El incremento en el uso de productos biológicos es uno de los retos de la agricultura moderna, dada la excesiva cantidad de agroquímicos que se utiliza actualmente para la producción agrícola y que está generando graves problemas ecológicos en casi todos los ecosistemas del mundo.
En este sentido, el uso con fines agrícolas de microorganismos, algas y otros elementos biológicos debería tener un aumento considerable en las siguientes décadas, ya que necesita impulsar una agricultura más respetuosa con el medioambiente, así como también disminuir los riesgos para la salud humana.
Por ejemplo, las algas han tenido uso como fertilizante desde el siglo XIX, cuando los habitantes de ciertas regiones costeras recogían las grandes algas pardas arrastradas por la marea, las colocaban en sus tierras y observaban el efecto beneficioso de estos organismos sobre el suelo y las plantas.
¿Qué son las algas y qué tipos hay?
Las algas son organismos fotosintetizadores de organización sencilla que viven en el agua o en ambientes muy húmedos, pertenecen en su mayoría al reino protista, y existen algunas diferencias en cuanto a la clasificación de las algas, aunque de forma general se pueden dividir en tres grandes grupos.
Las microalgas, que comprenden unas 50,000 especies, tanto de agua dulce como de agua salada, de las cuales solo 30,000 han sido estudiadas, se subdividen en filopirrofitas, filocrisófitas (algas amarillas), filoeuglenófitas, filobacilariofitas (diatomeas) y cianofíceas (algas verdes-azules o cianobacterias).
A su vez se estima que existen unas 9,000 especies de macroalgas, las cuáles se clasifican según su coloración en Chlorophyta (algas verdes), Phaeophyta (algas pardas, las más utilizadas en agricultura, especialmente Ascophyllum nodosum) y Rhodophyta (algas rojas).
Y por último están las verdaderas plantas vasculares, conocidas científicamente como carófitos, las cuales son algas muy complejas, de color verde en su mayoría, que son muy frecuentes en las orillas de los ríos y lagos, y que se reproducen sexualmente o por vía vegetativa.
¿Cuál es la composición de las algas?
La composición química de los diversos tipos de algas depende de su localización y las condiciones donde se desarrollan, dependiendo fuertemente de la luz, salinidad, profundidad, disponibilidad de nutrientes, presencia de corrientes de agua dulce y por supuesto, contenido de metales pesados en el agua.
En las algas se han identificado fitohormonas, reguladores del crecimiento, polisacáridos matriciales, polisacáridos de reserva, oligosacáridos, biotoxinas, compuestos antioxidantes, clorofilas, carotenos, xantofilas, minerales, materia orgánica, manitol, vitaminas, aminoácidos, proteínas, ácidos algínicos, ácidos fúlvicos, otros ácidos orgánicos, enzimas, esterol y fucosterol.
Esta extensa y variada composición que poseen las algas es la responsable de los efectos beneficiosos que su aplicación provoca en las plantas cultivada, debido a que muchos de estos compuestos juegan un papel importante en los diversos procesos fisiológicos de las mismas.
Sin embargo, en la medida en que se vayan mejorando los procesos, desde la recolección hasta la extracción, los resultados obtenidos en campo serán cada vez mejores, pues actualmente muchas propiedades benéficas de los extractos de algas se pierden durante su proceso de elaboración.
En general los procesos de extracción deben incluir la ruptura celular para liberar los componentes de interés, y los procesos existentes son extracción con álcali, extracción con ácido, ruptura de células en suspensión, digestión con enzimas, extracción con agua a altas presiones, extracción con disolventes químicos, extracción asistida con microondas y extracción con fluidos supercríticos.
Aunque claro, en muchas ocasiones simplemente se utiliza un secado de las algas, seguido por una pulverización y entonces se utiliza el polvo resultante para ser aplicado directamente al suelo.
¿Qué algas se usan en la agricultura?
La spirulina (Arthrospira platensis), una cianobacteria, es quizá el alga más conocida en la actualidad, pues se ha utilizado para la producción de biocombustibles, alimentos para animales y fertilizantes agrícolas, además de ser ampliamente usada en la industria farmacéutica.
Pero son las macroalgas pardas las más comúnmente utilizadas en la agricultura, entre las que destaca Ascophyllum nodosum, aunque otras algas pardas también se han utilizado como biofertilizantes, entre las que se incluyen Fucus spp., Laminaria spp., Sargassum spp., Turbinaria spp. y Ecklonia maxima.
Algunas algas rojas se han utilizado como bioestimulantes del crecimiento vegetal, como Corralina mediterránea, Janiarubens, Pterocladia pinnata, y también algas verdes como Cladophora dalmatica, Enteromorpha intestinalis y Ulva lactuca.
Con el objetivo de impulsar el uso de las algas en la agricultura, en la actualidad se elaboran una gran variedad de productos, siendo sus dos principales formulaciones los extractos líquidos y los trozos o polvos.
De manera general, los extractos líquidos de algas son utilizados para la aplicación foliar como biofertilizantes, aunque también se llegan a aplicar directamente al suelo; algunos extractos comerciales contienen sólo macroalgas, pero es más común que tengan un poco de microelementos, harinas de pescado y/o pesticidas.
Por otro lado, las macroalgas troceadas y en polvo proceden generalmente de la explotación de poblaciones naturales de Ascophyllum, Macrocystis, Durvillea, Ecklonia, Fucus, Sargassum, Cystoseira y Laminaria.
Algunos productos comerciales a partir del alga Ascophyllum nodosum son Acadian, Fruticrop, Solu-Sea y Stimplex, otros productos que provienen de microalgas, como Spirulina y Chlorella son CBFERT y Naturplasma, respectivamente.
Eso sí, cabe aclarar que, desde la década de 1950, el uso directo de algas ha sido sustituido por extractos hechos de diferentes especies de macroalgas, los cuales ganaron aceptación como bioestimulantes vegetales, al observar buenas respuestas fisiológicas por parte de las plantas.
¿Cuáles son sus efectos benéficos?
Los efectos que se pueden lograr en los cultivos con la aplicación de extractos de algas dependerán en gran medida de la acción sinérgica de todos los componentes, ya que si se aislaran y aplicaran los ingredientes activos por separado no se tendrían los mismos resultados.
Además, los efectos visibles en las plantas también dependerán de la forma en que sean aplicados los extractos, pudiendo ser aplicados directamente al suelo, mediante aspersión foliar, por peletización a las semillas, en tratamiento postcosecha o por la combinación de varias maneras.
La lista de los efectos benéficos de las algas y sus extractos es amplia, e incluye estimulación de la germinación de las semillas, estimulación del crecimiento de las raíces, adelantamiento en la maduración de los frutos, retraso de la senescencia, además de que poseen efectos fortificantes.
Además, las aplicaciones de diferentes tipos de extractos han estimulado la tolerancia de las plantas a un amplio rango de estrés abiótico, especialmente causado por salinidad, sequía, heladas y altas temperaturas.
También actúan en los procesos que desencadenan los mecanismos de defensa e inmunidad de las plantas, por lo que reducen la infestación por nemátodos e incrementan la resistencia al ataque de diversas plagas, tales como ácaros, pulgones, araña roja, mosca blanca y áfidos.
Estudios recientes incluso han demostrado el potencial de los extractos de algas para el control de diversos tipos de patógenos que causan enfermedades fúngicas y bacterianas de gran impacto económico, tales como Fusarium sp., Botrytis sp., y Alternaria sp.
Las algas verdes y las cianobacterias están involucradas en la producción de metabolitos que juegan un papel importante en la fisiología de las plantas, pero también aumentan la diversidad de comunidades microbianas en el suelo, al cual también hidratan y reestructuran.
A diferencia de los fertilizantes químicos, las algas liberan más lentamente el nitrógeno y son ricas en macro y microelementos, y también, se han empleado para reducir la cantidad de sodio intercambiable, lo que conduce a la recuperación de los suelos sódicos.
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