Introducción
⌅La fertilización bajo la Revolución Verde
⌅La
Revolución Verde constituyó un proceso de modernización de la
agricultura, donde el conocimiento tecnológico suplantó al conocimiento
determinado por la experiencia práctica del agricultor (Ceccon, 2008Ceccon, E. (2008). La revolución verde: Tragedia en dos actos. Ciencias, 91, 4-14.
). De acuerdo a (Molina, 2021Molina,
J. E. (2021). La revolución verde como revolución tecnocientífica:
Artificialización de las prácticas agrícolas y sus implicaciones. Revista Colombiana de Filosofía de la Ciencia, 21(42), 175-204. https://doi.org/10.18270/rcfc.v21i42.3477
) la fertilización constituyó el tercer “elemento
tecnológico” de la agricultura industrial, junto a la mecanización y la
selección y producción de semillas, los cuales permitieron lograr altos
rendimientos en suelos con baja o muy baja fertilidad.
Según (Dagognet, 1973Dagognet, F. (1973). Des révolutions vertes: Histoire et principes de l’agronomie. [Editorial].
)
la práctica agrícola bajo la Revolución Verde desarrolló un esquema de
fertilización centrado en la planta, con el aporte de sólo aquellos
elementos químicos considerados necesarios para aumentar el rendimiento
(“forzamiento”). Así, se obtuvieron cosechas sin devolver nada al suelo,
calificado como un simple soporte del crecimiento vegetal, que podía
incluso, ser sustituido (Bourguignon & Bourguignon, 2015Bourguignon, C., & Bourguignon, L. (2015). Le sol, la terre et les champs: Pour retrouver une agriculture saine. Sang de la terre.
).
No
obstante, esta concepción tecnológica sólo fue posible gracias al
aumento masivo del consumo y la producción de fertilizantes de síntesis
química, el cual pasó de 4 millones de toneladas (N, P2O5 y K2O) al finalizar la II Guerra Mundial a 17 millones de toneladas en 1950 y 130 millones de toneladas a finales de los años 80 (Mazoyer & Roudart, 2002Mazoyer, M., & Roudart, L. (2002). Mondialisation, crise et conditions de développement durable des agricultures paysannes. ULB--Universite Libre de Bruxelles.
) con un alto costo energético.
Este
uso extensivo y desequilibrado de los fertilizantes de origen mineral
para incrementar la producción generó diversos efectos negativos, tales
como: la contaminación de agua, aire y suelo (Rahman y Zhang, 2018Rahman,
K. and Zhang, D. (2018) Effects of Fertilizer Broadcasting on the
Excessive Use of Inorganic Fertilizers and Environmental Sustainability. Sustainability, 10, Article 759. - References - Scientific Research Publishing https://share.google/z1kMfhmECgJTLsLhF
), la eutrofización, el efecto invernadero (Goenadi et al., 2018Goenadi,
D. H., Mustafa, A., & Santi, L. (2018). Bio-organo-chemical
fertilizers: A new prospecting technology for improving fertilizer use
efficiency (FUE). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 183(1), 012011. http://doi:10.1088/1755-1315/183/1/012011
, Liu et al., 2014Liu,
J., Shen, J., Li, Y., Su, Y., Ge, T., Jones, D. L., & Wu, J.
(2014). Effects of biochar amendment on the net greenhouse gas emission
and greenhouse gas intensity in a Chinese double rice cropping system. European Journal of Soil Biology, 65, 30-39.
; Youssef & Eissa, 2014Youssef, M., & Eissa, M. (2014). Biofertilizers and their role in management of plant parasitic nematodes. A review. Journal of Biotechnology and Pharmaceutical Research, 5(1), 1-6.
) y la acumulación tóxica de metales pesados (Atafar et al., 2010Atafar,
Z., Mesdaghinia, A., Nouri, J., Homaee, M., Yunesian, M.,
Ahmadimoghaddam, M., & Mahvi, A. H. (2010). Effect of fertilizer
application on soil heavy metal concentration. Environmental Monitoring and Assessment, 160(1), 83-89. https://doi.org/10.1007/s10661-008-0659-x
). Por su parte, (Aktar et al., 2009Aktar, M. W., Sengupta, D., & Chowdhury, A. (2009). Impact of pesticides use in agriculture: Their benefits and hazards. Interdisciplinary Toxicology, 2(1), 1-12.
)
señalan que el uso prolongado de fertilizantes puede afectar la
estructura del suelo y conducir a la disminución de contenido de
nutrientes, incrementando, además, la susceptibilidad de los cultivos a
diversas enfermedades.
Por ello, se han desarrollado propuestas
conducentes a un uso más racional de los fertilizantes de origen
mineral, mediante el incremento de la eficiencia de uso de nutrientes
(EUN), definido mediante varios conceptos (Liu et al., 2014Liu,
J., Shen, J., Li, Y., Su, Y., Ge, T., Jones, D. L., & Wu, J.
(2014). Effects of biochar amendment on the net greenhouse gas emission
and greenhouse gas intensity in a Chinese double rice cropping system. European Journal of Soil Biology, 65, 30-39.
),
siendo los más empleados: i) el “Factor Parcial de Productividad (
rendimiento obtenido por unidad de fertilizante aplicado) y ii) “Balance
Parcial de nutrientes” (Nutrientes tomados del sistema en relación a la
cantidad aplicada) (Kumar & Baweja, 2024Kumar, G., & Baweja, P. (2024). Biofertilizer: A tool for sustainable agriculture in changing environment. Bioengineering Research, 1(1), 1-10.
),
este último indicador es más robusto cuando se apoya con la información
del estado del suelo y el manejo integrado de la nutrición vegetal, el
cual propone el uso de diferentes fuentes, tales como residuos de
cosecha, fertilizantes orgánicos (dando preferencia a los componentes
locales) y biofertilizantes basados en inoculantes microbianos de manera
conjunta a los fertilizantes de origen mineral; considerando su
balance, interacciones y la sincronía con la demanda de nutrientes por
parte del cultivo (Aulakh & Malhi, 2004Aulakh,
M. S., & Malhi, S. S. (2004). Fertilizer nitrogen use efficiency as
influenced by interactions with other nutrients. In J. R. Wilson (Ed.), Agriculture and the nitrogen cycle: Assessing the impacts of fertilizer use on food production and the environment (pp. 181-192). Scientific Publishers.
; Darjee et al., 2023Darjee,
S., Shrivastava, M., Langyan, S., Singh, G., Pandey, R., Sharma, A.,
Khandelwal, A., & Singh, R. (2023). Integrated nutrient management
reduced the nutrient losses and increased crop yield in irrigated wheat. Archives of Agronomy and Soil Science, 69(8), 1298-1309. https://doi.org/Integrated nutrient management reduced the nutrient losses and increased crop yield in irrigated wheat
; Kumar & Baweja, 2024Kumar, G., & Baweja, P. (2024). Biofertilizer: A tool for sustainable agriculture in changing environment. Bioengineering Research, 1(1), 1-10.
).
Las estrategias de manejo integrado de la nutrición propician también
la innovación constante y el intercambio de conocimientos entre
productores, técnicos, decisores e investigadores (Srivastava & Ngullie, 2009Srivastava, A., & Ngullie, E. (2009). Integrated nutrient management: Theory and practice. Dynamic Soil, Dynamic Plant, 3(1), 1-30.
).
El siguiente trabajo tiene como objetivo señalar algunas características particulares de los biofertilizantes y las consecuencias de éstas en su integración en las tecnologías de producción.
Desarrollo del Tema
⌅Los biofertilizantes como alternativa en el marco del manejo integrado de la nutrición vegetal
⌅Los
biofertilizantes se definen como sustancias que contienen organismos
vivos con propiedades beneficiosas para el crecimiento y desarrollo de
las plantas (Mącik et al., 2020Mącik,
M., Gryta, A., & Frąc, M. (2020). Biofertilizers in agriculture: An
overview on concepts, strategies and effects on soil microorganisms. Advances in Agronomy, 162, 31-87. https://doi.org/10.1016/bs.agron.2020.02.001
). De acuerdo a (Sanjuán et al., 2023Sanjuán,
J., Nápoles, M. C., Pérez-Mendoza, D., Lorite, M. J., &
Rodríguez-Navarro, D. N. (2023). Microbials for agriculture: Why do they
call them biostimulants when they mean probiotics? Microorganisms, 11(1), 153. https://doi: 10.3390/microorganisms11010153
) se diferencian de otro tipo de bioproductos por participar en la provisión de nutrientes a las plantas.
Estos
microorganismos utilizan mecanismos diversos para mejorar la absorción
de nutrientes, mejorar la fertilidad del suelo y aumentar el rendimiento
de los cultivos, tales como la fijación de nitrógeno, la solubilización
de potasio y fósforo y la excreción de fitohormonas y otros
metabolitos, sustancias que suprimen los fitopatógenos, protegen a las
plantas del estrés abiótico y biótico y promueven la desintoxicación de
contaminantes (Chakraborty & Akhtar, 2021Chakraborty,
T., & Akhtar, N. (2021). Biofertilizers: Prospects and challenges
for future. In D. P. Singh, H. B. Singh, & Prabha, R. (Eds.), Biofertilizers: Study and impact (pp. 575-590). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781119724995.ch20
; Kumar & Baweja, 2024Kumar, G., & Baweja, P. (2024). Biofertilizer: A tool for sustainable agriculture in changing environment. Bioengineering Research, 1(1), 1-10.
; Mukherjee et al., 2023Mukherjee,
B., Goswami, S., Pal, P., Mandal, T. K., Bhattacharya, U., Naskar, M.
K., & Dutta, S. (2023). Improving crop nutrition through ecofriendly
biofertilizers: Concept, types and benefits in agriculture.
[Editorial].
).
; Gliessman et al., 2007Gliessman, S. R., Rosado-May, F. J., Guadarrama-Zugasti, C., Jedlicka, J., Cohn, A., Méndez, V. E., Cohen, R., Trujillo, L., Bacon, C., & Jaffe, R. (2007). Agroecología: Promoviendo una transición hacia la sostenibilidad. Ecosistemas, 16(1), 13-23.
)
(Gómez et al., 2016Gómez,
L., Martínez-Viera, R., Funes-Aguilar, F., & Vázquez, L. (2016).
Inoculantes microbianos y estimulantes. In F. Funes & L. L. Vázquez
(Eds.), Avances de la Agroecología en Cuba (pp. 141-153). Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey.
)
señalan entre las ventajas del uso de biofertilizantes su capacidad
para suplementar o movilizar nutrientes con un mínimo de recursos no
renovables, la generación de procesos microbianos rápidos, las pequeñas
dosis aplicadas y la capacidad de solucionar problemas locales
específicos.
(Machín Sosa et al., 2010Machín
Sosa, B., Jaime, R., María, A., Lozano, Á., & Rocío, D. (2010).
Revolución agroecológica el movimiento de campesino a campesino de la
ANAP en Cuba. [Editorial/Source].
) y (Rosset et al., 2011Rosset,
P. M., Machín Sosa, B., Roque Jaime, A. M., & Ávila Lozano, D. R.
(2011). The Campesino-to-Campesino agroecology movement of ANAP in Cuba:
Social process methodology in the construction of sustainable peasant
agriculture and food sovereignty. The Journal of Peasant Studies, 38(1), 161-191. https://doi:10.1080/03066150.2010.538584
) identifican a Cuba como el país latinoamericano
que adoptó los paquetes tecnológicos de la Revolución Verde con mayor
intensidad, lo que conllevó a los efectos ambientales ya mencionados
anteriormente. Por otra parte, la crisis causada por el colapso de
bloque socialista en 1989 - 1990 (el denominado “Período Especial”) y
los efectos del bloqueo de Estados Unidos, provocaron la búsqueda de
alternativas para mantener la producción de alimentos en el país.
En
este sentido, Cuba incluyó en 1991 la producción de biofertilizantes o
inoculantes microbianos como programa estratégico, lo cual ha
contribuido no sólo a la sustitución de fertilizantes de origen mineral
importados, sino también a producir alimentos más sanos para la
población y proteger el medio ambiente (Gómez et al., 2016Gómez,
L., Martínez-Viera, R., Funes-Aguilar, F., & Vázquez, L. (2016).
Inoculantes microbianos y estimulantes. In F. Funes & L. L. Vázquez
(Eds.), Avances de la Agroecología en Cuba (pp. 141-153). Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey.
).
Como resultado de ello, en la actualidad el “Programa de Bioproductos de Uso Agrícola en Cuba¨ reconoce como biofertilizantes basados en inoculación microbiana los siguientes productos, incluidos en el balance del Ministerio de la Agricultura:
| Producto | Principio activo y uso | Sustitución de nutrientes | Institución responsable |
|---|---|---|---|
| BIOFER® | Bacteria del género Rhizobium, para inocular leguminosas de grano. | Sustituye entre el 30% y el 50% de la fertilización nitrogenada. | Instituto de Suelos (IS) |
| AZOFERT® | Bacterias del género Bradyrhizobium, para inocular leguminosas de grano, forrajeras y de pasto. | Sustituye entre el 30% y el 50% de la fertilización nitrogenada. | Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) |
| NITROFIX® | Bacterias del género Azospirillum para la inoculación líquida de caña de azúcar y otras gramíneas. | Sustituye entre el 50% y 70% de la fertilización nitrogenada y estimula el desarrollo vegetal. | Instituto Cubano de Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) |
| FOSFORINA® | Bacteria Pseudomonas fluorescens. Se emplea en una amplia gama de cultivos. | Sustituye entre el 15% y 30% de la fertilización fosfórica, estimula el crecimiento y confiere protección contra patógenos. | Instituto de Suelos (IS) |
| DIMARGON® | Bacteria Azotobacter. Se emplea en una amplia variedad de cultivos. | Estimula el crecimiento vegetal y sustituye hasta un 35% del fertilizante nitrogenado. | Instituto de Investigaciones Fundamentales de la Agricultura Tropical Alejandro de Humboldt (INIFAT) |
| EcoMic® | Cepas de hongos micorrizógenos. Se emplea en una amplia variedad de cultivos. | Sustituye dosis de N, P y K hasta un 30% y confiere resistencia a estrés y ataque de patógenos. | Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA) |
Tomado de: (Gómez et al., 2016 pp. 144Gómez,
L., Martínez-Viera, R., Funes-Aguilar, F., & Vázquez, L. (2016).
Inoculantes microbianos y estimulantes. In F. Funes & L. L. Vázquez
(Eds.), Avances de la Agroecología en Cuba (pp. 141-153). Estación Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey.
).
No
obstante, si bien los biofertilizantes constituyen una importante
alternativa en la nutrición vegetal y un elemento fundamental dentro de
un esquema de manejo integrado de la misma (Bloemberg et al., 2000Bloemberg,
G. V., Wijfjes, A. H., Lamers, G. E., Stuurman, N., & Lugtenberg,
B. J. (2000). Simultaneous imaging of Pseudomonas fluorescens WCS365
populations expressing three different autofluorescent proteins in the
rhizosphere: New perspectives for studying microbial communities. Molecular Plant-Microbe Interactions, 13(11), 1170-1176.
), resulta indispensable destacar dos elementos al respecto: i) sólo los inoculantes fijadores de nitrógeno sustituyen un porcentaje variable de la necesidad nutricional de la planta mediante el proceso de
fijación biológica del nitrógeno (FBN) y, ii) el resto de los
inoculantes (solubilizadores de fósforo y potasio, micorrizas) incrementan la eficiencia de uso de estos macronutrientes, mediante el aprovechamiento de sus formas insolubles ya existentes en el suelo; característica asociada a la condición de éste y a una
posible fertilización mineral previa (fertilización residual), por lo
que no pueden, en ningún sentido sustituir a los fertilizantes de origen mineral por completo (Okon & Labandera-Gonzalez, 1994Okon,
Y., & Labandera-Gonzalez, C. A. (1994). Agronomic applications of
Azospirillum: An evaluation of 20 years worldwide field inoculation. Soil Biology and Biochemistry, 26(12), 1591-1601.
; Vessey, 2003Vessey, J. K. (2003). Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant and Soil, 255(2), 571-586. https://doi.org/10.1023/A:1026037216893
).
Considerando estos aspectos, los
biofertilizantes han sido adoptados exitosamente en diversos sistemas de
producción a nivel mundial como alternativa de manejo de la nutrición
vegetal (Sansinenea, 2021Sansinenea, E. (2021). Application of biofertilizers: Current worldwide status. Biofertilizers. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821667-5.00004-X.
), mostrando un crecimiento del 10 - 13% de su mercado mundial en los últimos años, estimado en USD 6,34 billones en 2032 (Joshi & Gauraha, 2022Joshi,
S. K., & Gauraha, A. K. (2022). Global biofertilizer market:
Emerging trends and opportunities. In D. P. Singh, H. B. Singh, &
Prabha, R. (Eds.), Trends of applied microbiology for sustainable economy (pp. 689-697). [Publisher].
).
Este incremento está asociado además a la búsqueda de opciones
favorecidas por los consumidores, aquellas que promueven una mayor
sostenibilidad y alimentos más saludables.
Biofertilización en la transición agroecológica
⌅Según (Pimentel & Pimentel, 2007Pimentel, D., & Pimentel, M. H. (2007). Food, energy, and society. CRC Press.
)
la transición agroecológica se define como el proceso de transformación
de los sistemas convencionales de producción hacia el manejo
agroecológico. Dicho proceso no sólo comprende elementos técnicos,
productivos y ecológicos, sino también aspectos socioculturales y
económicos del entorno del agricultor, su familia y su comunidad, por lo
que la transición agroecológica debe entenderse como un proceso de
cambio multilineal que ocurre a través del tiempo (Conway, 1987Conway, G. R. (1987). The properties of agroecosystems. Agricultural Systems, 24(2), 95-117.
).
En este sentido, (Glissman, 2002Glissman, S. (2002). Agroecología: Procesos ecológicos en agricultura sustentable. CATIE.
)
plantea tres etapas en la transición agroecológica: i) la reducción de
insumos, ii) la sustitución de dichos insumos y, iii) el logro de
sistemas auto regulables a través de la recuperación de las funciones
ecosistémicas mediante su re-diseño (Figura 2). Por su parte, (Altieri & Nicholls, 2007Altieri,
M. A., & Nicholls, C. I. (2007). Conversión agroecológica de
sistemas convencionales de producción: Teoría, estrategias y evaluación. Ecosistemas, 16(1), 89-99.
), destacan que la
diversificación de los sistemas (incremento de la biodiversidad) y el
manejo de los suelos constituyen los pilares de los procesos de
transición, y actúan de manera sinérgica en la salud de los
agroecosistemas.
; Gliessman et al., 2007Gliessman, S. R., Rosado-May, F. J., Guadarrama-Zugasti, C., Jedlicka, J., Cohn, A., Méndez, V. E., Cohen, R., Trujillo, L., Bacon, C., & Jaffe, R. (2007). Agroecología: Promoviendo una transición hacia la sostenibilidad. Ecosistemas, 16(1), 13-23.
).
Bajo
esta concepción, el uso de biofertilizantes constituye una acción
asociada a la etapa 2 de la transición y requiere, además, abandonar la
idea del suelo como sustrato inerte, promovida por la Revolución Verde,
por la consideración del suelo como un organismo, un componente del
agroecosistema complejo, viviente y dinámico (Gliessman, 2000Gliessman, S. R. (2000). Agroecosystem sustainability: Developing practical strategies. CRC Press.
; Gliessman et al., 2007Gliessman,
S. R., Rosado-May, F. J., Guadarrama-Zugasti, C., Jedlicka, J., Cohn,
A., Méndez, V. E., Cohen, R., Trujillo, L., Bacon, C., & Jaffe, R.
(2007). Agroecología: Promoviendo una transición hacia la
sostenibilidad. Ecosistemas, 16(1), 13-23.
).
Este cambio de visión, del suelo sustrato al
suelo vivo, debe traer como consecuencia una transformación del
paradigma de la fertilización como práctica. Según (Molina, 2021Molina,
J. E. (2021). La revolución verde como revolución tecnocientífica:
Artificialización de las prácticas agrícolas y sus implicaciones. Revista Colombiana de Filosofía de la Ciencia, 21(42), 175-204. https://doi.org/10.18270/rcfc.v21i42.3477
), la Revolución Verde trasladó a la agricultura
modelos análogos a la producción industrial con dinámicas lineales,
donde mayores insumos generan mayor producción. Asumir la transición
agroecológica, significa entonces, repensar el uso de biofertilizantes
abandonando estas lógicas propias de la fertilización con insumos de
origen mineral; considerando, sobre todo, su carácter de inoculante vivo
que es incorporado en un medio también vivo.
La biofertilización
implica la introducción de un (o unos) organismo (s) en un medio físico
con condiciones extremadamente hostiles (el suelo), donde se establecen
relaciones ecológicas complejas: simbiosis, competencia, depredación (Erktan et al., 2020Erktan,
A., Or, D., & Scheu, S. (2020). The physical structure of soil:
Determinant and consequence of trophic interactions. Soil Biology and Biochemistry, 148, 107876. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107876
). Así, este proceso resulta entonces muy diferente a
la aplicación de un elemento químico inerte en “dosis” previamente
establecidas para “compensar” deficiencias. Se trata de pasar de un
pensamiento lineal a uno complejo.
Por otra parte, la aplicación
de biofertilizantes no influencia únicamente las propiedades
fisicoquímicas del suelo, sino que afecta su biodiversidad, la
estructura de la comunidad microbiana nativa y su funcionabilidad (Castro-Sowinski et al., 2007Castro-Sowinski,
S., Herschkovitz, Y., Okon, Y., & Jurkevitch, E. (2007). Effects of
inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria on resident
rhizosphere microorganisms. FEMS Microbiology Letters, 276(1), 1-11. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2007.00878.x
; Javoreková et al., 2015Javoreková,
S., Maková, J., Medo, J., Kovácsová, S., Charousová, I., & Horák,
J. (2015). Effect of bio-fertilizers application on microbial diversity
and physiological profiling of microorganisms in arable soil. Eurasian Journal of Soil Science, 4(1), 54-61. https://doi.org/10.18393/ejss.07093
). (Castro-Sowinski et al., 2007Castro-Sowinski,
S., Herschkovitz, Y., Okon, Y., & Jurkevitch, E. (2007). Effects of
inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria on resident
rhizosphere microorganisms. FEMS Microbiology Letters, 276(1), 1-11. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2007.00878.x
) señalan que estos efectos varían
significativamente de una población nativa a otra, con ciertas
poblaciones microbianas que pueden aumentar y otras disminuir, e
incluso, en algunos casos, no provocar variaciones.
Aspectos ecológicos fundamentales a considerar
⌅El paradigma agroecológico implica la imitación y adaptación de los procesos naturales en los sistemas de producción, lo que requiere la comparación entre ambos tipos de sistema y la comprensión de sus diferencias.
En un ecosistema natural, la energía y la materia
fluyen como resultado de un conjunto complejo de interacciones tróficas,
con ciertas cantidades disipadas en diferentes puntos y momentos a lo
largo de la cadena alimenticia, y con la cantidad más grande de energía
moviéndose finalmente por la ruta de los desechos (Gliessman et al., 2007Gliessman,
S. R., Rosado-May, F. J., Guadarrama-Zugasti, C., Jedlicka, J., Cohn,
A., Méndez, V. E., Cohen, R., Trujillo, L., Bacon, C., & Jaffe, R.
(2007). Agroecología: Promoviendo una transición hacia la
sostenibilidad. Ecosistemas, 16(1), 13-23.
; Glissman, 2002Glissman, S. (2002). Agroecología: Procesos ecológicos en agricultura sustentable. CATIE.
; E. P. Odum & Barrett, 1971Odum, E. P., & Barrett, G. W. (1971). Fundamentals of ecology. Saunders Philadelphia.
; H. T. Odum, 1996Odum, H. T. (1996). Scales of ecological engineering. Ecological Engineering, 6(1-3), 7-19.
).
La producción anual del sistema se puede calcular en términos de
productividad primaria neta o biomasa, con el correspondiente balance de
energía.
Según (Pimentel & Pimentel, 2007Pimentel, D., & Pimentel, M. H. (2007). Food, energy, and society. CRC Press.
)
en los agroecosistemas, si bien, la radiación solar continúa siendo la
mayor fuente de energía, se introducen también numerosos insumos de
origen externos (frecuentemente no sostenibles). La cosecha, por su
parte, constituye el principal desequilibrio en este balance,
representando una importante extracción de biomasa y, por tanto, de
nutrientes (Conway, 1987Conway, G. R. (1987). The properties of agroecosystems. Agricultural Systems, 24(2), 95-117.
; Glissman, 2002Glissman, S. (2002). Agroecología: Procesos ecológicos en agricultura sustentable. CATIE.
).
Por
otra parte, en un ecosistema natural, los nutrientes ingresan
continuamente en pequeñas cantidades y circulan mediante una compleja
serie de ciclos interconectados, formando parte de la biomasa viva o la
materia orgánica del suelo (Likens & Bormann, 1974Likens, G. E., & Bormann, F. H. (1974). Linkages between terrestrial and aquatic ecosystems. BioScience, 24(8), 447-456. https://doi.org/10.2307/1296852
). En este proceso, los componentes biológicos
resultan fundamentales en el movimiento eficiente de estos nutrientes,
asegurando una pérdida mínima. En cambio, en los agroecosistemas, el
reciclaje de nutrientes puede ser mínimo, o incluso nulo, perdiéndose
cantidades considerables con la cosecha o como resultado de percolación o
erosión (Tivy, 2014Tivy, J. (2014). Agricultural ecology. Routledge.
),
haciéndose entonces necesaria su restitución. En este sentido, se debe
considerar además que el manejo inadecuado del suelo suele modificar sus
condiciones físicas (compactación y pérdida de estructura) y químicas, y
promovido una “esterilización” del suelo, reduciendo a su componente
viviente a la mínima expresión (Primavesi, 2002Primavesi, A. (2002). Manejo ecológico do solo: A agricultura em regiões tropicais. NBL Editora.
).
En el caso particular de Cuba, debido a las dificultades económicas del “período especial”, se “protegió” aproximadamente entre el 25-30% del área agrícola con fertilizantes de origen mineral; porcentaje que se ha reducido principalmente a aplicaciones puntuales en siembras de papa y tabaco en los últimos cinco años. De esta manera, si consideramos el balance de materia y nutrientes en los agroecosistemas cubanos en la actualidad, vemos como la gran mayoría de las producciones se están realizando a partir de la utilización de las reservas de nutrientes del suelo, fenómeno que provoca sin duda, pérdida paulatina de la fertilidad y calidad de los mismos, y la consiguiente disminución de los rendimientos agrícolas.
En este sentido, (Lal et al., 1989Lal, R., Hall, G., & Miller, F. (1989). Soil degradation: I. Basic processes. Land Degradation & Development, 1(1), 51-69.
)
reconocen que el período en el que ocurre la pérdida de la fertilidad
de los suelos, afectados por diversos tipos de degradación, varía en
función de las condiciones previas del suelo, encontrándose en un rango
entre los 50 años en suelos con elevada profundidad efectiva y
fertilidad previas; a los 5 a 10 años en suelos con baja fertilidad
inicial. No obstante, (Lal et al., 1989Lal, R., Hall, G., & Miller, F. (1989). Soil degradation: I. Basic processes. Land Degradation & Development, 1(1), 51-69.
)
destacan la posibilidad de que la degradación del suelo alcance un
¨punto de no retorno¨, o ¨límite crítico¨, donde las condiciones de las
propiedades del suelo no pueden soportar una actividad agrícola
económicamente viable y su recuperación resulta muy difícil.
Construir un nuevo paradigma
⌅En este contexto, adquiere creciente importancia asumir el manejo integrado de la nutrición a través de las medidas que permitan mitigar el efecto de la extracción de nutrientes y optimicen la actuación de los biofertilizantes, como un componente fundamental de este esquema de trabajo. Ello implica la incorporación de residuos de cosecha, el uso de abonos verdes, la aplicación de abonos orgánicos y dosis ajustadas de fertilizantes de origen mineral que permitan garantizar una actuación más eficiente de los microorganismos inoculados; a través de la restitución de las interacciones tróficas esenciales que se requieren para mantener las funciones del agroecosistema.
Esto requiere asumir una mirada sistémica, con la distinción (pero no aislamiento) de sus elementos, sus interrelaciones y sus propiedades emergentes. Entender cómo funciona cada uno de estos componentes (suelo - agua - planta - microorganismos, entre otros) en sí mismos y en su interrelación, para poder potenciar el empleo de los recursos locales, hacer más eficiente el funcionamiento del sistema, optimizar la productividad, minimizar los riesgos y garantizar su estabilidad y resiliencia.
En este sentido, reviste especial interés el uso de
inoculantes microbianos como alternativa a la fertilización de origen
mineral en relación con su efecto sobre la compleja red de
microorganismos ya existentes en el suelo. En una relación de doble
sentido, los inoculantes pueden afectar la composición, estructura y
funcionabilidad de la comunidad microbiana nativa y ésta a su vez,
incidir sobre la efeiciencia de la acción del inoculante a través de
mecanismos tales como: competencia, antagonismo, sinergismo y cambios en
la composición de los exudados radicales (Ambrosini et al., 2016Ambrosini,
A., de Souza, R., & Passaglia, L. M. (2016). Ecological role of
bacterial inoculants and their potential impact on soil microbial
diversity. Plant and Soil, 400(1), 193-207. https://doi.org/10.1007/s11104-015-2727-7
).
Por ello, se hace necesario una
comprensión mucho más precisa de los mecanismos de acción y aspectos
ecológicos de los organismos empleados como inoculantes, de manera
individual o como consorcios, así como una evaluación de campo más
extensa y rigurosa de los nuevos productos, que incluya diversidad de
tipos de suelos, especies de plantas, variedades de cultivo y
condiciones ambientales (O’Callaghan et al., 2022O’Callaghan,
M., Ballard, R. A., & Wright, D. (2022). Soil microbial inoculants
for sustainable agriculture: Limitations and opportunities. Soil Use and Management, 38(3), 1340-1369. https://doi.org/10.1111/sum.1281
).
Altieri 1991Altieri, M. A. (1991). How best can we use biodiversity in agroecosystems? Outlook on Agriculture, 20(1), 15-23. https://doi.org/10.1177/003072709102000105
refiere el marcado interés en el desarrollo de
estrategias de manejo de suelo basadas en la autorregulación del
ecosistema, que desplacen progresivamente la dependencia de insumos
artificiales como fertilizantes y pesticidas. Según (Altieri, 1991Altieri, M. A. (1991). How best can we use biodiversity in agroecosystems? Outlook on Agriculture, 20(1), 15-23. https://doi.org/10.1177/003072709102000105
; Bardgett & McAlister, 1999Bardgett,
R. D., & McAlister, E. (1999). The measurement of soil fungal:
Bacterial biomass ratios as an indicator of ecosystem self-regulation in
temperate meadow grasslands. Biology and Fertility of Soils, 29(3), 282-290. https://doi.org/10.1007/s003740050554
; Wardle et al., 1995Wardle,
D., Yeates, G., Watson, R., & Nicholson, K. (1995). The detritus
food-web and the diversity of soil fauna as indicators of disturbance
regimes in agro-ecosystems. Plant and Soil, 170(1), 35-43. https://doi.org/10.1007/BF02183053
; Yeates et al., 1997Yeates,
G., Tate, K., & Newton, P. (1997). Response of the fauna of a
grassland soil to doubling of atmospheric carbon dioxide concentration. Biology and Fertility of Soils, 25(3), 307-315. https://doi.org/10.1007/s003740050320
), la manipulación de la biota del suelo,
estimulando los procesos claves del mismo, tales como la descomposición
de la materia orgánica y la mineralización de los nutrientes, y su
autorregulación constituyen requisitos fundamentales para la gestión de
este tipo de sistema.
Por otra parte, este proceso de transición
agroecológica debe también incorporar al conocimiento como uno de sus
mayores y más valiosos insumos. De esta manera, el manejo productivo
debe realizarse considerando y valorando las características del propio
sistema, los recursos presentes en él y los conocimientos del productor (Sarandón, 2021Sarandón, S. J. (2021). Agroecología: Una revolución del pensamiento en las ciencias agrarias. Ciencia, tecnología y política. https://doi.org/10.24215/26183188e055
). Frente a la uniformidad como característica
preponderante del paisaje agrícola bajo la Revolución Verde, se requiere
avanzar hacia sistemas que contemplen la heterogeneidad de sus
componentes y de la agrobiodiversidad en particular (Martín-López et al., 2007Martín-López,
B., González, J. A., Díaz, S., Castro, I., & García-Llorente, M.
(2007). Biodiversidad y bienestar humano: El papel de la diversidad
funcional. Ecosistemas, 16(3), 69-80.
),
privilegiando una visión holística, no reduccionista, que se adapte a
cada situación productiva en su complejidad, abandonando la búsqueda de
“soluciones” únicas.
Conclusiones
⌅- Los biofertilizantes constituyen un componente fundamental del manejo integrado de la nutrición vegetal e un insumo prioritario en la etapa de sustitución de insumos (de origen mineral a biológico) en la transición agroecológica, mejorando la absorción de nutrientes y protegiendo a las distintas fuentes de estrés biótico y abiótico.
- Cuba posee una experiencia consolidada en el desarrollo y aplicación de biofertilizantes. No obstante, este trabajo destaca la necesidad de diferenciar la lógica de utilización de los biofertilizantes (un inoculante vivo) y los fertilizantes de origen mineral (un elemento inerte). Se señalan elementos tales como: i) el rol de los biofertilizantes en un esquema de manejo integrado de la nutrición, ii) su utilización en la transición agroecológica, iii) la consideración de los balances de materia, energía y ciclos de nutrientes y iv) la incorporación del conocimiento técnico y popular, como aspectos fundamentales para el aprovechamiento de los biofertilizantes como estrategia para la conservación y mejoramiento de la fertilidad de los suelos y el logro de la soberanía alimentaria.