Fertilizantes y pesticidas: ¿es posible una solución amigable con el ambiente?

Por Nadia Chiaramoni para AGENCIA DE NOTICIAS CIENTÍFICAS UNQ

La forma en que los microorganismos actúan como agroquímicos. La experiencia con una bacteria muy específica que podría revolucionarlo todo.

Hoy en día los fertilizantes que proveen nutrientes y los pesticidas que tratan enfermedades son de tipo químico. Sin embargo, existe una demanda internacional en tratar de reducir el uso de este tipo de productos. Si bien es cierto que presentan numerosas ventajas, también se debe tener en cuenta que ocasionan un costo elevado para el ambiente. Claudio Valverde, del Laboratorio de Fisiología y Genética de Bacterias Beneficiosas para Plantas -Centro de Bioquímica y Microbiología del Suelo de la Universidad Nacional de Quilmes– conversó con la Agencia de Noticias Científicas de la UNQ sobre los avances logrados en su grupo de investigación respecto del uso de microorganismos en el agro.  

Bioplaguicidas y biofertilizantes en reemplazo de agroquímicos. Créditos: iausa.com.mx.

Reponer el suelo

“La revolución verde vino asociada a la utilización de fertilizantes nitrogenados para reponer lo que las cosechas sacan del suelo”, comienza explicando Valverde. Los cultivos retiran principalmente carbono y nitrógeno de la tierra; el primero se repone gracias a la fotosíntesis, pero en el caso del nitrógeno el proceso es mucho más lento. Hasta que se empezaron a aplicar los fertilizantes nitrogenados, el suelo se fue empobreciendo paulatinamente, sin pausa.

El incremento en la producción gracias a los productos químicos fue elevada e innegable. Sin embargo, “las plantas no usan la totalidad del nitrógeno que se provee por rociado y el excedente, que se pierde cuando llueve, drena hacia las napas profundas, terminando en cursos de agua”, alerta el científico. Allí comienza otro tipo de problemas: las lagunas se cargan de nitrógeno, se enturbian, crecen algas y se modifica el ambiente. “Además de los problemas ecológicos está el costo de la producción ya que se fabrican a expensas de combustibles fósiles”, agrega Valverde.

Los microorganismos entran a la cancha

Hace alrededor de veinte años se empezó a poner foco en la contribución que podían realizar los procesos naturales. Evolutivamente, las plantas aprendieron a rodearse y captar microorganismos, flora natural del suelo. Asociados a raíces, favorecen procesos bioquímicos que terminan mejorando el crecimiento y el acceso a nutrientes.  

Conceptualmente es similar a lo que pasa en nuestro microbioma intestinal. Desde que nacemos se va ensamblando una comunidad natural de microorganismo que entrenan al sistema inmune en el reconocimiento de patógenos y ayudan a captar vitaminas y otros nutrientes. Con las plantas y los microorganismos del suelo la relación de protección y nutrición es la misma”, amplía el especialista.

La idea de la biotecnología, precisamente, es identificar y aislar componentes de ese microbioma que se puedan propagar en el laboratorio y que tengan actividades benéficas para aplicarlos como insumos para semillas o rociando cultivos, “como si fuese un probiótico para plantas”, explica el científico.

Las primeras experiencias con Pseudomonas

“Pseudomonas es un género muy diverso y amplio de bacterias, que pueden ser cultivadas, aisladas y purificadas. Además tenemos muchas herramientas para estudiarlas”, explica Valverde. Estos microorganismos pueden colonizar las raíces con roles muy particulares relacionados a la defensa de patógenos. El científico cuenta que siempre estudió genética bacteriana y que encontrarse con la actividad inhibitoria de patógenos en cultivos, le pareció algo fascinante: “Era algo que había aprendido afuera y quería traerlo a Argentina porque lo consideraba muy importante para la agricultura”, destaca.

En el presente, hay algunos productos formulados en base a aislamientos que mejoran la nutrición. El equipo liderado por Valverde se enfoca en explorar el potencial para combatir patógenos y generar lo que se conoce como biopesticida. “Con esa idea, hace 10 años generamos una colección propia de aislamientos que nos fuimos a buscar a lotes agrícolas del centro del país y tenemos un conjunto muy diverso del género Pseudomonas. Actualmente estamos evaluando cómo se comportan a campo, ya que es diferente a crecer una bacteria en el laboratorio, con variables controladas”, apunta Valverde. Los ensayos se llevan a cabo en conjunto con empresas que acceden a los campos y la logística necesaria.

¿El futuro es de las bacterias?

“Por lo pronto no creo que desaparezca el insumo químico ya que está establecido y tiene sus beneficios. Lo que sí creo es que va a haber una reducción en su uso y una combinación con las herramientas biotecnológicas”, comienza Valverde. Para la aprobación de los productos basados en bacterias es fundamental tener conocimientos de la persistencia en el ambiente y de la “invasibilidad” que presenta cuando se lo hace ingresar masivamente en un campo.

Respecto las de pseudomonas, existen resultados y son muy alentadores. “Cuando se aplica en semillas, lo que se ve es que se quedan en la raíz, les cuesta invadir el suelo, no son muy competitivas, lo cual es un rasgo deseable y que se puede explotar: tener un microorganismo que prefiera raíces y le cueste colonizar el suelo”, relata Valverde.

Según el científico, dentro de diez años debería ser una tecnología muy adoptada. La desventaja principal frente a los fertilizantes y pesticidas conocidos es que no se ve el efecto instantáneo: “Va a tomar tiempo juntar evidencia colectiva y, en mi opinión, debería haber una ayuda estatal en el marco de la promoción de este tipo de tecnologías. Hay que seguir insistiendo porque es una necesidad, no podemos seguir tirando pesticidas y fertilizantes por el costo ambiental que esto conlleva”, finaliza.

Fuente: Agencia de Noticias Científicas UNQ

Los satélites GRACE captaron el vaciado masivo de un lago proglacial en la Patagonia chilena

Por SINC

Estos satélites gemelos de la NASA y del Centro Aeroespacial Alemán fueron los únicos testigos del momento en el que el cuarto lago proglacial más grande del mundo se drenó repentinamente en 2020 en una zona remota de la Patagonia de Chile. Dos investigadores japoneses han descubierto el suceso y han analizado la causa: el colapso de una protuberancia de sedimentos en la salida del lago.

Los lagos proglaciales se forman cuando el agua de deshielo en retirada queda atrapada por el hielo o por una morrena (loma o colina alargada) dejada por el mismo u otro glaciar. El calentamiento del clima contribuye al creciente aumento del número y volumen de estos lagos, y ellos mismos contribuyen también a que los glaciares se derritan aún más rápido.

Sin embargo, estas  masas de agua pueden desecarse muy rápidamente cuando las presas que los contienen fallan. Un acontecimiento catastrófico de este tipo no solo supone un riesgo directo para la seguridad de los seres humanos, sino que también influye en los ecosistemas situados aguas abajo debido a la repentina afluencia de una gran cantidad de agua dulce. Por eso es importante vigilar los lagos proglaciales y estudiar sus interacciones con el entorno. Sin embargo, es un trabajo difícil debido a su ubicación, a menudo remota.

Imagen de satélite del Lago Greve (Chile) y de los puntos de referencia circundantes. La zona que pasó de ser lago a superficie terrestre desde el 8 de abril hasta el 1 de noviembre de 2020 está resaltada en amarillo. / Shuntaro Hata, Shin Sugiyama, Kosuke Heki

Shin Sugiyama, científico especializado en glaciares de la Universidad de Hokkaido (Japón) y el investigador Shuntaro Hata estaban estudiando las fluctuaciones de los glaciares en la Patagonia chilena mediante imágenes de satélite, cuando se dieron cuenta de que el lago proglacial Greve se había reducido considerablemente en el corto periodo de tiempo comprendido entre abril y julio de 2020.

Publicaron este hallazgo en la revista Communications Earth & Environment, además de un análisis de los datos disponibles, que confirma que el nivel de agua del lago descendió 18 metros. Esto se traduce en una pérdida de 3,7 kilómetros cúbicos (o, gigatoneladas) de agua, el mayor evento de este tipo observado por un satélite hasta la fecha.

Esta enorme pérdida de agua modificó incluso de forma medible el campo gravitatorio de la Tierra, según registraron los satélites gemelos de la NASA y del Centro Aeroespacial Alemán GRACE, si bien sus datos cuantitativos no coinciden con la cantidad real de agua drenada.

Shuntaro Hata (izquierda) y Shin Sugiyama (derecha), autores del estudio, con Matthias Scheiter (centro izquierda) y Rodrigo Traub (centro derecha). / Shin Sugiyama.

Análisis de las imágenes de satélite y de los datos topográficos

Por último, el análisis minucioso de las imágenes de satélite y de los datos topográficos de antes y después del suceso permitió a estos investigadores deducir que la causa del vertido fue probablemente el colapso de una protuberancia de sedimentos cercana a la salida del lago.

Los autores destacan que este estudio señala el camino para futuras investigaciones sobre la dinámica de los glaciares. Según explica Sugiyama, “los resultados proporcionan información detallada sobre las inundaciones por estallido de los lagos glaciares a gran escala, que ocurren muy raramente, y son importantes para entender los desastres causados por las fallas de los lagos glaciares”.

También pone de manifiesto la posibilidad y las limitaciones actuales del uso de los datos de los satélites GRACE para observar este tipo de acontecimientos.

“La importancia de las mediciones del sistema GRACE para estudiar este tipo de sucesos aumentaría si el cálculo de las lecturas del campo gravitatorio se adapta a los sucesos localizados”, dice Sugiyama.

Por último, el estudio proporciona información que puede utilizarse para comprender mejor la dinámica de las interacciones entre los glaciares y los lagos que forman, ya que “los cambios observados en el nivel del agua de los lagos glaciares pueden utilizarse para predecir los cambios en la afluencia de los glaciares a los lagos”, concluye.

Referencia: Shin Sugiyama, Shuntaro Hata. “Abrupt drainage of Lago Greve, a large proglacial lake in Chilean Patagonia, observed by satellite in 2020”. Communications Earth & Environment (2022).

Fuente: SINC.

Proteus: ¿cómo es la versión submarina de la estación espacial internacional?

POR María Ximena Perez para AGENCIA DE NOTICIAS CIENTÍFICAS UNQ

Está pensada para que los científicos puedan estudiar la conservación de los ecosistemas marinos y comprender los fenómenos de la Tierra y el espacio.

Además de ser uno de los entornos más complejos y valiosos del mundo, los océanos siempre llamaron la atención y despertaron la imaginación de los seres humanos. Hasta el siglo XIX, parecían misteriosos y de difícil acceso, pero luego se inició su exploración científica. Hoy son objeto de interés no sólo porque desempeñan un importante papel económico sino también porque son un componente fundamental del clima. Por caso, es muy común pensar que la mayoría del oxígeno proviene de los árboles y selvas. Sin embargo, los ecosistemas terrestres producen solo el 28 por ciento del total que se produce en la Tierra. De acuerdo con diversos estudios, al menos el 70 por ciento es producido por plantas marinas alojadas en los océanos.

En esa dirección, poder estudiar estas aguas en profundidad puede ayudar a entender muchos aspectos esenciales del planeta y de la vida humana. Así lo entiende Fabien Cousteau, nieto del emblemático investigador marino Jacques Cousteau, quien presentó un proyecto equivalente a la Estación Espacial Internacional, pero ubicada en las profundidades del océano. Un repaso de sus características desde la Agencia de noticias científicas de la UNQ.

Estación espacial submarina: un proyecto de ciencia, investigación y educación de los océanos. Crédito: fabiencousteauolc.

Bajo el nombre Proteus, la estación submarina diseñada por Cousteau pretende ser el máximo laboratorio de estudio de los mares. Según el Centro de aprendizaje del océano Fabien Cousteau (FCOLC), la estación de investigación submarina busca promover la investigación científica y oceánica al hacer que los científicos puedan trabajar en este lugar durante largos periodos de tiempo y llevar a cabo, de manera intensa y exhaustiva, gran variedad de misiones de investigación.

En ese sentido, actuará como centro de investigación, observatorio y hábitat subacuático de última generación y podría ser de ayuda para entrenar a los “acuanautas”, los astronautas del fondo del mar, para que investiguen el lecho marino. También  servirá para analizar los patrones del agua y los movimientos de las placas tectónicas, para comprender fenómenos que tienen lugar en la Tierra.

 

¿Cómo serán sus características?

El proyecto presentado por Cousteau muestra una plataforma con más de 1.200 metros cuadrados asentada en el suelo oceánico, gracias a unas patas de gran tamaño que le permitirán adaptarse al terreno desigual. 

La instalación contará con un diseño circular de dos pisos basado en una estructura en espiral, con diferentes módulos conectados al cuerpo central. Será sostenible, ya que funcionará con fuentes de energías renovables, entre las que se incluyen la eólica y la solar. 

Además, tendrá espacio para doce investigadores de manera simultánea y durante un tiempo prolongado, lo que permitirá tomar muestras y estudiar la biodiversidad del océano.

Proteus será el hogar de científicos e investigadores de todo el mundo que estudien el océano. Crédito: fabiencousteauol.

Por dentro, Proteus tendrá un centro de datos, un laboratorio, un estudio submarino, habitaciones, una enfermería, almacenes, un comedor, cocina y áreas de trabajo y socialización. También contará con un invernadero subacuático que permitirá a los investigadores cultivar plantas y vegetales frescos para su consumo, un estudio de video para transmitir en directo con fines educativos y una plataforma sumergible de acceso de los buzos y submarinos.

Este moderno complejo estará ubicado en Curazao, una isla caribeña perteneciente al Reino de los Países Bajos, en un punto cercano a un arrecife de coral.

Con todo, la vida en el mar y su investigación científica, encontrarán en esta base submarina el medio, equipamiento e instrumental necesarios para la obtención de datos que aporten al conocimiento de la biodiversidad marina.

Fuente: Agencia de Noticias Científicas UNQ