Nuevos bioplaguicidas para una agricultura más sostenible

alga-1544016285En general el consumidor está cada día más preocupado por la calidad y seguridad de los alimentos que consume, y en este sentido existe un rechazo generalizado al empleo de plaguicidas de síntesis químicos en la producción de alimentos tanto por su potencial carácter nocivo para la salud como por el impacto ambiental que conlleva la fabricación de estos. Este hecho se ha transmitido a toda la cadena productiva del sector agroalimentario, por lo que cada vez se reduce más el empleo de plaguicidas químicos y se sustituyen por bioplaguicidas y sistemas de control biológico que permitan alcanzar una mayor seguridad y sostenibilidad alimentaria. Sin embargo, las herramientas de control biológico disponibles hoy día deben ser continuamente mejoradas tanto para mejorar su efectividad como para hacer frente a nuevos fitopatógenos que vayan surgiendo. Los bioplaguicidas se utilizan principalmente como medidas preventivas frente a fitopatógenos en plantas, controlando las plagas por mecanismos no tóxicos y de manera ecológica. Actualmente los bioplaguicidas disponibles en el mercado proceden principalmente de extractos de plantas, algunos productos de fermentación y microorganismos, pero no existen productos derivados de cianobacterias a pesar de que estos microorganismos han sido ampliamente referenciados como productores de bioplaguicidas frente a insectos, hongos y bacterias.

La necesidad de un suministro continuo de alimentos ha llevado a la agricultura convencional a ser fuertemente dependiente de los productos de síntesis química. La creciente preocupación de los consumidores y los gobiernos sobre la inocuidad de los alimentos ha llevado a los productores a explorar nuevos métodos ecológicos para reemplazar, o al menos complementar, las actuales prácticas basadas en productos químicos. El uso de bioplaguicidas ha surgido como una alternativa prometedora a los pesticidas químicos. Los granos y las semillas oleaginosas y las frutas y verduras son los segmentos de cultivos importantes que impulsan el crecimiento actual del mercado de bioplaguicidas; sin embargo, hay una tendencia ascendente para el uso de bioplaguicidas en la silvicultura.

Según la FAO la población mundial crecerá un 39% a lo largo de las próximas 2 décadas, hasta alcanzar los 9.100 millones en el año 2050. Para poder proporcionar los alimentos necesarios será necesario incrementar la producción alimentaria mundial en un 60%. Laagricultura debe afrontar un doble reto, ser más productiva y, al mismo tiempo, reducir su impacto sobre el medio ambiente. En este contexto, el uso de biopesticidas para el control de plagas y enfermedades en los cultivos aparece como una alternativa todavía más necesaria frente a los pesticidas químicos convencionales por sus efectos nocivos en la naturaleza y la salud de las personas.

Si bien su uso no es demasiado complicado, la aplicación de algunos bioplaguicidas puede requerir un alto nivel de conocimiento de las enfermedades y los patógenos a controlar. Al igual que con cualquier programa de control de enfermedades, el momento adecuado y la aplicación son esenciales para garantizar la eficacia. Los bioplaguicidas pueden no funcionar tan rápido como algunos pesticidas químicos sintéticos. Sin embargo, los bioplaguicidas generalmente son menos tóxicos para el usuario y son más suaves para los organismos no-objetivo, lo que los convierte en herramientas deseables y sostenibles para el manejo de enfermedades.

Se prevé que el mercado de bioplaguicidas crezca hasta los 6.600 millones de dólares en 2022, lo que supondrá una tasa de crecimiento anual del 15% entre 2016 a 2020, e incluso los más optimistas la cifran en el 17%. Este crecimiento se basa en el incremento de la demanda global, el crecimiento de la agricultura orgánica y el cambio en la legislación internacional. Las zonas de Asia-Pacifico son las regiones de mayores posibilidades de crecimiento, tanto por la cantidad de población como por la superficie para uso agrícola.

Las cianobacterias son microorganismos unicelulares y agrupaciones celulares fotosintéticas, con una amplia diversidad y distribución en el mundo. Las cianobacterias son bien conocidas por producir una variedad de metabolitos secundarios, incluidos compuestos antialgas, antifúngico, antivirales y citotóxicos (Singh et al, 2016). Estos compuestos bioactivos pertenecen al grupo de los policétidos, amidas, alcaloides, ácidos grasos, indoles y lipopéptidos (Abarzua et a., 1999, Burja et al, 2001). Diversos investigadores han demostrado que varios compuestos procedentes de determinadas cianobacterias y microalgas muestran actividad antifúngica contra varios hongos patógenos de plantas.

Con esta idea comienza el proyecto ALGAE4CONTROL, “Producción de bioplaguicidas a partir de cianobacterias para su uso en agricultura” (Convocatoria Retos-Colaboración 2017), con una duración de 3 años, con el objetivo de desarrollar formulaciones bioplaguicidas basadas en el uso de metabolitos antimicrobianos procedentes de cianobacterias (microalgas) para su uso agrícola como fitosanitarios naturales de origen biológico y sostenibles frente a agentes microbianos fitopatógenos. Se pretende estudiar y optimizar la obtención de bioplaguicidas a partir de cianobacterias y validar el uso de este tipo de productos en condiciones reales, con el fin de obtener un producto biopesticida de uso comercial. Además de tener actividad biopesticida, las cepas seleccionadas deben ser robustas, capaces de aclimatarse a los cambios de las condiciones ambientales, resistentes y de rápido crecimiento para evitar la contaminación con especies competidoras. En este proyecto se desarrollarán las tecnologías necesarias para la producción de bioplaguicidas a partir de cianobacterias.

Se trata por tanto de un proyecto de investigación formado por un consorcio compuesto por la empresa biotecnológica Biorizon Biotech S.L., la Universidad de Almería y la Fundación Cajamar. En el proyecto ALGAE4CONTROL abordará todas las etapas de caracterización, producción y aplicación de este tipo de extractos de cianobacterias, demostrando finalmente las ventajas de este tipo de bioproductos tanto en la rentabilidad como en la sostenibilidad de la producción agrícola. El proyecto contempla el desarrollo de un proceso productivo que incluye desde el aislamiento y la caracterización de diferentes estirpes de cianobacterias en el laboratorio hasta la aplicación en campo de formulados conteniendo extractos de sus metabolitos bioplaguicidas, para lo cual se plantea una investigación básica y aplicada combinada.

Cajamar llevará a cabo todos los ensayos de campo para determinar la forma de aplicación, los efectos sobre los cultivos, así como distintos métodos y dosis de suministro de los productos formulados, determinándose la respuesta frente a los microorganismos fitopatógenos, así como su compatibilidad con el uso de fauna auxiliar en producción integrada de plagas, los ensayos se realizarán en diferentes condiciones de cultivos, estadios y tipos de cultivos.

Alicia Mª. González Céspedes
Estación Experimental Cajamar