Científicos de la BUAP emplean bacterias benéficas en cultivos

Por Dalia Patiño González

Puebla, Puebla. 31 de octubre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- El doctor en ciencias Jesús Muñoz Rojas, del Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas del Instituto de Ciencias de la BUAP (ICUAP), lidera un grupo de investigación dedicado al desarrollo de inoculantes de segunda generación que reducen el uso de fertilizantes hasta 50 por ciento, además de que elevan la productividad agrícola hasta seis veces.

El doctor Muñoz Rojas explicó en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt que los inoculantes son formulaciones que contienen bacterias —microorganismos benéficos— con una doble función ya probada y patentada: elevan la productividad agrícola y contribuyen a la biorremediación de suelos.

“Este efecto dual permite tener bacterias que inducen el crecimiento de las plantas cuando se aplican pero, a su vez, hacen una biorreacción de los compuestos tóxicos que se adicionan en la agricultura intensiva, lo que contribuye no solo a la restauración de los suelos y al incremento en la producción, sino que mejora el medio ambiente”.

Por ejemplo, en la producción de caña de azúcar se adicionan hasta 300 kilogramos de nitrógeno por hectárea a pesar de que se estima que solo 20 o 30 por ciento absorbe la planta, mientras que el resto se pierde por lixiviación hacia los mantos acuíferos; otra parte se convierte en óxidos de nitrógeno que van a la atmósfera provocando lluvia ácida, o bien llegan hasta la capa de ozono causando afectaciones que contribuyen al cambio climático.

“Si nosotros podemos ayudar para reducir las cantidades de fertilizantes nitrogenados que se aplican en los cultivos, gracias a las formulaciones que hacemos, entonces estamos contribuyendo al cuidado del planeta”, añadió el doctor Muñoz Rojas, quien también se desempeña como jefe del Laboratorio de Ecología Molecular Microbiana.

Mezcla de bacterias 

Dr. Jesús Muñoz Rojas.Al inicio del proyecto, la formulación del inoculante se basaba en una sola bacteria, pero al ser aplicada en el campo se observó que no siempre se producía un efecto positivo. Partiendo de esto, en el laboratorio se conjuntó en una formulación varios tipos de bacterias, capaces de subsistir entre ellas y de producir sustancias inhibitorias que eliminaran patógenos en los cultivos; los resultados fueron positivos.

Una mezcla de bacterias tiene mayor probabilidad de promover positivamente el crecimiento de plantas con relación a una formulación monoespecie, a pesar de la variación de las condiciones ambientales o el tipo de suelo. De esta forma, si bajo alguna circunstancia ambiental específica una bacteria de la formulación deja de trabajar, las otras pueden entrar al relevo y realizar la función benéfica. En el Laboratorio de Ecología Molecular Microbiana actualmente se cuenta con una variedad en las formulaciones destinadas para ser más efectivas en diversos ambientes.

“Lo que hacemos es diseñar una mezcla de bacterias en función de los ambientes en donde los inoculantes serán aplicados, por ejemplo, también tenemos otra formulación para condiciones semidesérticas, es decir, hay bacterias altamente resistentes y compatibles que son capaces de colonizar en este tipo de plantas”, añadió el doctor Muñoz Rojas.

Producción del maíz

De acuerdo con la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), el cultivo del maíz representa una de las variedades agrícolas que más se producen en México. Su importancia no solo se limita al consumo, sino que también es cultural.

En el caso de los inoculantes aplicados al maíz, el doctor Muñoz Rojas y su equipo realizaron una formulación de seis tipos de bacterias, la mitad de ellas son resistentes a la desecación y las otras son sensibles. Una vez que se aplicó a las semillas se verificó que su rendimiento era seis veces mayor en cuanto a producción, por lo que se invitó a los agricultores a reducir la cantidad de fertilizante que usaban para sus cultivos.

La aplicación es muy fácil, aseguró el doctor Muñoz Rojas, quien añadió que en el laboratorio se seleccionan las bacterias que se adhieren perfectamente a las distintas semillas. Una vez que son llevadas al campo y se inicia la germinación, las bacterias detectan los exudados de la planta y empiezan a colonizar, es cuando se aprecia el efecto de la inoculación.

“Lo único que hay que hacer es embeber la semilla en una suspensión de bacterias que se prepara en el laboratorio. Con 250 mililitros de la formulación se inocula el maíz destinado para una hectárea. Esta suspensión se diluye en un litro de agua y se mezcla con la semilla para que se lleve al campo. En un inicio se recomendaba que se secara, pero con el tiempo nos dimos cuenta que incluso mojadas las semillas se podían utilizar porque la suspensión no provoca grumos”.

En cuanto a los costos, los inoculantes son mucho más económicos, además de que los agricultores se pueden ahorrar recursos, ya que al aplicar las formulaciones se recomienda una reducción de 50 por ciento del uso de fertilizante, sin que se afecte la productividad, pues al contrario, esta se incrementa hasta seis veces más por hectárea.

“Tenemos testimonios de agricultores de distintas partes de la república que nos han solicitado nuestras formulaciones para probarlas no solo en maíz, sino en sorgo, trigo, alfalfa, chile habanero, aguacate, papa, jitomate, frijol y arroz. Todas sus experiencias nos reflejan resultados efectivos”.

Los inoculantes permiten que las bacterias trabajen para que la raíz crezca más larga y absorba mejor los nutrientes de la tierra. En el caso del maíz, se ha observado que la mazorca es más grande y con más hileras de granos.

Inoculantes de segunda generación

Las investigaciones continúan, sobre todo para conocer los mecanismos moleculares que puedan contribuir en la mejora de los inoculantes de segunda generación, para que estos sean más efectivos ya no solo en campos de riego sino en aquellos que sufren sequía.

A la par del estudio de los tipos de genes implicados en la tolerancia a la desecación y su comportamiento, el doctor Muñoz Rojas aseguró que trabaja para conocer cómo funcionan las formulaciones multiespecies, pues ya han observado in vitro que la solubilización de fosfatos es uno de los mecanismos que se dispara en una de las bacterias utilizadas. Lo que sigue es conocer de forma precisa este proceso para poder potenciarlo y dar un plus a los agricultores.

El grupo del doctor Jesús Muñoz Rojas está conformado por tres investigadores pertenecientes al Sistema Nacional de Investigadores (SNI): D. C. Antonino Báez Rogelio, D. C. Yolanda Elizabeth Morales García, D. C. Verónica Quintero Hernández (Cátedra Conacyt), D. C. América Paulina Rivera Urbalejo. Se colabora con miembros del Cuerpo Académico Ecología Molecular Microbiana y el C. A. Biotecnología Microbiana. Además, el grupo interacciona con otros grupos de investigación de México y del extranjero.

 

 

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