La nanotecnologia aplicada a la agricultura

La nanotecnologia o “el arte de lo pequeño” utiliza y diseña materiales a escala atomica (normalmente entre 1 y 100 nm, o lo equivalente en metros: entre 0,000000001 y 0,0000001 metros) que en la actualidad tiene enorme repercusion en campos tan variados como la electronica, la medicina, la farmacia, la ingenieria e incluso la agricultura. De hecho, se ha acuñado el termino “nanobiotecnologia”, que combina numerosas disciplinas cientificas tan variadas como la biotecnologia, la nanotecnologia, el procesamiento quimico, la ciencia de los materiales y la ingenieria de sistemas.

Para el caso de la agricultura, la nanotecnologia puede aplicarse (y ya se esta haciendo) para el tratamiento de algunas enfermedades de las plantas, para la deteccion precoz de los patogenos que las producen, para la mejora de la asimilacion de nutrientes esenciales por las plantas e incluso la construccion de nanobiosensores importantes en determinados procesos biologicos. Su uso puede incrementar la eficacia de los pesticidas e insecticidas comerciales reduciendo su cantidad de aplicacion al suelo a unas dosis significativamente menores requeridas para los cultivos con la mejora medioambiental que eso implica.

Como sabemos, la agricultura tiene una gran importancia ya que es la base del sustento de los mas de 7000 millones de habitantes de nuestro planeta (el 50% viven en Asia). Los insectos, las plagas y las malas hierbas producen una gran cantidad de perdidas anuales que algunos estudios estiman entre el 13 y el 14% de la produccion total agricola. Las estrategias tradicionales para reducir estas perdidas se basan en estrategias como la rotacion de los cultivos, el uso de variedades de plantas sanas y resistentes, cambios en los periodos de siembra y el manejo integrado de las plagas, que implica un control biologico de las mismas.

Si bien son efectivas a escala pequeña, con la industrializacion de la agricultura estas tecnicas han sido desechadas con el tiempo por otras mas efectivas y al mismo tiempo, mas agresivas con el medio ambiente. Se han utilizado compuestos quimicos sinteticos para controlar y reducir estas perdidas. De hecho, la gran revolucion vino con el descubrimiento durante la II Guerra Mundial del DDT, un compuesto quimico que en pequeñas dosis se mostraba altamente efectivo contra los insectos.

Desde entonces se extendio su uso (y abuso), sobre todo en la epoca de “la revolucion verde” y esto desarrollo la investigacion y sintesis de una gran cantidad de compuestos quimicos (algunos organicos como los organofosforados y otros con metales pesados como mercurio, plomo, arsenico y cobre) con igual o incluso mayor potencial insecticida que el DDT. Uno de los problemas del empleo masivo de estas sustancias es que tambien eliminaron junto a los insectos y plagas, a sus enemigos naturales. Ademas, su abuso durante muchos años ha generado una presion selectiva que en la actualidad han generado muchas especies resistentes a los mismos. Algunos estudios hablan de 270 especies de malas hierbas resistentes a herbicidas, 150 patogenos de plantas resistentes a los fungicidas y entorno 500 especies de insectos resistentes a los pesticidas.

Finalmente, a todo esto hay que sumarle que este tipo de sustancias producen graves problemas para la salud humana y para el medio ambiente… El control biologico es otra de las estrategias utilizadas para el control de plagas. Los enemigos naturales son la mejor baza para reducir y controlar a los insectos sin eliminarlos del todo. Se han ensayado muchos agentes biologicos siendo los mas efectivos para el biocontrol las bacterias y los hongos. Un ejemplo de estos microorganismos son el Bacillus thurigensis que afecta al tracto digestivo de los insectos y de los hongos podemos citar a los del genero Trichoderma.

Los metodos comentados anteriormente presentan algunas limitaciones debido a sus efectos medioambientales (los primeros) y a la baja eficacia (los segundos). De ahi que en los ultimos años unido a su gran desarrollo, la nanotecnologia empiece a ser un campo muy prometedor en la agricultura que ya esta generando muy buenos resultados. Ya existen estudios que confirman que las nanoparticulas metalicas son efectivas contra los patogenos de plantas, insectos y plagas. De hecho, las nanoparticulas se pueden usar como nuevas formulaciones de pesticidas, insecticidas y de repelentes de insectos mediante tecnicas de nanoemulsion o nanoencapsulacion. Se han ensayado nanoparticulas de silice, de polientilen glicol, de plata, de aluminio, de oxido de cinc y de dioxido de titanio con resultados prometedores.

El futuro de la industria agricola puede pasar por usar estos materiales como nanopesticidas, nanofungicidas y nanoherbicidas y algunas empresas ya los estas desarrollando. En definitiva, la aplicacion de la nanotecnologia a la agricultura es una alternativa mas respetuosa con el medio ambiente para el caso concreto del control de insectos y plagas que los metodos quimicos que tantos problemas medioambientales han generando. De hecho, cada vez salen mas estudios que detectan este tipo de sustancias en lugares y organismos que nunca han estado expuestos como es el caso de los hielos de la Antartida. A pesar de todo esto, la nanotecnologia tambien tiene sus detractores que apelan a nuestro espiritu critico ya que argumentan que la nanotecnologia no es una panacea como aparenta ser. Habra que seguir investigando para poder responder a todas estas cuestiones…

Referncia:

Rai, M., & Ingle, A. (2012). Role of nanotechnology in agriculture with special reference to management of insect pests Applied Microbiology and Biotechnology, 94 (2), 287-293 DOI: 10.1007/s00253-012-3969-4

FUENTE: hablandodeciencia.com

universidadagricola.com

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