- Proyecto: Biopolímeros de recubrimiento y vehículo de (bio)insumos para semillas de leguminosas
- Ámbito de aplicación: Comercialización de semillas / Producción agronómica
- Directora: Mariana Melchiorre – Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales – UDEA
- Grupo de innovación: Patricia Montoya, Florencia Grasso
- Espacio de trabajo: Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA) de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales-UNC, y Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA), (INTA-CONICET)
- Fondos asignados: $9.5 millones, más beca por ocho meses
- Adoptante: Rizobacter Argentina S.A.
- Área de conocimiento: Área de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnológicas
Durante los últimos años, en la industria semillera comenzó a ganar adhesión el uso de semillas preinoculadas. Se trata de aquellas tratadas –previamente a su cultivo– con microorganismos e insumos que preservan la sanidad de las plantas, promueven su crecimiento y favorecen el rendimiento.
Simplificada al extremo, la técnica consiste en recubrir las semillas con una película férreamente adherida que posee una batería de potenciadores. Ese recubrimiento no sólo funciona como barrera protectora, sino que mejora la fluidez de las semillas durante la siembra y contribuye a la incorporación natural de nutrientes, dadas las características específicas de los microorganismos que se incorporan.
En términos de labranza, simplifica de manera considerable las tareas de los agricultores. Al eximirlos de aplicar los inoculantes y otros terápicos de forma líquida, se reducen los riesgos de pérdidas asociadas a malas prácticas en esa tarea.
En nuestro país, la inoculación con rizobacterias fijadoras de nitrógeno es una práctica ampliamente adoptada en la producción de soja, sobre todo tras la adquisición del paquete tecnológico de la siembra directa, a fines de los ‘90.
La siembra sin labranza del suelo se realiza con una máquina neumática que va realizando los orificios en la tierra, depositando las semillas y dosificando sobre ellas el inoculante líquido. Alternativamente, para inocular las semillas los agricultores las mezclan previamente con el inoculante empleando equipos mezcladores y luego las siembran.
Sin embargo, aun cuando la inoculación se encuentra afianzada para la producción de soja, en otras leguminosas, como poroto o vicia, es escasamente utilizada.
Más allá del grado diverso de adopción del uso de inoculantes para promover la fijación biológica de nitrógeno (FBN) –proceso que ocurre por acción de estos microorganismos benéficos–, disponibilizar los inoculantes sobre semillas para obtener “semillas preinoculadas” representa un desafío innovador para la empresa agrícola y es una tecnología que aún requiere desarrollo.
Necesidad
En la actualidad, existen diversas tecnologías para producir semillas de leguminosas preinoculadas. Los recubrimientos consisten en matrices sintéticas que vehiculizan las rizobacterias y otros promotores de crecimiento de origen químico o biológico. En el suelo, al momento de implantarse y germinar, ocurren las interacciones biológicas benéficas, aunque estas matrices permanecen como residuos en el suelo.
La solución frente a ese cuadro de situación consiste en mejorar la tecnología disponible para preinocular semillas. Con ese propósito trabaja un equipo científico dirigido por Mariana Melchiorre investigadora en UDEA y docente, junto al resto del equipo, Patricia Montoya y Florencia Grasso, en la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la UNC. Su proyecto fue uno de los cinco seleccionados en la convocatoria 2024 del programa FITS.
Su meta es lograr una cobertura natural y biodegradable específicamente para soja, poroto y vicia, que atienda a las características particulares de cada semilla y se adhiera fuertemente a su superficie. El recubrimiento estará basado en componentes de origen natural y de bajo costo. Tendrá, además, la capacidad de albergar inoculantes microbianos y mantenerlos vivos hasta la siembra.
Dado las características de los materiales con que se formulan, estos “biopolímeros” son capaces de biodegradarse en el suelo, y se constituyen en un reemplazo sustentable a los polímeros sintéticos que actualmente utiliza la industria semillera.
No se trata de un desafío inédito para Melchiorre y su grupo. Hace un par de años y tras una década de investigación, ellas lograron desde la UNC y junto al INTA desarrollar una tecnología innovadora en el recubrimiento de semillas de maní. En 2022, ese conocimiento aplicado fue transferido bajo una licencia de know how a la empresa agtech Ceres Demeter.
La clave de ese avance radicó en que la película está formulada a partir de compuestos naturales y es relativamente simple de producir industrialmente. Es una matriz incolora, insípida, de grado alimenticio y termoplástica. Además, es permeable al oxígeno y soluble en el agua.
En 2023, esa “Plataforma de biopolímeros para usos agroindustriales sustentables” obtuvo la certificación “Sello Bioproducto Argentino”, distinción que otorga el ex Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca (MAGyP) de la nación.
Nuevos retos
La formulación de biopolímeros para poroto, soja y vicia conlleva nuevos retos para el equipo de innovación.
El recubrimiento o “pintado” de las semillas debe secar rápido y otorgar una cobertura homogénea. Debe adherirse consistentemente, sin desprender polvo, ni incrementar la fricción entre las semillas, porque eso afecta la mecánica y precisión de la siembra.
Por otra parte, al tratarse de organismos vivos, debe garantizar que los insumos biológicos incorporados mantengan su estabilidad durante dos a tres meses y que –una vez implantado el cultivo–, las matrices se desintegren fácilmente y sean degradadas por la microbiota del suelo sin dejar residuos contaminantes.
Sumado a todo eso, los materiales utilizados en su producción deben ser de alta disponibilidad, bajo costo y compatibles con las bacterias a las que vehiculizan, para potenciar la nutrición del cultivo.
Por último, la formulación de las mezclas debe ser sencilla, su manipulación segura y permanecer estables durante su almacenamiento.
¿Por qué soja, poroto y vicia? En el primer caso, se trata del principal producto de exportación en Argentina y el que mayor superficie implantada posee en el territorio nacional. En el segundo, al igual que soja el poroto constituye una de las denominadas “especialidades” nacionales de exportación y hay un creciente desarrollo de variedades adaptadas a los diversos ambientes productivos del país, incluido Córdoba.
La vicia, por último, tiene un rol protagónico como cultivo invernal de cobertura o servicio, antecesor del cultivo estival de renta, principalmente maíz. A vicia se la siembra, se la deja crecer y no se la cosecha, con el propósito que los restos de tallos y hojas, una vez secos, permanezcan en el suelo y aporten a la incorporación de materia orgánica y nitrógeno, la retención de agua y restrinjan el desarrollo de malezas.
El cronograma de trabajo del equipo de innovación prevé distintas fases para el desarrollo de los biopolímeros. La primera consiste en la implementación de ensayos de formulaciones de alta adhesividad que contemplen el tamaño, la forma y las características del tegumento de cada una de las especies en análisis.
La segunda etapa estará enfocada en ajustar el volumen mínimo necesario para asegurar una cobertura firme y homogénea, de secado rápido. La tercera evaluará cómo incorporar el inoculante con protectores bacterianos comerciales para que se mantengan viales sobre semillas hasta alcanzar 90 días de la aplicación.
Para esta etapa se ensayarán, en condiciones controladas, la capacidad de germinación de las semillas y el desarrollo de nódulos en las raíces. La presencia de nódulos es una de las maneras de evidenciar que las rizobacterias provenientes del inoculante han permanecido vivas y han sido capaces de establecer una relación de simbiosis específica con su planta huésped.
Posteriormente se determinará cuánto polvo desprenden las semillas tratadas y cómo fluyen, usando un equipamiento que simula el tránsito de las semillas por equipos de siembra.
La meta del equipo de innovación es concluir el proceso con una matriz que simplifique la producción y ahorre esfuerzos logísticos al productor. El uso de materiales naturales, por otra parte, está en línea con las exigencias que imponen los mercados internacionales hacia donde se exportan semillas.
Sobre el adoptante
Rizobacter Argentina S.A., la empresa adoptante, es una compañía argentina referente en microbiología agrícola, enfocada en el desarrollo y comercialización de soluciones innovadoras para mejorar el crecimiento de cultivos.
En el marco del proyecto FITS, Rizobacter proveerá los inoculantes rizobianos y sus protectores, junto a otros insumos, como insecticidas y fungicidas requeridos para ensayar en cada especie. Además, asignará un operador calificado para las maquinarias y personal del área científico-técnica para acompañar el desarrollo del proyecto.
Para evaluar fluidez y desprendimiento de polvos desde semillas preinoculadas, permitirá el acceso a distintos equipamientos. Entre ellos, una tolva con apertura neumática para determinar –a través del peso de semillas descargadas–la fluidez de las semillas preinoculadas, emulando operaciones de siembra. Estos ensayos se realizarán a distintos tiempos y humedad de las semillas, luego de aplicado el biopolímero de recubrimiento.
También facilitará un instrumento para mensurar el material desprendido de las semillas sometidas a fricción dentro de un tambor rotatorio al vacío. Este ensayo permite definir límites de material exportable, según estándares de European Seed Traetment Assurance.