Federico Lagrassa1 y Esteban Ciarlo2
1 IDAGRO, Investigación & Desarrollo Agronómico IG @idagrolaboratorio
2 Facultad de Agronomía de la UBA / Fertilizar Asociación Civil (desde diciembre 2023)
Introducción
El hombre “desde sus inicios fue puesto por el Creador en un jardín para que lo cuidase y lo labrase” según el relato bíblico del Génesis, capítulo 2, y desde los tiempos antiguos, los registros rupestres de cuevas que existen alrededor del mundo lo muestran como agricultor, cazador, pescador y recolector, es decir, ligado a la producción de alimentos para su subsistencia. No obstante, en los últimos 100 años, se dieron los saltos más grandes en relación con el conocimiento en el campo de la ciencia y la tecnología ligadas a la Agronomía.
Respecto de la escala de percepción de los fenómenos, los avances en la biología fueron en aumento, llegando en estos momentos al registro de procesos en escalas que nunca hubiésemos imaginado. Hoy podemos conocer respuestas de las plantas vinculadas al crecimiento y desarrollo y las variantes fisiológicas de mecanismos que emplean para poder vivir en un ambiente, el cual muchas veces no es el óptimo. Citando a lo que nos enseñaban los maestros de la fisiología en nuestros años de estudio en la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires, escuchamos una y otra vez “la planta no piensa” sino que responde a estímulos del medio. La “fisiología del estrés” es el conjunto de caminos metabólicos de lucha contra ese gigante, que darán respuestas para su sobrevivencia, por ejemplo: un cierre estomático, un engrosamiento de cutículas, crecimiento de pelos o tricomas son las respuestas frente al stress hídrico temporal por citar algunos aspectos del día a día de un cultivo. En la búsqueda de fomentar las respuestas de los vegetales a situaciones de estrés, se empezaron a detectar respuestas fisiológicas que afectaban positivamente en el crecimiento de las plantas luego de la aplicación de productos que no podrían ser encasillados en el concepto tradicional de “fertilizantes”, los bioestimulantes, que requieren ser definidos y caracterizados con precisión para que su uso pueda alcanzar los niveles de eficiencia con la regularidad que el productor demanda.
Durante nuestros años de estudios en la Universidad pudimos conocer la obra del Ingeniero norteamericano Norman Borlaug y su valiosísima contribución a la humanidad en su trabajo como mejorador genético de cereales, buscando alcanzar el potencial de rendimiento; la obra de este prestigioso investigador y sus equipos, contribuyó a generar más alimentos en el mundo por unidad de superficie, lo que le valió el ganar el premio Nobel de la Paz en 1970, dando el puntapié a la Revolución Verde. En 50 años la agronomía ligada a la motorización de las ciencias ambientales es protagonista de una nueva Revolución Verde, proceso en el cual los productos bioestimulantes podrían tener un rol dominante.
Un Poco de historia: ¿Fertilización foliar, fertilización sólida o bioestimulación?
La fertilización foliar es pionera en el campo de la nutrición vegetal, las primeras referencias datan de 1844, cuando se realizaron pulverizaciones de hierro para corregir la clorosis en viñedos. La fertilización foliar es empleada ampliamente desde hace muchos años en horticultura y fruticultura y otros cultivos extensivos a fin de corregir deficiencias temporales o bien otorgar calidad comercial a los frutos, por ejemplo, Boro en girasol y soja, Zinc en maíz, Cobalto y Molibdeno en soja, Calcio en tomate y pimiento, etc. Actualmente, la aplicación foliar de nutrientes es una práctica muy utilizada en los esquemas de producción en una gama variada de cultivos, por su facilidad y su asociación a otras prácticas agronómicas en conjunto, por ejemplo, un control de malezas o enfermedades puede también llevar a la adición de un fertilizante aprovechando la logística empleada en la pulverización.
Por su parte, la fertilización tradicional sólida con sus métodos de balance, reposición y enriquecimiento nos acercan a una relación estática de oferta y demanda de macronutrientes a fin de manejar situaciones de desbalances entre la oferta del suelo y la demanda las plantas que apuntan a la corrección de deficiencias de magnitud de nutrientes, que por los sistemas actuales de producción y el empobrecimiento acelerado de nuestros suelos, es una exigencia para sistemas de producción sustentables. La mayor parte de la evidencia sostiene que la bioestimulación necesita de la fertilización sólida de base para que ambas se complementen de la mejor manera.
Con respecto a la bioestimulación, vamos a tomar como referente de la bibliografía internacional al Dr. Patrick Du Jardin quien define con claridad que es un bioestimulante: “Es cualquier sustancia o microorganismo que, al aplicarse a las plantas, es capaz de mejorar la eficacia de éstas en la absorción y asimilación de nutrientes, tolerancia a estrés biótico o abiótico o mejorar alguna de sus características agronómicas, independientemente del contenido en nutrientes de la sustancia”.
Ahora bien, nos encontramos en una disyuntiva ¿Utilizamos productos sintéticos, o biomoléculas o sus derivados o ambos a la vez? La respuesta es siempre la misma: DEPENDE. Depende de cada sitio y de cada cultivo, depende del nivel tecnológico de cada productor y sus técnicos, depende de una cuestión de escala, depende del clima y de cómo este va a ser modificado en los años venideros. Una vez que tengamos todos estos puntos claros podremos tener un panorama mejor.
Entendiendo la bioestimulación: fotosíntesis, el proceso clave
La definición de bioestimulante nos acerca a cuestiones agronómicas y biológicas que son propios del sistema de crecimiento de la planta, este sistema es el gobernado por la fotosíntesis, un proceso tan conocido por todos, pero soslayado la mayor de las veces. Si queremos conocer cómo hacer producir bien a una planta tenemos que volver a las fuentes y entender cómo esta maquinaria tan perfecta está trabajando a toda intensidad. Aunque todavía falta aprender mucho sobre este proceso, los bioestimulantes están demostrando que están ligados íntimamente a este extraordinario proceso que posibilita la vida en el planeta y del cual depende la producción global de alimentos. Otro tema de suma actualidad es la captura de carbono en los suelos, ello ocurrirá cuando realmente nos concentremos en como generar más fotosíntesis, la vía de entrada del carbono atmosférico al sistema suelo planta, y entendiendo a la biología del suelo, de otro modo esta meta perseguida por la humanidad no será posible.
La primera ley de la termodinámica indica que “La energía no puede ser creada ni destruida si no que la energía existe y cambia de estado”, es así que la energía lumínica se transforma en energía química en la fotosíntesis. La ganancia o captura de carbono por parte de este proceso posibilita a las plantas que realicen la asimilación de nutrientes y que estos queden capturados en estructuras carbonadas. En la figura 1 podemos observar esquemáticamente la realización de este proceso y resumidamente, como es la obtención de aminoácidos, con gasto de energía. Es en este paso donde los bioestimulantes hacen su mejor acción por cómo están compuestos y como se introducen de manera eficiente en las rutas metabólicas de las plantas.
Figura 1. Incorporación de nitrógeno a los fotoasimilados para obtener moléculas nitrogenadas complejas. La línea verde indica un proceso anabólico, es decir con gasto de energía.
La clave de los bioestimulantes: Concentración, absorción y tiempo de transformación
Todo tratamiento fitoterápico realizado a las plantas debe vencer una barrera física para ingresar al vegetal que es la epidermis. El agua es solo el vehículo y sus volúmenes mojan más o menos el blanco, pero lo que impactará es la dosis de lo aplicado. Una cuestión que apela los conocimientos técnicos en el efecto de los bioestimulantes es que a pesar de que sus concentraciones son bajas, las respuestas existen y son tangibles: la respuesta a este enigma es que los mecanismos de acción de un bioestimulante parecen asemejarse a lo realizado por las hormonas vegetales, cuya acción ha sido profundamente estudiada por la disciplina de fisiología vegetal. Por citar algunos ejemplos, la abscisión de hojas o la madurez de frutos, que se aprecian a simple vista, son desencadenados a bajísimas concentraciones de hormonas, si pensamos por ejemplo en la hormona de la maduración que es un gas, el etileno. Un ejemplo análogo de la química sintética a bajas concentraciones en la producción se relaciona al uso de herbicidas; es el caso del metsufuron metil que en una dosis media de 7 gramos en 10.000 metros cuadrados impacta en gran manera en el control de malezas, inclusive con efectos cuestiones de carry over, provocando fitotoxicidad en cultivos como maíz.
Los bioestimulantes se caracterizan por ser, en mayor o menor medida, directamente asimilables por las plantas, no dependiendo su absorción de la función clorofílica; es decir, pasan a través desde la epidermis al haz vascular desde el cual y con un consumo mínimo de energía, entran a formar parte de las células en lugares de activo crecimiento. Se ha comprobado, por ejemplo, en los trabajos del Dr. Saborio que utilizando aminoácidos marcados con C14 la absorción y la translocación interna se hace muy rápidamente tras su aplicación y que emigran de forma inmediata hacia las partes de la planta en crecimiento, es así que los bioestimulantes, tienen una mejor eficiencia de absorción en relación a muchos productos químicos, donde muchas veces la absorción ocurre sin gasto de energía, sería algo así como “Un caballo de Troya” que acelera los procesos fisiológicos por una mayor y mejor entrada a la célula vegetal.
Frente a un estrés ambiental los vegetales pierden energía en reparar tejidos, mantener estructuras reproductivas, etc, que deviene en bajas de rendimiento por consumo de fotoasimilados. Es aquí que ese ahorro energético mediado por la bioestimulación podría ligarse a los reportes que se ven a campo donde mediante la aplicación de estos bioinsumos de manera estratégica, se observan incrementos de rendimiento en el orden del 4 al 12%, o bien fenómenos de recuperación frente a determinados tipos de estrés (granizo, ataque de plagas, deriva de herbicidas, etc), muchas veces con costos de aplicación que posibilitan el pago de dicha tecnología.
La búsqueda de la mejor ventana de aplicación es motivo de fuerte trabajo de instituciones y empresas que trabajan con este tipo de productos. Un día de estrés en el ciclo de una planta anual podría parecernos de escasa magnitud a nosotros los seres humanos, pero hoy sabemos que si atrasamos un día la fecha de siembra en cultivos como la soja para la región pampeana los rendimientos caen; lo mismo sucede si llegamos tarde cuando debemos mitigar efectos del estrés (abiótico/biótico) en un cultivo, si lo hacemos a tiempo podríamos estar conservando estructuras reproductivas que abortarían o bien estaríamos disminuyendo la pérdida de agua por un mejor control de estomas, entre otros factores.
Mercado de bioestimulantes en Argentina
Las tecnologías de Bioestimulación vienen utilizándose desde hace tiempo si incluimos en este grupo a los inoculantes, dado que el enriquecimiento de semillas con bacterias fijadoras de nitrógeno está presente desde hace más de 30 años en los sistemas productivos argentinos; no obstante, en la última década de manera masiva fue conformándose en el mercado una paleta amplia de productos que son definidos como bioestimulantes. Este fenómeno ha generado asociaciones institucionales específicas como la Cámara Argentina de Bioinsumos (CABIO), que nuclea a la mayoría de las empresas proveedoras de estas tecnologías. Es así que Argentina ha entrado en un camino de no retorno posibilitando no solo una forma diferente de buscar techos de rendimiento, si no formas alternativos en la producción, que tienen que ver con cuestiones ligadas a la preservación de los recursos naturales, preservación e incremento de la biodiversidad de las zonas rurales, como así el cuidado del ambiente.
En sus inicios la oferta de bioestimulantes se centraba en empresas de tamaño chico y mediano que se diferenciaban a través de productos específicos o “especialities”, dirigidos a determinado nicho de mercado. No obstante, las principales y grandes compañías del sector, asociadas muchas veces por el público en general como “químicas”, hoy son las grandes generadoras de conocimiento a nivel global en esta temática. Este nuevo paradigma o nueva revolución “verde” abre el camino a la reconversión de empresas de larga trayectoria, y a la inclusión de nuevas empresas generando nuevos puestos de trabajo como así la incorporación de nuevos profesionales vinculados a diferentes áreas como lo son la alimentación, la ecología, biotecnología, la biología y por supuesto a los profesionales ligados a la agronomía.
Tipos de Bioestimulantes
Debido a que los bioestimulantes pertenecen a un grupo de productos con un origen y una composición química completamente heterogénea, hay diferentes clasificaciones que intentan reunirlos en grupos más o menos heterógeneos. Las clasificaciones más habituales separan estos productos en seis categorías principales:
- Ácidos húmicos y fúlvicos
- Hidrolizados de proteínas y otros compuestos que contienen N, incluyendo aminoácidos y mezclas de péptidos
- Extractos de algas y plantas
- Quitosanos y otros biopolímeros
- Productos inorgánicos
- Microorganismos benéficos
Partiendo de las definiciones de du Jardin (2015) y Van Oosten y colaboradores (2017), la figura 2 muestra un resumen de los tipos de bioestimulantes disponibles en el mercado.
Figura 2. Tipos de bioestimulantes y efectos en la Fisiología vegetal. Tomado de www.phloem.cl, basado en los trabajos de de Jardin (2015) y van Oosten et al (2017)
Algunos bioestimulantes como los inoculantes con Rizobios (llamados también Biofertilizantes, un tipo especial de bioestimulante con bacterias que tienen un claro efecto nutricional) para plantas de relevancia comercial como la soja son bien conocidos y ampliamente difundidos; sin embargo, muchos otros productos tienen una adopción mucho más incipiente, y es en estos últimos productos que deben dirigirse las investigaciones para poder calibrar las respuestas en busca de resultados que sean consistentes en el tiempo, para distintos cultivos y bajo diferentes condiciones de producción. Obsérvese en el centro de la Figura 2 el impacto de estos bioinsumos sobre las plantas: la mayoría de estos tiene una estrecha relación con la energía que gastan las plantas en mantener sus estructuras tanto vegetativas como reproductivas.
Consideraciones finales
El hombre desde tiempos antiguos ha dominado los recursos de la tierra para su subsistencia y ha utilizado la razón como don divino para su perpetuidad, ha descubierto moléculas, ha inventado máquinas para hacer los procesos más eficientes, y ha podido comprender como es el ciclo y la transformación de la energía para la producción de alimentos, hasta ha podido llevar los mismos hacia el espacio exterior y observar su comportamiento. Hoy este mismo hombre vuelve a las fuentes de aquel jardín donde fue puesto, entendiendo que mejores maneras de convivir con su entorno, y que desde el punto de vista del balance energético en toda su cadena deben buscarse las formas de producción más armoniosas con el ambiente del cual depende su existencia.
Mientras tanto, el sistema de producción Agropecuario en Argentina ha entrado en un camino de no retorno en el uso de los bioestimulantes, lo cual nos enfrenta al desafío de seguir aprendiendo y buscando más y mejores cosechas.
Referencias
Du Jardin P. 2015. Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation. Hortic. 196: 3–14.
Van Oosten MJ, Pepe O, De Pascale S, Silletti S, Maggio A. 2017. The role of biostimulants and bioeffectors as alleviators of abiotic stress in crop plants. Biol. Technol. Agric. 4: 5. DOI 10.1186/s40538-017-0089-5.
