaron con otros elementos beneficiosos como avena, melaza y harina de roca, y se pusieron en reposo durante 60 días en un recipiente hermético.

Después, para activar el producto en un medio líquido, utilizaron una “bolsa de té”, manera coloquial de denominar a una bolsa de tela de algodón o costal de fibra a la que se agregaron 12 kg de microorganismos de montaña en estado sólido. Esta se introdujo en una tina junto con suero de leche, más melaza y agua, y de nuevo cierre hermético por otros 60 días. Posteriormente agregaron sales y de nuevo en reposo por un mes más.

“El bioinsumo líquido es más fácil y práctico de manejar en ciertos cultivos. Como la bolsa de tela es porosa, permite inocular la mezcla líquida presente en el tarro de 200 litros”, menciona el ingeniero agrónomo Nieto, quien basó su trabajo de grado en este proyecto de investigación.

Agrega que el insumo les permite a las plantas desarrollar ciertos componentes vitales para su salud, como por ejemplo tener nitrógeno, fósforo y potasio, y el plus son los microorganismos de montaña, que al crecer en el suelo permiten incorporarlo activando lo que se requiere durante todo su proceso”.

En los cultivos de fríjol se aplicaron 2 litros de microorganismos de montaña por cada 18 litros de agua, se mezclaron, y este preparado se aplicó mediante una bomba fumigadora; el resultado es que las hojas y el tallo crecieron más fuertes y las plantas resistieron mejor enfermedades como la antracnosis, una de las principales limitantes del cultivo, provocada por el hongo Colletotrichum lindemuthianum.

Microorganismos combatirían hongos dañinos de aguacate y maracuyá

 En la búsqueda de controladores biológicos que contrarresten el dañino accionar de Colletotrichum sp. y Fusarium sp., hongos que atacan respectivamente los cultivos de aguacate y maracuyá en Arauca, se confirma que microorganismos benéficos, como las bacterias marinas, impiden su proliferación. El objetivo es desarrollar prototipos de sustancias antifúngicas que los productores puedan utilizar de manera segura sin afectar el medioambiente.

Además de ricas y nutritivas, la “fruta de la pasión” y el “oro verde”  representan un importante factor de desarrollo económico y social en Arauca y son una fuente de ingresos significativa para pequeños y medianos agricultores que diversifican la producción agrícola de la región, tradicionalmente dominada por la ganadería y los cultivos extensivos como el arroz y el maíz.

Sin embargo, Colletotrichum sp. y Fusarium sp., enemigos silenciosos de estos cultivos, representan una seria amenaza para el futuro de la producción. Mientras el primero provoca antracnosis, ataca hojas, tallos y raíces generando manchas y pudrición que debilitan la planta y afectan la calidad del fruto, el segundo genera la temida marchitez vascular, una especie de barrera que impide el flujo de agua y nutrientes hacia las hojas provocando su marchitamiento, y en casos severos la muerte de la planta.

Ante este escenario surge la ciencia como una aliada tanto para entender cuáles son y cómo actúan estos fitopatógenos como para buscar alternativas que permitan dar una solución eficaz y sostenible a la inquietante problemática. Un equipo multidisciplinar de investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sedes Orinoquia y Bogotá, en alianza con la empresa Aitia Biotech, se dio a la tarea de indagar cuáles son los principales hongos enemigos del maracuyá y el aguacate, protagonistas de la cadena productiva frutícola de la región.

“Los hongos Colletotrichum sp. y Fusarium sp. alcanzan un estadio máximo de esporulación, lo que significa que están en su punto álgido de maduración y pueden causar la muerte de la planta”, explica la profesora Carolina Chegwin Angarita, de la Facultad de Ciencias de la UNAL, una de las investigadoras de la alianza BioAguaMara, y precisa que “por eso es importante buscar estrategias de control, dado que ellos tienen una gran destreza para reproducirse”.

Observación exhaustiva

En la etapa inicial del estudio se realizó una caracterización exhaustiva de ambos frutos sanos y enfermos. Para ello se realizaron extracciones con diferentes solventes, seguidas de un perfilado químico, con el que se identificaron y compararon distintos componentes para saber cómo se afecta el perfil ante la presencia del microorganismo.

Otra parte del trabajo consistió en evaluar la actividad antioxidante del maracuyá y del aguacate. Se trata de compuestos sintetizados por las plantas en sus diferentes partes(frutos, hojas, ramas, raíces, etc.) que les confieren características naturales, preservándolos, y que al ingerirlos  protegen de manera amplia y eficaz la salud del consumidor, previniendo el desarrollo de enfermedades como cáncer y los procesos neurodegenerativos.

Los resultados mostraron que tienen gran potencial antioxidante, lo que los convierte en una fuente natural de gran valor para la salud y el desarrollo futuro de productos cosméticos, por ejemplo.

Una fase de la investigación consistió en realizar aislamientos de 20 hongos de aguacate y 9 de maracuyá. “Los microorganismos se pusieron en cajas de Petri en medio de cultivo PDS y se mantuvieron en oscuridad en una incubadora a 25 °C. Observamos que en entre 7 y 10 días ya habían invadido la caja”, relata la profesora. Así, se aislaron e identificaron mediante técnicas de microbiología molecular, idóneas para determinar aquellos presentes en los cultivos, lo cual incluyó la extracción de ADN y su secuenciación.

Estrategias para combatirlos

Además de encontrar los principales responsables de los daños en maracuyá y aguacate, los investigadores determinaron alternativas naturales que ayuden a controlar los hongos, para lo cual hoy se emplean diferentes fungicidas compuestos por productos químicos que, aunque son eficientes, son tóxicos y tienen implicaciones para la salud.

Una estrategia es el biocontrol, o control biológico, que se basa en el uso de microorganismos benéficos como las bacterias marinas, los hongos endófitos (viven dentro de los tejidos de las plantas sin causarles daño) y los hongos macromicetos (setas), enemigos naturales de los fitopatógenos, pues controlan su crecimiento y desarrollo sin afectar los cultivos.

En el estudio se mezclaron los buenos con los malos en una caja de Petri con medio de cultivo PDA, un escenario ideal de confrontación. “Observamos que en algunos casos el hongo fitopatógeno incluso crece sobre el otro microorganismo. En otras muestras vimos que cuando el microorganismo benéfico no se puede defender, produce compuestos diferentes durante el enfrentamiento”.

“Lo interesante de estos experimentos es que vemos cómo en el proceso los microorganismos benéficos crean una especie de barrera que permite que los dañinos sigan creciendo, lo que se conoce como “proceso de antibiosis” , señala la investigadora.

Por último, menciona que “aún trabajamos para identificar la bacteria que está desencadenando el efecto más interesante sobre Colletotrichum sp. y Fusarium sp. El resultado servirá para avanzar hacia una segunda fase de la investigación, en la que se materializarán prototipos de productos antifúngicos”.

“Esto implica ajustar las condiciones de cultivo para optimizar la producción de compuestos bioactivos y diseñar formulaciones adecuadas para aplicarlas en campo y en productos comerciales.

 

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