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Los biofertilizantes y bioestimulantes son compuestos de base biológica, que tienen sus orígenes, principalmente, en las relaciones suelo-planta-organismos, aunque en los últimos años, son muchos los productos, especialmente, bioestimulantes, de origen natural, obtenidos de algas o plantas, así como también sustancias húmicas obtenidas de procesos pedológicos o de transformación de materiales orgánicos. Contienen microorganismos no modificados o compuestos naturalmente producidos; aquellos que contienen células microbianas vivas se incluyen dentro del término bioinoculante o inoculante biológico.

Las primeras investigaciones en este campo avanzaron a finales del siglo XIX y comienzos del XX, no sólo con el aislamiento de microorganismos de interés agrícola, sino también por el desarrollo de diversas aproximaciones para el estudio de los mismos. Desde entonces ya se proponía estudiar dónde estaban, cuántos y cuáles eran los microorganismos del suelo (ecología), qué hacen y qué metabolitos producen (fisiología), qué papel cumplen en relación con la planta como factor para aumentar la fertilidad del suelo y rendimientos agrícolas (agroquímica) y su papel en la formación de suelos (pedología). Estos mismos principios son los que rigen hoy día respecto a la formulación, producción y comercialización de bioestimulantes, biofertilizantes o agentes de biocontrol para uso agrícola.

La experiencia latinoamericana

En América Latina, uno de los países que inició el desarrollo de los bioinoculantes fue Cuba, con productos biofertilizantes a base de microorganismos fijadores de nitrógeno,  solubilizadores de fósforo y hongos formadores de micorriza, muy de cerca con la producción de organismos de control biológico. Las investigaciones llevadas a cabo en los años 30 sobre las bacterias formadoras de nódulos en leguminosas de zonas templadas sirvieron de base para el avance de las tecnologías asociadas a la producción de inoculantes a base de rhizobios (hoy reconocidos géneros como Allorhizobium,  Azorhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhizobium y Sinorhizobium).

A diferencia de otros países como Argentina, donde el desarrollo de los biofertilizantes está basado en la producción de géneros simbióticos para la industria de la soya, en Cuba, aunque también se desarrollaron las tecnologías para inoculación de leguminosas con fijadores simbióticos, los biofertilizantes se enfocaron en el género de bacterias fijadoras de N de vida libre y fosfato solubilizadores, en especial para caña de azúcar, cultivos tropicales y hortalizas.

En México el mayor impacto de los biofertilizantes ocurrió en los años 70 y 80 con la fijación biológica de nitrógeno en soya y garbanzo y el uso de inoculantes comerciales a base de Rhizobium fue una práctica generalizada, recomendada por los centros de investigación, y utilizada por los productores agrícolas. Sin embargo, la producción y uso de biofertilizantes es aún limitada, en especial por las diferentes y variadas respuestas de los cultivos a su aplicación, según condiciones ambientales, especies vegetales, suelo, prácticas agrícolas etc., sumado a condiciones críticas como alta salinidad o pH ácido,  lo que lleva a perder aceptación  por parte de los productores.

En Chile, al igual que en México, el desarrollo de los biofertilizantes, en los años 80 y 90 estuvo marcado por la fijación biológica de N, principalmente a través del uso de Rhizobium para leguminosas de grano, además de azolla y algas verde azules de vida libre para arroz.Colombia por su parte, tuvo un fuerte desarrollo en el mercado de los biofertilizantes desde los años 90, tanto desde la empresa privada como desde los centros de investigación, con biofertilizantes fijadores de nitrógeno tanto simbióticos (Rhizobium) como de vida libre (Azotobacter chrococcum), bacterias fosfatosolubilizadoras  y hongos formadores de micorriza (Glomussp., Entrophosphora colombiana), así como diferentes PGPR como bioestimulantes.

Desarrollo y mercado de nuevos productos

Desde el punto de vista de los productores y los cultivos, el cambio climático es uno de los factores clave en el desarrollo del mercado de los bioestimulantes y biofertilizantes pues efectos como sequías, inundaciones y salinidad han hecho que los productores busquen alternativas que ayuden a la adaptación de sus cultivos a las nuevas circunstancias. Por otra parte la necesidad de realizar manejos más sustentables junto a factores comerciales como el impulso de los mercados orgánicos y ecológicos, también favorece el desarrollo de estos productos.

El costo de los productos, la calidad y resultados de aplicación variables, así como los requerimientos de almacenaje en condiciones de refrigeración, que permitan mantener activos los organismos, han limitado el mercado de los bio fertilizantes, especialmente aquellos que se aplican en pos-emergencia o en cultivo establecido y no se comercializan pelletizados en la semilla. Estas limitaciones, llevan a pensar en la necesidad de mantener líneas de investigación permanentes que permitan formular productos y generar prototipos para diferentes condiciones.

Respecto a los bioestimulantes, el mercado ha crecido rápidamente desde 2014, desarrollando nuevos productos tanto en Alemania, Francia, España e Inglaterra como en China, India, y Australia. En términos de demanda, Norteamérica marca la tendencia, seguido de Brasil y Argentina por las preferencias hacia productos de origen orgánico tanto para agricultura tradicional como orgánica.

La aparición de entidades como el Consejo Europeo de la Industria de Bioestimulantes (EBIC- siglas en inglés-) y la coalición de Bioestimulantes (BioStimulant Coalition) han impulsado no sólo el mercado sino también la investigación y la normativa en bioestimulantes.

Según estudios realizados por Markets and Markets (2016), el mercado global de bioestimulantes moverá cerca de tres mil millones de dólares para 2021, creciendo en Latinoamérica a razón del 10% entre el 2016 y el 2021, con aplicación en cerca de 25 millones de hectáreas, como respuesta a la adopción de prácticas sustentables y uso de productos a base de ingredientes activos de origen orgánico en cultivos como caña de azúcar, cereales, leguminosas y oleaginosas, los cuales han mostrado buena respuesta a la aplicación de bioestimulantes contra diferentes tipos de estrés abiótico.

Muchos de los productos disponibles en nuestros países no son de desarrollo propio, sino importados principalmente, de Europa y EE.UU., con preferencia por los ácidos orgánicos como principio activo, seguidos por extractos vegetales o de algas marinas, con efectos sobre el crecimiento celular, como elicitores o en la resistencia a condiciones de estrés.

 

Productos bioestimulantes

1.- Las sustancias húmicas: son compuestos complejos y heterogéneos, constituyentes naturales del suelo, producto de la compleja relación suelo- materia orgánica-microorganismos.

De acuerdo a su peso molecular se clasifican en huminas, ácidos húmicos y ácidos fúlvicos y pueden actuar como coloides supra-moleculares influenciados por los exudados de las plantas.

Su principal efecto es el de promoción de elongación de raíces de maíz.

2.- Extracto de algas marinas: la mayoría pertenecen a las algas par das (Ascophyllum sp, Fucus sp. Macrocystis sp. e Ecklonia maxima) y son usados desde la antigüedad, sus propiedades recientemente reconocidas se centran en la producción de polisacáridos, alginato, carragenina, productos promotores de crecimiento vegetal como micronutrientes, esteroles, compuestos nitrogenados como las betainas y hormonas como auxinas y giberelinas. Ofrecen resistencia a estrés hídrico, defensa ante patógenos y pueden retener metales pesados. El extracto de Ascophyllumnodosum estimula la expresión de genes que codifican para la movilización de micronutrientes tales como Fe, Zn y Cu en raps.

3.- Los hidrolizados de proteína son mezclas de aminoácidos y péptidos obtenidos de la hidrolisis química o enzimática de proteínas a partir de subproductos agroindustriales de origen vegetal (residuos de cosecha) o animal (colágeno).

Algunos como las betaínas son moléculas nitrogenadas de origen vegetal, con efecto anti-estrés en condiciones salinas.

Los hidrolizados enzimáticos de alfalfa estimulan enzimas y flavonoides que permiten el crecimiento en condiciones de estrés salino.

4.- Quitina y quitosan: son polímeros (quitosan es derivado de la quitina) usados en agricultura por su capacidad para unirse a componentes celulares y actuar como elicitores, activando las defensas de la planta y la resistencia en condiciones de sequía o salinidad.

5.- Bacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPR): el Azospirillum brasilenseproduce auxinas y compuestos afines que promueven la rizogénesis en trigo de invierno.

Legislación

En América Latina se empieza a pensar en la normativa para bioestimulantes, mientras que en algunos países como Chile, Perú, Bolivia aún no se cuenta con normativa para diferenciar los biofertilizantes o bioinoculantes de fertilizantes de origen sintético o materiales orgánicos como guanos o derivados. A diferencia de lo que muchos piensan un bioestimulante no tiene como función principal proporcionar nutrientes a las plantas. Por definición los bioestimulantes, promueven el crecimiento de las plantas por otros medios.

Europa se encuentra en la revisión de la reglamentación sobre fertilizantes, pues en el actual anexo I del Reglamento (CE) nº 2003/2003 sobre los abonos, la UE enumera los tipos de abonos, que son todos materiales inorgánicos que proporcionan macro y micronutrientes, pero también agentes quelantes y complejantes y mezclas de micronutrientes. En 2008 se presentó una modificación al Reglamento (CE) nº 1107/2008, para introducir materiales que no proveen de nutrientes directamente, sino que son aditivos de fertilizantes que mejoran el rendimiento de los fertilizantes compuestos (inhibidores de nitrificación e inhibidores de la ureasa). Sin embargo, respecto a productos bioestimulantes como ácidos húmicos, extractos de algas marinas e hidrolizados de proteínas, existen diferencias en las legislaciones de los diferentes países en cuanto a los datos de eficacia, toxicidad y ecotoxicidad, lo que dificulta su comercialización aun dentro de la EU.

La situación en EE.UU. es hasta cierto punto similar a la situación europea, sin armonización respecto a la definición, o aceptación entre los cincuenta estados y es la EPA y USDA los que regularán los productos bioestimulantes. Mientras algunos de los bioestimulantes son regulados por EPA, otros se registran como fertilizantes o enmiendas de suelo a nivel estatal.

América Latina cuenta con los recursos para convertirse en una potencia mundial en el desarrollo, producción y comercialización de biofertilizantes y bioestimulantes. Varios países de la región han marcado hitos históricos en el desarrollo de tecnologías y productos comerciales, sin embargo es importante avanzar hacia formulaciones más estables y de mejor calidad, así como hacia el empleo de herramientas integrales que permitan no sólo la caracterización taxonómica, ecológica y fisiológica de los organismos, sino también ofrezcan información sobre el impacto de estos microorganismos sobre suelo, cultivos agronómicos y ambiente. Por otra parte, la inclusión de productos biológicos en programas integrados de manejo del suelo y la nutrición, particularmente dentro de los sistemas de producción convencional, es esencial para avanzar hacia una agricultura más sustentable.