Creado en 13 Junio 2015
Los microorganismos juegan un importante papel en procesos que afectan la transformación del fósforo en el suelo y su disponibilidad para las plantas. En particular, pueden solubilizar y mineralizar formas de fósforo orgánicas e inorgánicas a través de mecanismos, como la liberación de ácidos orgánicos y de enzimas hidrolíticas que incrementan la movilización y disponibilidad de este elemento para la nutrición de las plantas.

La mayoría de los suelos se encuentran deficientes de fósforo. Además, el uso permanente de fertilizantes químicos representa un costo significativo para la agricultura en el mundo.

El uso de microorganismos como inoculantes para movilizar fuentes de fósforo pobremente disponibles en el suelo, constituye una alternativa para reducir la contaminación ambiental y mejorar la productividad de los cultivos.
Los biofertilizantes o abonos biológicos están basados en microorganismos que promueven y benefician la nutrición y el crecimiento de las plantas. Se trata de microorganismos del suelo, generalmente hongos y bacterias, que se asocian de manera natural a las raíces de las plantas de una forma más o menos íntima. Estos microorganismos pueden facilitar de manera directa o indirecta, la disponibilidad de determinados nutrientes tales como: el nitrógeno, el fósforo y el agua, además de producir sustancias denominadas fitohormonas promotoras del crecimiento vegetal.



Algunos de estos microorganismos se pueden combinar resultando en efectos sinérgicos cuando seaplican de manera conjunta (de ahí la importancia de contar con ASESORAMIENTO ESPECIALIZADO como el que prestamos desde IDEAGRO, aportando soluciones y protocolos para la mejora del rendimiento y en pro de una agricultura más sostenible). El uso de biofertilizantes origina procesos rápidos, consumen poca energía y no contaminan el medio ambiente. Su uso representa una importante alternativa para limitar el uso de abonos químicos, menos rentables económicamente, a la vez que reduce su negativo impacto ambiental y mejora la productividad de los cultivos. A su vez, los biofertilizantes pueden ser de gran utilidad en la recuperación de los terrenos marginales para su aprovechamiento agrícola y forestal.

La mayoría de los suelos están deficientes de fósforo y la disponibilidad de este elemento para las plantas es escasa, por lo que se requiere la aplicación de fertilizantes para mantener los altos niveles de productividad.

La necesidad de búsquedas alternativas que ayuden a minimizar el efecto adverso de los mismos al medio ambiente y la disponibilidad cada vez mayor del fósforo para las plantas es de gran interés hoy en día para la agricultura; por ello, el uso de microorganismos que solubilicen fósforo a través de diferentes mecanismos y su inoculación en altas concentraciones con relación a las que normalmente se encuentran en el suelo constituye una ventaja para su uso como biofertilizantes mejorando las condiciones de crecimiento en las plantas.


Inoculantes microbianos. Mecanismos


Muchos de los microorganismos del suelo tienen la habilidad de estimular el crecimiento de las plantas. Con la intención de disminuir los fertilizantes químicos, los microorganismos con efecto benéfico sobre las plantas tienen un potencial considerable como biofertilizantes y como agentes de biocontrol. Pueden distinguirse tres grandes grupos: fijadores de nitrógeno; hongos micorrízicos y promotores del crecimiento vegetal, entre los que encontramos bacterias y hongos. A las bacterias se les conoce como rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR). Esta designación se refiere a bacterias de vida libre que se localizan muy cerca o adentro de las raíces de las plantas y que tienen un efecto benéfico sobre el crecimiento de las mismas. Estas bacterias se las han encontrado en asociación con las raíces de numerosas especies de plantas, incluso han sido también reportadas en ambientes marinos (manglares).

Entre las características más distintivas que definen a las PGPR figuran las siguientes:

• no requieran de la invasión interna de tejidos en plantas, como ocurre en hongos micorrízicos con la formación de arbúsculos o nódulos en el caso de Rhizobium

• es importante que tengan una elevada densidad poblacional en la rizósfera después de su inoculación, ya que una población que declina rápidamente tiene una baja capacidad competitiva con la microflora nativa del suelo.

• deben presentar una capacidad de colonización efectiva en la superficie de la raíz y, como consecuencia, influir positivamente en el crecimiento de la planta.

• que no produzcan ningún daño en el hombre.

El crecimiento de las plantas puede ser, en parte, producto de la habilidad de las rizobacterias para ayudar a su continuo desarrollo, a través de diferentes mecanismos. Entre los principales mecanismos podemos citar: la fijación biológica de nitrógeno, la solubilización de fósforo, la producción de quelantes de hierro, la producción de fitohormonas que disparan respuestas y reacciones claves en el crecimiento de las plantas, así como la estimulación de este crecimiento indirectamente por la síntesis de la enzima ACC deiaminasa y la inhibición del crecimiento de microorganismos fitopatógenos a través de sustancias que son exudadas al suelo como por ejemplo: antibióticos, sideróforos y enzimas con actividad lítica sobre la pared de muchos hongos y bacterias.

Dentro de los microorganismos promotores del crecimiento de las plantas podemos encontrar cepas de diferentes géneros como,  Pseudomonas, Azospirillum, Bacillus, Enterobacter, Rhizobium, Burkholderia y Erwinia entre otros.

Peculiaridades de los inoculantes microbianos

Las bacterias promotoras del crecimiento constituyen una alternativa interesante para favorecer la nutrición mineral de las plantas, incrementar la productividad de los cultivos, y a su vez son más fáciles de modificar por técnicas de biología molecular que un organismo altamente complejo.
 

Aunque los prospectos para desarrollar inoculantes microbianos que mejoren la movilización del fósforo del suelo han sido propuestos desde hace varias décadas, es evidente que la propuesta es altamente problemática. De hecho, es argumentable que las oportunidades de éxito pueden ser mejoradas con un mayor conocimiento de los procesos y los organismos claves involucrados. Sin embargo, la complejidad de la interacción entre los microorganismos y las plantas en el suelo parece ser el mayor obstáculo (por ello, en IDEAGRO contamos con nuestro propio laboratorio e instalaciones en las que desarrollar y trabajar con nuestras cepas bacterianas que luego aplicamos en campo para evaluar su adecuado desempeño). En este sentido, la manipulación genética de los microorganismos y las plantas  pudiera incrementar la capacidad de movilizar fuentes de fósforo pobremente disponibles.

En cada caso, es necesario un mayor conocimiento de las características propias de los microorganismos para entonces diseñar métodos para introducir inoculantes como componentes persistentes de la microflora del suelo. Es de destacar la gran ventaja que ofrecen los microorganismos "multifunción": microorganismos conocidos por sus cualidades beneficiosas para las plantas, a los que se puede transferir mediante manipulación genética la capacidad para nuevos caracteres de interés, con vistas a reunir en una misma cepa, varios factores que promueven el crecimiento vegetal.

Fósforo: elemento esencial para la vida

El fósforo es uno de los elementos químicos esenciales para la vida. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN), del ATP y de otras moléculas que tienen el ion fosfato y que almacenan la energía química, forma parte además de los fosfolípidos que integran y dan flexibilidad a las membranas celulares, y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2 %, aproximadamente y en los animales hasta el 1 % de su masa puede ser fósforo.

Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre. En general, los suelos agrícolas contienen buenas reservas de fósforo como consecuencia de la aplicación regular de fertilizantes, pero su disponibilidad para la planta es escasa debido a los procesos químicos que "fijan" el fósforo soluble de los fertilizantes en formas insolubles no aptas para la nutrición vegetal, por ejemplo la formación de fosfatos de calcio en suelos alcalinos y los fosfatos de hierro y aluminio en suelos ácidos. El fósforo se encuentra en los suelos tanto en formas orgánicas como inorgánicas. Entre el 50 y el 80 % del fósforo orgánico lo constituye el ácido fítico. Las plantas absorben el fósforo casi exclusivamente en la forma soluble, representadas por aniones fosfatos. Las concentraciones de estos aniones en solución se encuentran alrededor de 1 y 10 μM en equilibrio con la fase sólida del suelo. De esta manera, el fósforo inorgánico disuelto satisface la demanda de los cultivos por unas pocas horas durante el período de crecimiento, considerando que estas cantidades son extremadamente pequeñas en comparación con las necesarias para los procesos biológicos asociados al crecimiento óptimo de las plantas.

Importancia de la solubilización de fósforo en los biofertilizantes

Los microorganismos solubilizadores de fósforo constituyen hasta un 40 % de la población de bacterias del suelo y una porción significativa de ellos son aislados de la rizosfera.

Numerosos estudios han demostrado que la respuesta de las plantas a una inoculación microbial en muchos casos ha sido atribuida a mejorar la adquisición de fósforo por las mismas. Esto ha generado un rango de microorganismos con un amplio potencial para incrementar la disponibilidad de fósforo, los cuales han sido identificados y caracterizados. Dentro de estos aislamientos encontramos hongos como Aspergillus niger y bacterias como es el caso de Bacillus sp. y Pseudomonas sp.

Un ejemplo en este sentido lo constituye la co-inoculación de  Pseudomonas striada y Bacillus polymyxa, con microorganismos fijadores de nitrógeno como es el caso de Azospirillum brasilense; este experimento dio lugar a la acumulación óptima de nitrógeno y fósforo necesaria para el crecimiento de las plantas estudiadas, cuando la inoculación se realizó con los microorganismos por separado se mostró un resultado completamente diferente.

Los microorganismos pueden además relacionarse entre sí, dando lugar, en muchos casos a interacciones sinérgicas que favorecen el crecimiento de la planta.

Un ejemplo de este sinergismo lo constituye la interacción entre las micorrizas: simbiosis formada por ciertos hongos del suelo y la raíz y los microorganismos solubilizadores de fósforo. Las micorrizas poseen estructuras típicas de intercambio nutricional dentro de la raíz y una abundante red de micelio fuera de ésta, que le permite a la raíz explorar de forma más extensa el suelo y aprovechar mejor los elementos de poca movilidad como el fósforo.


Los microorganismos solubilizadores de fósforo juegan un importante papel en la adquisición de fósforo por parte de las plantas. Este nutriente es considerado uno de los más limitados en nuestra agricultura y de gran importancia para la nutrición vegetal.

La ingeniería genética ofrece la posibilidad de aislar y caracterizar genes nuevos relacionados con la solubilización de fósforo mineral u orgánico, y su manipulación constituye una vía para incorporar a bacterias promotoras del crecimiento vegetal esta capacidad y así mejorar la disponibilidad de fósforo a las plantas. La posibilidad de obtener biofertilizantes basados en estos microorganismos lograría un efecto positivo en las plantas y un impacto ecológico beneficioso al medio ambiente.

Con información de Maria Teresa Fernández e Hilda Rodríguez.
El papel de la solubilización de fósforo en los biofertilizantes microbianos
 
Creado en 13 Junio 2015




El uso de drones (vehículos aéreos no tripulados) en la agricultura es una práctica cada vez más común, y es que los buenos resultados en términos de eficiencia son confirmados por los agricultores e investigadores.  

"La revolución de la agricultura de los drones está en ciernes".

No obstante, hay otros usos más llamativos, bien porque son apuesta de las grandes marcas o porque sus aplicaciones parecen sernos de aplicación 'más directa'...como cuando Amazon revela su programa para el envío de paquetes a través de estos dispositivos o la policía de Reino Unido obtiene luz verde para emplearlos como sistemas de vigilancia. Sin embargo, los beneficios de su aplicación en el sector agrícola podrían ser enormes, y es que el uso y mejora de esta tecnología tiene el futuro asegurado. Más incluso, tiene un presente, pues en algunos países ya hace tiempo que operan en los campos.

Se reconoce su ayuda para la maximización de rendimientos, ya que a diferencia del agricultor que debe desplazarse por el campo, buscando “a ojo” las deficiencias que puedan existir en el cultivo, el dron vuela sobre el campo y logra recabar información sobre el estado de los cultivos, con mayor precisión, gracias a la captura aérea de fotografías termales y multiespectrales, además de cámaras time-lapse para el seguimiento del fruto y su fenología, y detectores espectrales para la determinación de parámetros químicos.

Con la llegada de tecnologías como los satélites al mundo en los años 70, se revolucionó la forma de obtener imágenes de territorios, las cuales son capturadas, procesadas ​​y llevadas a los mapas digitales donde se analizan por ejemplo los índices de vegetación, permitiendo un método sencillo de observar los problemas del cultivo. Este tipo de sensores remotos son utilizados por muchas naciones para medir la productividad de la agricultura, la susceptibilidad a la sequía, la caracterización de la tierra y para la evaluación de la biomasa.


Actualmente, otro tipo de sensores remotos son los aviones no tripulados (UAV, VANTS o drones), los cuales capturan imágenes de muy alta resolución y que proporcionan en tiempo real y de forma precisa, la información de los campos de cultivos. Estos datos son necesarios por los administradores de las plantaciones para conocer sobre la evolución, aumento o disminución de plagas de las plantas, malas hierbas, enfermedades, riego, nutrición y vigor.  

La identificación temprana de estas condiciones permite tomar decisiones de gestión de forma  crítica, rápida y proactiva para evitar la pérdida de cosechas.


Esto, indicó el ingeniero agrónomo y director del programa nacional de agricultura de precisión del INIA, Stanley Best, permite remediar los problemas con eficacia, en las zonas exactas en que se requiere y a menor costo. “Cuando entro al huerto y veo que tengo plantas secas, es un síntoma de falta de riego, pero que se puede detectar mucho antes a través de la fotografía multiespectral, lo mismo que problemas de nutrición y otros. Eso me permite responder antes de que el problema avance y se vuelva incontrolable, y en las zonas que realmente lo necesiten, lo que además, significa que podemos hacer la remediación a menor costo y con menos insumos, lo que implica una agricultura más sustentable”, expresó.

Según Best, “el productor necesita tener información certera para tomar medidas, y hoy, la tecnología nos permite decirle al productor qué tiene que hacer y cómo, de manera eficiente”.

S. Best explica además la importancia de conocer la potencialidad de estas nuevas tecnologías, ya que tienen útiles resultados en las prácticas agronómicas muy variados: “podemos ir mejorando la eficiencia del campo en distintas etapas de manejo, como la fertilización y la aplicación de agroquímicos, incluso, de la cosecha, por ejemplo, conociendo a través de los polifenoles los cuarteles en que la fruta es de mejor calidad o está en grado de madurez, lo que me permirtiría saber dónde cosecho manual o dónde en forma mecanizada"... incluidas otras llamativas como el esparcimiento de ácaros beneficiosos para combatir plagas de forma natural, recurriendo al control biológico.



Las posibilidades de uso parecen ser infinitas, y es por ello que en IDEAGRO estamos ampliamente interesados en conocer sus usos, posibilidades y evolución, pues pensamos serán pieza clave en la agricultura a no mucho tardar...

Además de en EE UU, ya se están empleando entre otros en países como Japón, España y Brasil. Por ejemplo, según recientes estudios de la Asociación para el Sistema Internacional de Aparatos No Tripulados (AUVSI), “la repercusión económica de la aplicación de los drones en la agricultura de EE UU en el 2015 sería de +2.000 millones de dólares, además de la creación de +20.000 puestos de trabajo”.




¿Cómo 'trabajan' los drones? ¿Qué nos pueden aportar?

Un solo dron puede monitorizar cientos de hectáreas de forma precisa, evaluando las condiciones del terreno, con el fin de recoger información sobre la hidratación, la temperatura o el ritmo de crecimiento de los cultivos. Una de las funciones más importantes que se atribuyen a estos dispositivos es la localización prematura de enfermedades. De esta forma se pueden evitar plagas que arruinen parte de la cosecha.

Toda esta información proporciona un ahorro de costes significativo para los agricultores. Evitar las plagas también contribuye a reducir la cantidad de productos químicos que se emplean en los cultivos. No solo las cosechas crecen de forma menos artificial sino que no es necesario comprar tantos herbicidas y pesticidas como hasta ahora. Cuando haya que utilizarlos, los propios drones los pueden arrojar, al igual que los fertilizantes.

Los dispositivos pueden controlar cómo funciona el riego y también sirven de improvisados espantapájaros, al mantener alejadas a las aves. Son capaces de enviar fotografías e incluso vídeo en tiempo real a un centro donde se observe el estado de los cultivos. Este tipo de operaciones ya se han puesto en práctica en algunos lugares. Uno de los países más avanzados es Japón.

En el país del Sol Naciente un modelo de dron, el Yamaha RMAX, lleva trabajando en los campos desde dos décadas atrás, ocupándose de lanzar pesticidas y fertilizantes. Su historia viene de antiguo. En 1983, el Ministerio de Agricultura de Japón se preocupaba por el envejecimiento de la población rural. Para paliar este problema se propuso modernizar el campo como una vía para atraer gente joven.

Se le pidió a Yamaha que empezara a desarrollar un vehículo no tripulado para ayudar en las tareas del campo y en los años 90 se introdujeron las primeras unidades. A estas alturas un 40% de los arrozales japoneses cuentan con un dron sobrevolándolos. La tecnología se ha exportado a Corea del Sur y recientemente a Australia, una tierra donde abundan las grandes plantaciones. La compañía japonesa Yamaha espera poder entrar en el mercado de los drones de Estados Unidos en 2015, orientando su producto a cultivos como uvas, pistachos o almendras, aparte de arroz.

¿Cuáles son los últimos avances en el uso de drones?

Las universidades también han reparado en la potencialidad de estos aparatos y están llevando a cabo investigaciones en el terreno práctico. La Universidad de California está probando la capacidad de pequeños helicópteros no tripulados capaces de tratar viñedos en terrenos poco accesibles. Y en la Universidad de Kansas están creando mapas que detallan las deficiencias de nitrógeno en el suelo para ayudar a los agricultores a aplicar fertilizantes en las zonas más necesitadas.

En ámbitos académicos existe el convencimiento de que “los drones pueden revolucionar la agricultura, reduciendo la necesidad de pesticidas e incrementando la producción”.

Universidades y empresas tienen sus ojos puestos en septiembre del 2015, fecha en la que se espera que la Federal Aviation Administration establezca la regulación del uso de estos aparatos. Un pastel económico suculento que, según la AUVSi, “podría generar enormes beneficios en la economía estadounidense”.

De momento, y pese a sus potenciales beneficios, la FAA no se ha decidido a dar el paso de autorizar los drones para un uso comercial, principalmente porque teme que, aunque vuelan por debajo de los 400 pies -122 metros-, podrían interferir con el espacio aéreo nacional y causar complicaciones. Muchos Estados están tratando de aprobar leyes para lograr una moratoria que limite el uso de los drones mas allá del 2015, ante el temor de que estos aparatos puedan ser usados para propuestas menos inocentes que su uso comercial...

En España la situación no es muy diferente, y es que los drones NO pueden volar libremente o dónde quieran... La AESA (Agencia Estatal de Seguridad Aérea) no permite volar sobre núcleos urbanos, a más de 300 pies y a menos de 8km de un aeropuerto. Para cualquier otro vuelo con drones, es necesario pedir permiso de vuelo con anterioridad y con eso suele ser suficiente (según nos puntualizan varios lectores en LinkedIN). Eso sí, hay que sacarse la licencia de VLOS y BVLOS, tener el examen práctico aprobado con la aeronave con la que vayas a trabajar y registrar la empresa como operadora en la AESA.

Con información de:
Todrone - http://www.todrone.com/uso-drones-agricultura/
El País - http://tecnologia.elpais.com/tecnologia/2013/06/13/actualidad/1371137524_220135.html