Investigadores de Embrapa Instrumentación (SP) y la Universidad Federal de São Carlos ( UFSCar) han desarrollado una tecnología que integra fertilizante mineral y un agente biológico en una sola formulación, permitiendo la aplicación simultánea de ambos. La tecnología consiste en un recubrimiento biodegradable aplicado a los gránulos de un fertilizante a base de fósforo y nitrógeno, que actúa como capa protectora para el hongo Trichoderma harzianum , un microorganismo beneficioso ampliamente utilizado como bioinsumo en la agricultura.
Trichoderma harzianum tiene un gran potencial para su uso en la agricultura, pero es sensible a condiciones ambientales desfavorables. El recubrimiento preserva la viabilidad del microorganismo durante el almacenamiento y favorece su liberación gradual en el suelo tras la aplicación del fertilizante, aumentando así su eficacia en el campo.
Esta tecnología tiene en cuenta las características del hongo y, al permitir la combinación de insumos, posibilita su aplicación simultánea, algo que antes se veía limitado por la incompatibilidad entre los componentes. Esto puede contribuir a una mayor eficiencia en el uso de los recursos y a la reducción de los residuos y las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a las actividades agrícolas.
El reto ahora consiste en ampliar la tecnología a escala comercial y validar su rendimiento en diferentes cultivos y condiciones de campo.
La solución aumenta la viabilidad.
Las investigadoras Cristiane Sánchez Farinas , coordinadora del estudio en Embrapa Instrumentación, Aline Medeiro Ferreira y Mariana Govoni Brondi, integrantes del equipo, encapsularon el hongo Trichoderma harzianum en una matriz polimérica biodegradable a base de celulosa. Esta matriz actúa como la masa de un pastel, sirviendo de soporte para los demás ingredientes. El resultado es un recubrimiento aplicado directamente a los gránulos de fertilizante, capaz de preservar la viabilidad del microorganismo.
Los experimentos han demostrado que, tras tres meses de almacenamiento a temperatura ambiente, las esporas encapsuladas —estructuras que producen los hongos para multiplicarse— mantuvieron una alta tasa de supervivencia, mientras que las esporas no encapsuladas perdieron hasta mil veces su vitalidad.
Los hongos son un aliado invisible de la productividad.
Aline Ferreira, quien posee una maestría en ingeniería química de la UFSCar y es la primera autora del estudio “Encapsulación de Trichoderma harzianum en carboximetilcelulosa reforzada con nanocelulosa para su aplicación como recubrimientos de fertilizantes”, publicado en febrero de este año por ACS Agricultural Science & Technology , explica que Trichoderma harzianum es un hongo bien conocido en la ciencia agrícola. “Es un hongo ampliamente utilizado como agente de biocontrol, capaz de combatir fitopatógenos, estimular el crecimiento de las plantas y aumentar la absorción de nutrientes”.
Pero a pesar de este potencial, su aplicación a gran escala se enfrenta a un obstáculo: las bajas tasas de supervivencia tras el almacenamiento y, sobre todo, en contacto directo con fertilizantes químicos. Cristiane Farinas, que lleva 12 años estudiando el tema, explica que sustancias como la urea y el fosfato monoamónico (MAP), un fertilizante mineral rico en fósforo y nitrógeno, pueden perjudicar la supervivencia de los microorganismos del suelo. «Son extremadamente frágiles. Fuera de su entorno ideal, mueren rápidamente al sol o en contacto con fertilizantes químicos potentes», afirma la investigadora.
Según ella, estos compuestos pueden provocar estrés osmótico, una situación en la que los microorganismos pierden agua debido a un exceso de sustancias concentradas a su alrededor, además de alterar el pH y causar reacciones químicas que comprometen su supervivencia. En la práctica, esto reduce drásticamente la eficacia de los inoculantes biológicos —productos que contienen microorganismos con acción beneficiosa para el desarrollo de las plantas—, limitando su adopción en el campo.
La cápsula protege al microorganismo.
Para superar este problema, los investigadores crearon una especie de “escudo” microscópico. El hongo fue encapsulado en una matriz polimérica de carboximetilcelulosa (CMC), un derivado de la celulosa, reforzada con nanocristales de celulosa (CNC).
“Esta estructura forma una película resistente y biodegradable que rodea las esporas del hongo, protegiéndolas de las condiciones adversas. A diferencia de los sistemas tradicionales, que liberan rápidamente el contenido, el nuevo material garantiza que el hongo esté disponible de forma continua en el suelo”, afirma Aline Ferreira.
La investigadora postdoctoral Mariana Govoni Brondi, coautora del artículo, destaca que esta característica se considera ideal para aplicaciones preventivas en la agricultura, ya que, al permanecer activo durante más tiempo en la región cercana a las raíces, conocida como rizosfera, el hongo puede colonizar el ambiente antes de la llegada de los patógenos, creando una especie de barrera biológica natural. «Además, la liberación gradual evita el contacto directo con el fertilizante, lo que aumenta aún más la tasa de supervivencia», explica.
Brondi subraya además que el recubrimiento del gránulo también influye en la velocidad de liberación del fertilizante químico. Según ella, una liberación más lenta y controlada del fertilizante permite que los nutrientes permanezcan disponibles para las plantas durante más tiempo, lo que reduce la necesidad de que los agricultores vuelvan a fertilizar el campo, así como los costos y las pérdidas ambientales, disminuyendo problemas como la eutrofización y la emisión de gases de efecto invernadero.
Los investigadores informan que los gránulos de fosfato monoamónico (MAP) recubiertos con la matriz polimérica mostraron un crecimiento fúngico constante incluso después de 30 días de almacenamiento. Los métodos convencionales, como el uso de soluciones de azúcar para fijar los microorganismos, mostraron una pérdida significativa de eficacia con el tiempo.
Impacto ambiental y económico
Los inoculantes microbianos están surgiendo como una alternativa al uso intensivo de fertilizantes químicos, pero dependen de tecnologías que garanticen su eficacia en el campo.
Cristiane Sánchez Farinas afirma que la carboximetilcelulosa es un material de bajo coste y ampliamente disponible, mientras que los nanocristales de celulosa pueden producirse a partir de residuos agrícolas, en consonancia con los principios de la bioeconomía circular.
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