Los biofertilizantes y bioestimulantes son compuestos de base biologica, que tienen sus origenes, principalmente, en las relaciones suelo-planta-organismos, aunque en los ultimos años, son muchos los productos, especialmente, bioestimulantes, de origen natural, obtenidos de algas o plantas, asi como tambien sustancias humicas obtenidas de procesos pedologicos o de transformacion de materiales organicos. Contienen microorganismos no modificados o compuestos naturalmente producidos; aquellos que contienen celulas microbianas vivas se incluyen dentro del termino bioinoculante o inoculante biologico.
Las primeras investigaciones en este campo avanzaron a finales del siglo XIX y comienzos del XX, no solo con el aislamiento de microorganismos de interes agricola, sino tambien por el desarrollo de diversas aproximaciones para el estudio de los mismos. Desde entonces ya se proponia estudiar donde estaban, cuantos y cuales eran los microorganismos del suelo (ecologia), que hacen y que metabolitos producen (fisiologia), que papel cumplen en relacion con la planta como factor para aumentar la fertilidad del suelo y rendimientos agricolas (agroquimica) y su papel en la formacion de suelos (pedologia). Estos mismos principios son los que rigen hoy dia respecto a la formulacion, produccion y comercializacion de bioestimulantes, biofertilizantes o agentes de biocontrol para uso agricola.
La experiencia latinoamericana
En America Latina, uno de los paises que inicio el desarrollo de los bioinoculantes fue Cuba, con productos biofertilizantes a base de microorganismos fijadores de nitrogeno, solubilizadores de fosforo y hongos formadores de micorriza, muy de cerca con la produccion de organismos de control biologico. Las investigaciones llevadas a cabo en los años 30 sobre las bacterias formadoras de nodulos en leguminosas de zonas templadas sirvieron de base para el avance de las tecnologias asociadas a la produccion de inoculantes a base de rhizobios (hoy reconocidos generos como Allorhizobium, Azorhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhizobium y Sinorhizobium).
A diferencia de otros paises como Argentina, donde el desarrollo de los biofertilizantes esta basado en la produccion de generos simbioticos para la industria de la soya, en Cuba, aunque tambien se desarrollaron las tecnologias para inoculacion de leguminosas con fijadores simbioticos, los biofertilizantes se enfocaron en el genero de bacterias fijadoras de N de vida libre y fosfato solubilizadores, en especial para caña de azucar, cultivos tropicales y hortalizas.
En Mexico el mayor impacto de los biofertilizantes ocurrio en los años 70 y 80 con la fijacion biologica de nitrogeno en soya y garbanzo y el uso de inoculantes comerciales a base de Rhizobium fue una practica generalizada, recomendada por los centros de investigacion, y utilizada por los productores agricolas. Sin embargo, la produccion y uso de biofertilizantes es aun limitada, en especial por las diferentes y variadas respuestas de los cultivos a su aplicacion, segun condiciones ambientales, especies vegetales, suelo, practicas agricolas etc., sumado a condiciones criticas como alta salinidad o pH acido, lo que lleva a perder aceptacion por parte de los productores.
En Chile, al igual que en Mexico, el desarrollo de los biofertilizantes, en los años 80 y 90 estuvo marcado por la fijacion biologica de N, principalmente a traves del uso de Rhizobium para leguminosas de grano, ademas 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 investigacion, con biofertilizantes fijadores de nitrogeno tanto simbioticos (Rhizobium) como de vida libre (Azotobacter chrococcum), bacterias fosfatosolubilizadoras y hongos formadores de micorriza (Glomussp., Entrophosphora colombiana), asi como diferentes PGPR como bioestimulantes.
Desarrollo y mercado de nuevos productos
Desde el punto de vista de los productores y los cultivos, el cambio climatico es uno de los factores clave en el desarrollo del mercado de los bioestimulantes y biofertilizantes pues efectos como sequias, inundaciones y salinidad han hecho que los productores busquen alternativas que ayuden a la adaptacion de sus cultivos a las nuevas circunstancias. Por otra parte la necesidad de realizar manejos mas sustentables junto a factores comerciales como el impulso de los mercados organicos y ecologicos, tambien favorece el desarrollo de estos productos.
El costo de los productos, la calidad y resultados de aplicacion variables, asi como los requerimientos de almacenaje en condiciones de refrigeracion, 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 lineas de investigacion permanentes que permitan formular productos y generar prototipos para diferentes condiciones.
Respecto a los bioestimulantes, el mercado ha crecido rapidamente desde 2014, desarrollando nuevos productos tanto en Alemania, Francia, España e Inglaterra como en China, India, y Australia. En terminos de demanda, Norteamerica marca la tendencia, seguido de Brasil y Argentina por las preferencias hacia productos de origen organico tanto para agricultura tradicional como organica.
La aparicion de entidades como el Consejo Europeo de la Industria de Bioestimulantes (EBIC- siglas en ingles-) y la coalicion de Bioestimulantes (BioStimulant Coalition) han impulsado no solo el mercado sino tambien la investigacion y la normativa en bioestimulantes.
Segun estudios realizados por Markets and Markets (2016), el mercado global de bioestimulantes movera cerca de tres mil millones de dolares para 2021, creciendo en Latinoamerica a razon del 10% entre el 2016 y el 2021, con aplicacion en cerca de 25 millones de hectareas, como respuesta a la adopcion de practicas sustentables y uso de productos a base de ingredientes activos de origen organico en cultivos como caña de azucar, cereales, leguminosas y oleaginosas, los cuales han mostrado buena respuesta a la aplicacion de bioestimulantes contra diferentes tipos de estres abiotico.
Muchos de los productos disponibles en nuestros paises no son de desarrollo propio, sino importados principalmente, de Europa y EE.UU., con preferencia por los acidos organicos 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 estres.
Productos bioestimulantes
1.- Las sustancias humicas: son compuestos complejos y heterogeneos, constituyentes naturales del suelo, producto de la compleja relacion suelo- materia organica-microorganismos.
De acuerdo a su peso molecular se clasifican en huminas, acidos humicos y acidos fulvicos y pueden actuar como coloides supra-moleculares influenciados por los exudados de las plantas.
Su principal efecto es el de promocion de elongacion de raices de maiz.
2.- Extracto de algas marinas: la mayoria pertenecen a las algas par das (Ascophyllum sp, Fucus sp. Macrocystis sp. e Ecklonia maxima) y son usados desde la antiguedad, sus propiedades recientemente reconocidas se centran en la produccion de polisacaridos, alginato, carragenina, productos promotores de crecimiento vegetal como micronutrientes, esteroles, compuestos nitrogenados como las betainas y hormonas como auxinas y giberelinas. Ofrecen resistencia a estres hidrico, defensa ante patogenos y pueden retener metales pesados. El extracto de Ascophyllumnodosum estimula la expresion de genes que codifican para la movilizacion de micronutrientes tales como Fe, Zn y Cu en raps.
3.- Los hidrolizados de proteina son mezclas de aminoacidos y peptidos obtenidos de la hidrolisis quimica o enzimatica de proteinas a partir de subproductos agroindustriales de origen vegetal (residuos de cosecha) o animal (colageno).
Algunos como las betainas son moleculas nitrogenadas de origen vegetal, con efecto anti-estres en condiciones salinas.
Los hidrolizados enzimaticos de alfalfa estimulan enzimas y flavonoides que permiten el crecimiento en condiciones de estres salino.
4.- Quitina y quitosan: son polimeros (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 sequia o salinidad.
5.- Bacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPR): el Azospirillum brasilenseproduce auxinas y compuestos afines que promueven la rizogenesis en trigo de invierno.
Legislacion
En America Latina se empieza a pensar en la normativa para bioestimulantes, mientras que en algunos paises como Chile, Peru, Bolivia aun no se cuenta con normativa para diferenciar los biofertilizantes o bioinoculantes de fertilizantes de origen sintetico o materiales organicos como guanos o derivados. A diferencia de lo que muchos piensan un bioestimulante no tiene como funcion principal proporcionar nutrientes a las plantas. Por definicion los bioestimulantes, promueven el crecimiento de las plantas por otros medios.
Europa se encuentra en la revision de la reglamentacion 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 inorganicos que proporcionan macro y micronutrientes, pero tambien agentes quelantes y complejantes y mezclas de micronutrientes. En 2008 se presento una modificacion 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 nitrificacion e inhibidores de la ureasa). Sin embargo, respecto a productos bioestimulantes como acidos humicos, extractos de algas marinas e hidrolizados de proteinas, existen diferencias en las legislaciones de los diferentes paises en cuanto a los datos de eficacia, toxicidad y ecotoxicidad, lo que dificulta su comercializacion aun dentro de la EU.
La situacion en EE.UU. es hasta cierto punto similar a la situacion europea, sin armonizacion respecto a la definicion, o aceptacion entre los cincuenta estados y es la EPA y USDA los que regularan los productos bioestimulantes. Mientras algunos de los bioestimulantes son regulados por EPA, otros se registran como fertilizantes o enmiendas de suelo a nivel estatal.
America Latina cuenta con los recursos para convertirse en una potencia mundial en el desarrollo, produccion y comercializacion de biofertilizantes y bioestimulantes. Varios paises de la region han marcado hitos historicos en el desarrollo de tecnologias y productos comerciales, sin embargo es importante avanzar hacia formulaciones mas estables y de mejor calidad, asi como hacia el empleo de herramientas integrales que permitan no solo la caracterizacion taxonomica, ecologica y fisiologica de los organismos, sino tambien ofrezcan informacion sobre el impacto de estos microorganismos sobre suelo, cultivos agronomicos y ambiente. Por otra parte, la inclusion de productos biologicos en programas integrados de manejo del suelo y la nutricion, particularmente dentro de los sistemas de produccion convencional, es esencial para avanzar hacia una agricultura mas sustentable.