Los fertilizantes sintéticos son una causa importante de problemas ambientales como el calentamiento global, la degradación y contaminación de los suelos o el agua, así como la pérdida de biodiversidad. Con esto en mente, un grupo de científicos desarrolló una alternativa basada en la nano y biotecnología que contamina menos y requiere una cantidad mínima de uso.
“Lo llamamos nanobiofertilizante”, dice Diego Navarro, profesor investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias (EIC), campus Querétaro, del Tec de Monterrey.
Navarro, en conjunto con otros investigadores y estudiantes del Tec, han desarrollado un suplemento que combina nanopartículas de distintos elementos con un microorganismo, como bacterias benéficas u hongos filamentosos, para ayudar a que las plantas absorban mejor los nutrientes del suelo y estén protegidas contra enfermedades.
¿Cómo funcionan los nanobiofertilizantes?
Sus nanobiofertilizantes son un paso importante hacia un modelo de agricultura más sostenible que optimice el crecimiento de los cultivos, evite daños ambientales y ayude a garantizar la seguridad alimentaria del país.
“Estos organismos solubilizan los nutrientes y le pasan sales minerales, y la planta los nutre con azúcares, entonces hacen una simbiosis”, explica Navarro.
Al mezclarlos con nanopartículas, que tienen actividad antimicrobiana, los investigadores han creado un híbrido entre un probiótico y una vacuna que ayuda a que las plantas crezcan sanas y resistentes.
“La nanopartícula, al interactuar con estas bacterias, hongos y el ecosistema del suelo puede resultar en un tallo más grueso, un mejor color o más hojas”, cuenta Edgar López, profesor de la EIC, campus Guadalajara.
Además, han incorporado modelos de machine learning para hacer proyecciones que les permitan saber qué tipos de nanopartículas deberían combinar con qué tipos de microorganismos para lograr el mejor resultado, dependiendo de la planta que quieran tratar.
“Cada cultivo tiene sus peculiaridades y necesidades de nutrición”, puntualiza Navarro.
Un nanobiofertilizante que no es tóxico para las plantas ni para los humanos
Las nanopartículas son extremadamente pequeñas, lo que les da propiedades únicas, como una mayor reactividad. Esto hace que tengan aplicaciones muy diversas, como en la medicina para la entrega de medicamentos y en la agricultura.
El equipo ha probado nanopartículas de carbono, hidrógeno, óxido de titanio, óxido de hierro y óxido de erbio, en combinación con distintos microorganismos en el laboratorio e invernaderos y han obtenido mejores rendimientos de los cultivos.
“Hasta ahora lo hemos probado en hortalizas como la papaya, arándanos, chiles y tomate”, dice Navarro. “Estamos arrancando experimentos con plantas tropicales, como el banano”.
Una de las grandes ventajas de su nanobiofertilizador es que se necesitan cantidades muy pequeñas –microgramos– para lograr resultados superiores a los obtenidos por los fertilizantes tradicionales.
Además, tienen biocompatibilidad, por lo que no dañan a los microorganismos del suelo ni a los insectos que componen los ecosistemas en donde crecen estas plantas.
“Estamos buscando que no mate nada que no tenga que matar y que no le vaya a hacer daño a nada que las ayude”, expresa López.
Como parte del desarrollo de su proyecto, los investigadores se han empeñado en hacer pruebas citotóxicas para asegurarse de que las nanopartículas no dañen a las plantas ni a los humanos después de consumirlas.
En colaboración con la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Universidad de las Américas (UDLA) y la Universidad de Guadalajara las han probado en cultivos celulares y líneas celulares diversas y, hasta el momento, no han encontrado ningún efecto tóxico.
Hacia una agricultura sostenible
Próximamente, gracias a la colaboración con un consorcio de agricultores de Querétaro, los investigadores buscan probarlos en un contexto real, para ver si funcionan de manera aplicada y si realmente podrían ayudar a pequeños y medianos productores a tener mejores rendimientos y productos.
“Entender la mentalidad de un agricultor ha sido la parte más complicada e interesante”, cuenta Navarro. “Es indispensable para asegurar que lo que hiciste realmente llegue a donde tiene que llegar”.
Un aspecto importante para que la adopción no se complique es que el concepto de las nanopartículas ya no es tan extraño para el público en general.
“No sé si por temas de skincare, no es algo de total desconocimiento”, reflexiona Navarro.
A futuro también buscan seguir ampliando su línea de investigación para entender la respuesta genética de las plantas ante sus productos.
“No le tengan miedo a la nanotecnología”, invita López. “Se pueden tener resultados mucho mejores que con kilos y kilos de fertilizantes químicos”.
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