Científicos del MIT han descubierto cómo optimizar bacterias para proteger las plantas contra especies invasoras, con el objetivo de reemplazar los fertilizantes químicos en las granjas. Este avance representa un cambio significativo en las prácticas agrícolas, promoviendo un enfoque más sostenible y respetuoso con el medio ambiente.
El problema de los fertilizantes químicos
La producción y uso de fertilizantes químicos son responsables de una considerable cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero, como el óxido nitroso. Por otro lado, estos fertilizantes suelen ser intensivos en energía, ya que emplean el proceso Haber-Bosch, que requiere altas temperaturas y presiones.
El proceso Haber-Bosch es un método químico desarrollado a principios del siglo XX para la producción sintética de amoníaco. Este proceso es fundamental en la industria de fertilizantes, ya que el amoníaco es un componente clave para la fabricación de nitrato, un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas.
Para mitigar estos impactos negativos, los agricultores han recurrido a los biofertilizantes, que contienen microorganismos beneficiosos, como bacterias fijadoras de nitrógeno, para mejorar la fertilidad del suelo y la salud de las plantas. Sin embargo, estos no ofrecen protección contra las plagas.
Optimizando las bacterias para la protección de las plantas
Los ingenieros químicos del MIT han desarrollado un revestimiento metal-orgánico que protege las células bacterianas de los daños causados por su entorno, sin obstruir su crecimiento o capacidad de funcionamiento. Este proceso las convierte en ideales para proteger a las plantas de plagas molestas, manteniéndose sostenibles y seguras. “Pueden soportar calor hasta 132 grados Fahrenheit, lo que significa que no tendrías que usar almacenamiento en frío para estos microbios”, comentó Ariel Furst, profesora asistente de Ingeniería Química en el MIT y autora principal del nuevo estudio.
Seguridad y eficacia del revestimiento
Los metales utilizados para los revestimientos, incluyendo hierro, manganeso, aluminio y zinc, junto con los compuestos orgánicos, son considerados seguros por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. El compuesto, llamado polifenol, es una sustancia natural en las plantas y posee propiedades antioxidantes que previenen el daño celular. “Estamos utilizando estos compuestos de grado alimenticio naturales que se sabe que tienen beneficios por sí mismos, y luego forman estos pequeños trajes de armadura que protegen a los microbios”, dijo Furst.
Pruebas y resultados
Los investigadores probaron 12 tipos diferentes de revestimientos y encontraron que todos protegían a las bacterias de temperaturas de hasta 50 grados Celsius y niveles de humedad de hasta 48%. También observaron que los revestimientos mejoraron la tasa de germinación de las semillas en un 150%. Los tipos de semillas incluyeron eneldo, maíz, rábanos y bok choy.
Hacia una agricultura regenerativa y accesible
Para comercializar las bacterias recubiertas para una aplicación extensa en la agricultura regenerativa, Furst ha fundado una empresa llamada Seia Bio. Ella cree que los pequeños agricultores, que carecen de los fermentadores necesarios para cultivar estos microorganismos, encontrarán los fertilizantes microbianos más asequibles debido al bajo costo del proceso de producción. “Cuando pensamos en desarrollar tecnología, necesitamos diseñarla intencionalmente para que sea económica y accesible, y eso es lo que es esta tecnología. Ayudaría a democratizar la agricultura regenerativa”, explicó.
Impacto y potencial futuro
Este descubrimiento es, sin duda, un avance en la protección de las plantas, pero también es un paso importante hacia una agricultura más sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Al ofrecer una alternativa viable a los fertilizantes químicos, esta tecnología tiene el potencial de transformar las prácticas agrícolas, reduciendo su impacto ambiental y promoviendo un enfoque más saludable y sostenible para la producción de alimentos.
Referencias
Microbes could help reduce the need for chemical fertilizers https://news.mit.edu/2023/microbes-could-reduce-need-for-chemical-fertilizers-1115
«Self-Assembled Nanocoatings Protect Microbial Fertilizers for Climate-Resilient Agriculture» https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.3c00426