Con desechos bovinos y minerales remedian el estrés hídrico en el maíz

Julieta Villafañe es una joven investigadora de la Universidad Nacional de Río Cuarto que acaba de arribar a Brasil, donde durante cinco meses realizará la etapa final de su tesis doctoral promisoria para el campo de la fisiología vegetal. Desarrolla una novedosa aplicación centrada en la obtención de bioestimulantes para plantas de maíz con déficit hídrico.

Trabaja con bacterias y compuestos proteicos obtenidos de restos animales bovinos de frigorífico, que poseen una alta carga de proteínas y aminoácidos, y suplementos minerales que fueron usados como bioestimulantes destinados a la aplicación en las plantas de maíz y en el suelo a fin de mejorar la eficiencia nutricional, la tolerancia al estrés por sequía y la calidad del cultivo.

Desde hace más de cuatro años viene llevando a cabo ensayos a campo, con simulaciones de estrés hídrico y el uso de drones, entre otras variadas estrategias de estudio, a lo que se suman ensayos en cámaras de crecimiento y en laboratorio.

En las pruebas sobre terreno se obtuvieron buenos resultados a partir del uso de estas tecnologías promisorias, con miras al desarrollo sustentable.

Emplea distintos bioestimulantes de origen microbiano –dos bacterias-, que se aplican a la semilla- y no microbiano –uno de origen animal, y el selenio que es un micronutriente y oligoelemento esencial-, aplicado a la planta.

En un estudio de avanzada en un contexto en el que el estrés hídrico en el maíz, provocado por la falta de agua y las altas temperaturas, es un fenómeno que crece a pasos agigantados como consecuencia del cambio climático, con caídas de rendimiento de hasta un 50 por ciento. Los bioestimulantes de distinto origen aumentan parámetros productivos, morfológicos y fisiológicos de plantas de maíz sometidas a estrés hídrico. Fortalecen el sistema antioxidante del vegetal, incrementan la producción de azúcares, las PGPR producen hormonas, el hidrolizado proteico aporta aminoácidos y ayudan al crecimiento de las raíces. Las PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria o bacterias promotoras del crecimiento vegetal) son microorganismos benéficos que colonizan la rizosfera (raíces), mejorando la nutrición, productividad y sanidad de los cultivos. Actúan fijando nitrógeno, solubilizando fósforo, produciendo fitohormonas y protegiendo contra enfermedades.

El aprovechamiento de residuos de la industria alimentaria, el uso de micronutrientes y de microorganismos como bioestimulantes para disminuir el efecto de distintos estreses en cultivos, es una estrategia innovadora y sustentable. Sin embargo, estas nuevas herramientas biotecnológicas aún están en sus etapas iniciales de desarrollo y necesitan mayor investigación.

El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de bioestimulantes de diferente origen -microbianos y no microbianos- en el cultivo de maíz sometido a estrés hídrico. La supresión de riego, la disminución de riego en el campo y el PEG, en el caso de germinación, son formas diferentes de generar estrés hídrico. El polietilenglicol (PEG) es un agente no tóxico utilizado para simular estrés hídrico en investigaciones agrícolas.

Los tratamientos incluyeron: selenio y la combinación de bacterias más hidrolizado proteico de origen animal.

En cámara se evaluaron parámetros morfológicos, como la altura final de la planta, área foliar y parámetros fisiológicos en raíz y hoja como la concentración de carbohidratos solubles totales. En los ensayos a campo se midieron parámetros productivos como el número de granos por m2, el peso de mil granos y el rendimiento final del cultivo.

Los resultados preliminares permitieron observar que las plantas tratadas con selenio muestran un incremento en la altura final, en el área foliar y en la acumulación de concentración de carbohidratos solubles totales, lo que confirmaría su efecto antioxidante y biofortificante. El hidrolizado proteico de origen animal aumentó el área foliar al igual que Achromobacter xylosoxydans, que además mostró un aumento del +21.3% de concentración de carbohidratos solubles totales. Todos los tratamientos incrementaron el rendimiento final del cultivo, destacándose Achromobacter xylosoxydans con un +15.3% respecto al control. El peso de mil granos explicó estas diferencias en el rendimiento final del cultivo, mientras que el número de granos por m2 no mostró diferencias significativas entre los tratamientos. Estos resultados indicarían que, si bien aún son necesarios más estudios para comprender el mecanismo de acción, momento y modo de aplicación, estos bioestimulantes muestran incrementos en el rendimiento final.

Villafañe trabaja en el Instituto de investigaciones agrobiotecnológicas (INIAB), de doble dependencia UNRC-Conicet, que dirige el doctor Sergio Alemano. Su estudio está centrado en la búsqueda de estrategias tendientes a mitigar problemas de estrés hídrico en híbridos comerciales de maíz basadas en el uso de bioestimulantes de distinto origen y de suplementos minerales, que aumentan parámetros productivos, morfológicos y fisiológicos de plantas sometidas a estrés hídrico. Lo desarrolla en el marco del Doctorado Binacional en Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuaria, que llevan delante de manera conjunta la UNRC y la Universidad Federal Rural de Río de Janeiro.

Como becaria doctoral del INIAB, realizó el año pasado una pasantía de cuatro meses en la cátedra de Plantas Daninhas e Pesticidas no Ambiente de esa universidad brasilera. Evaluó el efecto de un bioestimulante obtenido a partir de un efluente de tambo sobre plantas de maíz bajo estrés hídrico. Y comprobó el perfil metabolómico de muestras de plantas de maíz en condiciones de estrés tratadas con bioestimulantes de distinto origen. Estas determinaciones se realizaron en EMBRAPA Soja (Londrina, PR) a cargo del doctor Guilherme Zoccolo.

Ahora regresó al gigante sudamericano para dar las puntadas finales a su tesis con la que accederá al título de doctora.

- ¿Qué está haciendo?

- Al igual que el año pasado, vine por cinco meses a la Universidad Federal Rural de Río de Janeiro, ubicada en la ciudad de Seropedica. Esta vez, para hacer una pasantía con la finalidad de terminar la escritura de mi tesis doctoral.

- ¿De qué trata?

-Mi tesis doctoral, titulada “Estrategias tendientes a mitigar problemas de estrés hídrico en un híbrido comercial de maíz basadas en el uso de bioestimulantes de distinto origen y de suplementos minerales”, busca entender en qué medida estos bioinsumos mejoran diferentes parámetros -fisiológicos, morfológicos y bioquímicos- y dilucidar mediante qué mecanismos actúan en plantas de maíz sometidas a estrés hídrico y a condiciones óptimas de riego.

- ¿Qué insumos son?

- Los bioestimulantes que utilizo son de dos orígenes, microbiano -Azospirillum argentinense cepa Az39 y Achromobacter xylosoxidans cepa SF2- y no microbiano -hidrolizado proteico de origen bovino y selenio-, aunque también trabajo con combinaciones de los mismos. Otro punto importante de mi proyecto de tesis es que dichos bioinsumos se aplican en maíz bajo estrés hídrico y es por ello que nosotros trabajamos con el estrés en diferentes etapas del cultivo: germinación, vegetativas y reproductivas. Así es que se han desarrollado ensayos en cámara de crecimiento con condiciones controladas y a campo, donde las plantas cumplían todo su ciclo.

- ¿Qué conocimiento novedoso aporta el estudio?

- Lo novedoso de este trabajo es la información que podemos generar respecto del funcionamiento de los diferentes biestimulantes en las condiciones hídricas planteadas, sobre todo de los de origen no microbiano y de Achromobacter xylosoxydans, de los cuales se cuenta con poca información.

- ¿Hay hallazgos valiosos?

- Por el momento, los resultados obtenidos indican una mejora en los diferentes parámetros analizados de las plantas sometidas a estrés y tratadas con estos bioestimulantes respecto a un testigo sin tratar. Si bien lo que se busca no es comparar entre ellos y ver cuál es el mejor, el enfoque de mi tesis ha sido analizar si estos productos funcionan verdaderamente en maíz con resultados positivos.