Creado en 19 Julio 2015
Las últimas estimaciones de la FAO arrojan los siguientes datos: en 2050 seremos 9.000 millones de personas en el mundo, las cuales deberán comer un mínimo de tres veces al día. Para esto, la agricultura deberá aumentar los rendimientos hasta un 70% en algunas regiones del mundo, y este aumento de producción, se tiene que realizar de forma sostenible, consumiendo menos agua, menos fertilizantes, y utilizando la misma cantidad del suelo, con el fin de preservar el medio ambiente.

Se plantea por tanto un difícil reto, y para ello habrá que recurrir a todas las herramientas disponibles a nuestro alcance. Una de estas herramientas y tecnologías que se están comenzando a utilizar por parte de las empresas del sector, es el BIG DATA.

“A pesar del desarrollo tecnológico, lo único seguro del futuro es que seguiremos comiendo 3 veces al día, por eso la agricultura seguirá siendo una profesión con futuro”.

Esta nueva tecnología permite al agricultor desde hacer predicciones meteorológicas mucho más precisas, hasta poder prever donde y cuando atacara una plaga o una determinada enfermedad.

Antes de comenzar a desgranar las posibilidades del Big Data para el sector agrícola, arrojaremos algo de luz sobre esta nueva herramienta al alcance de nuestro sector…

¿Qué es el BIG DATA?

De forma breve, el Big Data permite la gestión y análisis de enormes volúmenes de datos que no pueden ser tratados de manera convencional, ya que superan los límites y capacidades de las herramientas de software habitualmente utilizadas para la captura, gestión y procesamiento de datos.

Por tanto, el objetivo que tiene el Big Data es el permitir analizar una gran cantidad de datos en tiempo real y ayudar a la toma de decisiones, para una mejor gestión, en nuestro caso, de nuestras explotaciones.

¿Cómo funciona el Big Data?

Por ejemplo, para recoger todos los datos de una finca, primero se debe realizar la instalación de una red de sensores y sondas que registren información del suelo, los químicos y fertilizantes aplicados, las tareas realizadas y el clima,… Incluso datos sobre el precio y el mercado de los productos que se cosechan para ajustar la recolección.

Todos estos datos son almacenados en un servidor que los correlaciona e interpreta para pasar al agricultor un informe detallado, el cual puede llegarle a su tablet o smartphone, lo que le permite tener control sobre la finca en todo momento.

Aunque la inversión inicial puede ser algo alta (de 7.000-10.000€ para 50 has), a largo plazo se termina ahorrando en insumos agrícolas, así como aumentando el rendimiento de los cultivos, haciendo que la inversión inicial merezca la pena y se puedan obtener notables beneficios.

¿Qué puede aportar a la agricultura?

De forma general, y como se ha comentado en el punto anterior, el Big Data permite al agricultor visualizar todos los parámetros productivos de su explotación en tiempo real, y mejora el proceso de toma de decisiones, ya que se pueden incorporar datos sobre mercados y precios de los productos que cultivados, lo que le permite, no solo aumentar la productividad, si no adecuar la recolección a la mejor época, optimizando así el conjunto de operaciones en la finca y los cultivos.

¿Qué pueden conseguir los agricultores gracias a los datos obtenidos del Big Data?


  • La aplicación de esta tecnología en las explotaciones agrícolas permite la parcelación toda la extensión de nuestra finca. Esto tiene una gran ventaja: permite tomar decisiones en cada parcela, ajustando cada tarea agrícola a solo una porción de la finca y no a su totalidad, lo que permite los ahorros que se detallan a continuación.

  • Reducir el gasto de agua hasta en un 40%. Gracias a las sondas instaladas en el suelo de la finca se puede medir la humedad del suelo en todo momento, con lo que se puede ajustar los parámetros de riego para no desperdiciar ni una gota de agua. Además, con las previsiones meteorológicas actualizadas, se puede prever cuando lloverá, y por tanto retrasar riegos o ajustarlos a dichas condiciones meteorológicas, con lo que el ahorro hídrico es mayor.

  • Reducir un 30% el uso de fitosanitarios. Se ha comprobado que el Big Data permite predecir cuándo puede atacar una enfermedad o una plaga, gracias la combinación de datos meteorológicos y el estado del cultivo. Gracias a esta predicción, se puede ajustar la aplicación de fitosanitarios, reduciendo la cantidad necesaria para aplicar en la parcela.


  • Aumenta el rendimiento hasta un 20%. Otro de los aspectos interesantes del Big Data es que permite ajustar las diferentes labores agrícolas en nuestra parcela, que van desde la poda hasta la recolección, lo que se traduce en poder realizar calendarios de trabajo en el campo mucho más optimizados, permitiéndonos por ejemplo, realizar las podas en el momento adecuado. Recoger el producto en su estado óptimo de maduración, y ajustar la cosecha a los mejores precios en el mercado. Todo esto se traduce no solo en un aumento de rendimiento del cultivo, si no de la rentabilidad del mismo.


  • Mejora la trazabilidad de los alimentos desde el campo hasta la mesa. De forma adicional, el Big Data, permite registrar todas las fases que recorre nuestro producto agrícola, desde que es plantado, hasta que llega al consumidor, aportando valor añadido a los cultivos; permitiendo incrementar la rentabilidad de las explotaciones agrícolas. Aspecto este último que consideramos clave en IDEAGRO y es por ello que apostamos con claridad por el conocimiento y uso de cualquier nueva tecnología que pueda incrementar la sostenibilidad de la agricultura a la par que mejore la seguridad alimentaria garantizando alimento suficiente para la población.

IDEAGRO, como empresa siempre interesada en las nuevas tecnologías y herramientas ha utilizado las amplias posibilidades del Big Data. 



La experiencia más reciente, fue en el marco del proyecto "CERO RESIDUOS", co-financiado por el programa LIFE + de la Unión Europea (ref. LIFE 12 ENV/ES/902). El proyecto CERO RESIDUOS tiene como objetivo principal mejorar la sostenibilidad y la calidad de la producción de fruta de hueso para crear un sector más competitivo y más saludable. Uno de los objetivos del proyecto fue el desarrollo de la metodología Cero Residuos (CR), un nuevo enfoque para producir, conservar, procesar y comercializar frutas de hueso y sin residuos, que promueve la creación de una nueva tendencia en la producción de frutas, con mayor calidad, mayor atractivo y más saludables a un precio competitivo.


Por otro lado, la metodología CR ayudará a mejorar varios problemas ambientales generados en el cultivo, por ejemplo, la gestión integrada de plagas reducirá drásticamente las dosis de pesticidas, a su vez, evitará la degradación del suelo y la contaminación del agua subterránea. Para ello, en el marco del proyecto, IDEAGRO implementó, en colaboración con ZERYA la App Zerya® Modelos Predictivos, una app que ayuda a gestionar la protección de los cultivos de plagas y enfermedades desde cualquier ordenador o dispositivo móvil. Para poder ofrecer los 'modelos predictivos' desarrollados en la App, IDEAGRO recurrió a la inteligencia de datos o Big Data, ofreciendo así a los productores de fruta de hueso la posibilidad de prevenir las enfermedades fúngicas y plagas en sus cultivos

 
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