La interacción de bioestimulantes y fertilizantes es un tema de creciente interés en la agricultura sostenible. En la agricultura moderna, la optimización de los recursos es clave para mejorar la productividad y la sostenibilidad. Una estrategia efectiva para lograrlo es la combinación de bioestimulantes y fertilizantes tradicionales. Cuando se usan en conjunto, estos productos pueden potenciar la absorción de nutrientes, mejorar el crecimiento de los cultivos y aumentar los rendimientos.
¿Qué son los Bioestimulantes?
Los bioestimulantes son productos que promueven el crecimiento y desarrollo de las plantas a través de mecanismos naturales. Se definen como sustancias o microorganismos diseñados para su aplicación en plantas de cultivo, semillas o raíces con el objetivo de estimular y regular procesos biológicos. Estos compuestos estimulan procesos naturales en las plantas, lo que incluye extractos de algas unicelulares, microorganismos y otros compuestos orgánicos que potencian la capacidad de las plantas para absorber nutrientes, resistir el estrés y mejorar su desarrollo. Su uso se ha extendido en los últimos años debido a la demanda de prácticas agrícolas más sostenibles.
Los bioestimulantes agrícolas han ganado relevancia como una herramienta eficaz para optimizar el crecimiento de las plantas, mejorar la calidad de los cultivos y reducir el impacto ambiental. El interés por los bioestimulantes ha crecido considerablemente debido a la creciente demanda de soluciones más sostenibles en la agricultura. No se trata de una moda, sino de una solución biotecnológica innovadora con el potencial de transformar la forma en que cultivamos nuestros cultivos.
Clasificación y Tipos de Bioestimulantes
Los bioestimulantes se presentan en diversas formas y se pueden clasificar en varias categorías según su origen y función. Son compuestos orgánicos que se obtienen a partir de extractos de plantas, algas, bacterias, hongos beneficiosos y ácidos húmicos, que contienen un amplio rango de elementos bioactivos. Los bioestimulantes se pueden dividir en dos categorías principales: fuentes microbianas y fuentes no microbianas.
Fuentes No Microbianas
- Ácidos húmicos y fúlvicos: Son sustancias que favorecen la actividad biológica del suelo. Los ácidos húmicos y fúlvicos, derivados de la descomposición de materia orgánica, pueden mejorar la estructura del suelo y aumentar la retención de agua y nutrientes. Investigaciones han mostrado que la aplicación de ácidos húmicos puede aumentar la capacidad de retención de agua del suelo en un 20%.
- Extractos vegetales y de algas: Aportan hormonas vegetales y compuestos bioactivos. Uno de los ejemplos más conocidos es el extracto de Sargassum, que ha demostrado aumentar la actividad de las enzimas que facilitan la absorción de nutrientes en condiciones de estrés. Los estudios han indicado que estos extractos pueden incrementar la actividad de la enzima nitrato reductasa, lo que mejora la asimilación de nitrógeno. Los extractos de algas pardas como el Ascophyllum nodosum son especialmente relevantes.
- Aminoácidos: Se generan por fermentación o por procesos como la extracción enzimática de proteínas de origen animal y restos de cultivos.
- Quitosanos: Son sustancias producidas tanto de forma natural como industrial que tienen aplicaciones más allá del ámbito de la agricultura.
- Compuestos inorgánicos: Elementos como aluminio, silicio o sodio son algunos componentes que, en cantidades controladas, contribuyen a mejorar la vida de las plantas.
Fuentes Microbianas: Los Biofertilizantes
Dentro de las fuentes microbianas se incluyen los biofertilizantes. Estos son fertilizantes elaborados con residuos vegetales, hongos, bacterias y otro tipo de microorganismos beneficiosos. Este tipo de mezclas, que huyen de los químicos, están equilibradas gracias a los biotecnólogos con un doble objetivo: por un lado, aportar a las plantas y al suelo los nutrientes necesarios para un crecimiento sano y vigoroso y, por otro, no perjudicar al medio ambiente.
Según la Asociación Española de Fabricantes de Agronutrientes, este tipo de formulaciones contribuyen, de manera adicional, “al aumento de la captación de agua, nutrientes y minerales, la mejora la estructura del suelo y su aprovechamiento y al incremento de la producción agrícola”. Además, estos productos tienen una repercusión económica positiva para los explotadores agrícolas, ya que reducen los costes de producción.
Tipos de Biofertilizantes
- Fijadores de nitrógeno: Las bacterias de las familias Rhizobium, Azospirillum y Azotobacter están naturalmente en el suelo. Los fijadores las concentran en espacios determinados para que ayuden en la fijación de nitrógeno en las plantas, de este modo, los agricultores no tienen que utilizar suplementos químicos.
- Solubilizadores de fósforo: Reducen el pH del suelo y generan los contextos necesarios para la disolución del fósforo en la tierra. Están creados con bacterias que se encuentran en la rizosfera como el Bacillus subtilis o el hongo Penicillium bilaji.
- Captadores de fósforo: Buscan fomentar la absorción de agua y nutrientes del suelo gracias a la aplicación de hongos como las micorrizas, que se pegan a las raíces de los cultivos. Ofrecen una gran defensa ante ciertos patógenos que pueden afectar a las plantas.
- Promotores del crecimiento: El objetivo de los promotores del crecimiento es favorecer el vigor de las plantas. Para ello, se usan microorganismos que generan de manera natural reguladores del crecimiento.
¿Qué son los Fertilizantes Tradicionales?
Los fertilizantes tradicionales aportan nutrientes esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Son compuestos diseñados para suministrar estos nutrientes, siendo los tres macronutrientes principales, conocidos como NPK, el nitrógeno (N), el fósforo (P) y el potasio (K). El suministro adecuado de nutrientes mediante fertilizantes es crucial durante las etapas críticas del desarrollo del cultivo, como la floración y la fructificación. Sin embargo, su uso excesivo puede tener consecuencias negativas, como la contaminación de acuíferos y la degradación del suelo.
Bioestimulantes vs. Fertilizantes: Diferencias y Complementariedades
La principal diferencia entre los bioestimulantes y los fertilizantes comunes radica en sus mecanismos de acción. Los fertilizantes ordinarios promueven principalmente el crecimiento al proporcionar directamente elementos químicos requeridos por las plantas. En contraste, los bioestimulantes actúan sobre los procesos fisiológicos y bioquímicos de las propias plantas para mejorar la absorción de nutrientes, la eficiencia de utilización y la resistencia.
Mientras que los fertilizantes aportan nutrientes directamente, los bioestimulantes, en general, no proporcionan nutrientes de forma significativa, sino que ayudan a las plantas a mejorar su capacidad de absorción y aprovechamiento de los nutrientes ya presentes en el suelo o aplicados mediante fertilizantes. En este sentido, los bioestimulantes agrícolas son complementarios a la nutrición aportada por los fertilizantes.
Sinergia entre Bioestimulantes y Fertilizantes
La interacción entre bioestimulantes y fertilizantes puede ser profundamente positiva si se entiende y aplica correctamente. Mientras que los fertilizantes proporcionan los nutrientes necesarios para el crecimiento, los bioestimulantes pueden mejorar la absorción de estos nutrientes por parte de las plantas. La sinergia entre fertilizantes y bioestimulantes es esencial en la agricultura porque combina los beneficios específicos de cada uno para optimizar la salud del cultivo y maximizar la productividad de manera sostenible. Los efectos sinérgicos o aditivos de los bioestimulantes microbianos y no microbianos sobre el crecimiento y la producción de algunos cultivos han sido resumidos por Rouphael y Colla (2018).
Beneficios de la Aplicación Conjunta
- Mayor eficiencia: Los bioestimulantes pueden aumentar la eficacia de los fertilizantes, permitiendo una reducción en las dosis aplicadas. Esto no solo contribuye a la sostenibilidad, sino que también puede reducir costos para los agricultores.
- Ahorro de insumos: Un estudio realizado en cultivos de maíz mostró que la combinación de un bioestimulante basado en extractos de algas con una dosis reducida de fertilizante nitrogenado aumentó el rendimiento del cultivo en un 15% en comparación con el uso exclusivo de fertilizantes. Este tipo de sinergia se traduce en un ahorro significativo de insumos, crucial para la rentabilidad.
- Optimización general: La combinación de bioestimulantes con fertilizantes tradicionales no solo optimiza la absorción de nutrientes, sino que también fortalece la salud y productividad de los cultivos.
Mecanismos de Interacción
Los mecanismos a través de los cuales los bioestimulantes interactúan con los fertilizantes son diversos. Uno de los mecanismos más importantes es la mejora de la actividad microbiana en el suelo. Los bioestimulantes pueden fomentar la proliferación de microorganismos benéficos que descomponen la materia orgánica y liberan nutrientes en formas fácilmente asimilables por las plantas.
Por ejemplo, el uso de Trichoderma harzianum ha mostrado una capacidad notable para aumentar la liberación de fósforo en suelos que contienen fertilizantes fosfatados. Estudios indican que la combinación de Trichoderma y fertilizantes puede aumentar la disponibilidad de fósforo en un 40%. Al fomentar una relación simbiótica con la rizosfera, los bioestimulantes desbloquean minerales esenciales como el nitrógeno, el fósforo y el potasio.
Evidencia Científica y Casos de Estudio
La investigación ha proporcionado ejemplos claros de la sinergia entre diferentes tipos de bioestimulantes y su impacto en la eficiencia de los cultivos. Por ejemplo, bioestimulantes consistentes en extractos de algas (SWE) y ácidos húmicos (HA) aumentaron la altura y la ramificación de las plantas de cacahuete en comparación con las plantas no tratadas (HA: 34,5% y 33% respectivamente; SWE: 17,2% y 60,0% respectivamente). La combinación de ambos bioestimulantes incrementó estos parámetros en mayor medida que la suma de los efectos individuales.
En otro estudio, el peso seco de las raíces de cebolla y el contenido en carotenoides aumentaron significativamente con la adición de ácidos húmicos (AH) y la aplicación de inóculo micorrícico líquido (Rhizophagus intraradices). Se demostró un efecto sinérgico cuando se combinaron los dos bioestimulantes, con aumentos del 106,7% en peso seco de raíces y del 123,6% en carotenoides en comparación con las plantas no tratadas.
También se observó un efecto sinérgico en plántulas de piña al combinar HA derivado de vermicompost con bacterias promotoras del crecimiento vegetal, resultando en un aumento del peso seco de los brotes y el área foliar superior a la suma de los efectos individuales. De manera similar, la acción sinérgica de un consorcio de hongos endofíticos (R. irregulare BEG72 y Trichoderma atroviride MUCL45632) combinado con un hidrolizado proteico (PH) derivado de la planta fue demostrada. Estos resultados sugieren que los agricultores pueden considerar conveniente combinar diferentes tipos de bioestimulantes para optimizar sus cultivos.
Giordano y colaboradores (2020) evaluaron el efecto de hidrolizados proteicos derivados de leguminosas (PH) y extracto de plantas tropicales (PE) en rúcula perenne. Se descubrió que el PH aumentaba la actividad fotosintética y el metabolismo del nitrógeno, mientras que el PE tenía actividad similar a la de las hormonas y aumentaba la tolerancia al estrés. La aplicación combinada de PH y PE en pulverización foliar aumentó significativamente el ácido ascórbico total en las hojas de rúcula. Los presuntos mecanismos detrás de esta mejora en la calidad se atribuyen a la estimulación de enzimas clave implicadas en la homeostasis antioxidante de las células, como la L-galactono-1,4-lactona deshidrogenasa (L-GalLDH).
Impacto Global de los Bioestimulantes en la Agricultura Sostenible
Los bioestimulantes agrícolas potencian los procesos biológicos de la planta para aprovechar mejor los recursos disponibles. Desde investigadores hasta consultores y agricultores, la industria reconoce el valor de los bioestimulantes para optimizar las fases de la fotosíntesis y apoyar el metabolismo de las plantas.
Optimización de la Absorción de Nutrientes y Crecimiento
Al estimular los procesos naturales del metabolismo de la planta, los bioestimulantes aumentan la eficacia de la absorción de nutrientes, garantizando que las plantas reciban la nutrición que necesitan. Este impulso, especialmente durante las fases críticas de la fotosíntesis, favorece el crecimiento y el desarrollo. El efecto es tan potente que amplifica también otros aspectos del crecimiento de los cultivos.
Los bioestimulantes desempeñan un papel crucial en la optimización de la absorción de nutrientes por parte de las plantas, mejorando su capacidad para asimilar eficazmente los elementos esenciales del suelo y promoviendo así un crecimiento y un desarrollo más sanos. Los escenarios de aplicación de los bioestimulantes incluyen la aplicación durante los períodos críticos de crecimiento de las plantas o en condiciones adversas para mejorar su resistencia. Al aplicarlos se consigue facilitar la asimilación, traslocación y uso de nutrientes, mejorar la calidad del cultivo (incremento de azúcares, mejor color, tamaño, etc.), lo que se traduce en más beneficios para los agricultores y productos más sanos y nutritivos para los consumidores. También contribuyen a mejorar el metabolismo de la planta para optimizar la cosecha y su calidad.
Aumento de la Tolerancia al Estrés Abiótico
La reducción del estrés es uno de los mecanismos clave a través de los cuales estas soluciones biotecnológicas ayudan a mejorar el aprovechamiento de los nutrientes. De hecho, la eficacia de los bioestimulantes en la utilización de nutrientes suele estar impulsada por su papel en la corrección del estrés. Según los informes, entre el 60 y el 70% de las deficiencias de rendimiento se deben al estrés abiótico, concretamente a la salinidad, el estrés térmico, la sequía, la carencia de nutrientes y la hipoxia.
Los bioestimulantes se aplican a menudo para ayudar a las plantas a hacer frente al estrés ambiental, ya que pueden aumentar la capacidad de una planta para soportar dicho estrés mejorando el desarrollo de las raíces, aumentando la actividad antioxidante y estimulando los mecanismos de defensa. De este modo, mejoran la tolerancia de las plantas al estrés reforzando sus mecanismos naturales de defensa y sus respuestas fisiológicas, lo que les permite resistir mejor a condiciones ambientales difíciles y mantener rendimientos constantes.
Esto incluye incrementar la tolerancia de los cultivos a situaciones de estrés abiótico como un trasplante, temperaturas extremas, sequía, heladas, salinidad o fallos en las podas, y recuperar plantaciones que han atravesado un estrés severo. Además, pueden aumentar la resistencia a las plagas y enfermedades. Los desafíos del cambio climático, como sequías, salinidad y temperaturas extremas, hacen necesarios cultivos resistentes y fuertes que logren optimizar los esfuerzos de los agricultores y el rendimiento de sus cosechas.
Contribución a la Salud del Suelo y la Sostenibilidad Ambiental
La influencia de los bioestimulantes va más allá de la mejora directa del crecimiento. Al favorecer la descomposición de la materia orgánica, estas sustancias contribuyen a la salud y la fertilidad del suelo. Esto favorece la salud de los ecosistemas, protege la calidad del agua y promueve la biodiversidad. Esta relación armoniosa con el ecosistema del suelo ejemplifica aún más el impacto sostenible de los bioestimulantes, que potencian el ciclo de los nutrientes y garantizan que las plantas reciban los nutrientes adecuados en el momento oportuno.
Al mejorar la salud del suelo y el ciclo de los nutrientes, los bioestimulantes pueden ayudar a mitigar la erosión del suelo, mejorar la retención de agua y reducir la escorrentía de nutrientes a las masas de agua. Además, unos sistemas radiculares más sanos y unos mecanismos de absorción de nutrientes mejorados permiten a las plantas soportar mejor los rigores de la escasez de agua, las fluctuaciones de temperatura, la disponibilidad de nutrientes por debajo del nivel óptimo y otros factores de estrés. Incrementan la fertilidad del suelo, especialmente favoreciendo el desarrollo de microorganismos. Un suelo saludable y rico en microorganismos es más saludable, retiene el agua de un modo más eficaz y resiste mejor a la erosión, lo que lleva a un uso más eficiente del agua.
Los bioestimulantes no contaminan los suelos y acuíferos, son biodegradables, no dañan la flora y fauna auxiliar y tienen un plazo de seguridad mínimo, sin residuos para el cultivo ni los frutos. Los países que conforman la Unión Europea tienen el compromiso de reducir el 50% de los químicos agrícolas antes de 2030, lo que ha fomentado la investigación y la producción de impulsores y protectores orgánicos.
Al utilizar bioestimulantes, se puede responder a las demandas de distribuidores mundiales y minoristas locales que buscan métodos de producción sostenibles. Este enfoque no solo aborda las preocupaciones medioambientales, sino que también contribuye al objetivo general de garantizar un suministro de alimentos resistente y seguro para las generaciones presentes y futuras. A medida que la industria agrícola adopta prácticas más sostenibles, los bioestimulantes ocupan una posición privilegiada en el mercado, resonando entre los agricultores que buscan alternativas ecológicas a los productos agroquímicos tradicionales. Su potencial se ve subrayado por su capacidad para aumentar el rendimiento, mejorar el contenido en nutrientes y reforzar las defensas naturales de las plantas, todo ello contribuyendo al objetivo más amplio de la producción sostenible de alimentos. Aunque las sustancias naturales han estado presentes siempre en el campo, ahora se han convertido en productos muy eficientes, que se pueden aplicar en busca de unos objetivos concretos. Estimular los procesos naturales de las plantas es, hoy, un reto que hay que superar para responder a las demandas de alimentos a nivel global, y con más gente, menos terreno, menos agua y los efectos del cambio climático, conseguir mejores y mayores cosechas justifica el uso de los biofertilizantes y bioestimulantes en la agricultura.
Bioestimulantes, claves para alcanzar el rendimiento potencial de los cultivos
Consideraciones para una Aplicación Efectiva
Para maximizar la eficiencia de los fertilizantes tradicionales, es clave combinarlos adecuadamente con bioestimulantes. Una estrategia que integre ambas herramientas, basada en un análisis detallado del suelo y las necesidades del cultivo, permitirá a los agricultores alcanzar una producción sostenible y de alto rendimiento. Los agricultores pueden considerar conveniente combinar diferentes tipos de bioestimulantes. Los fabricantes de fertilizantes y fitosanitarios están ampliando sus investigaciones más allá de la nutrición y el control sanitario, siendo los bioestimulantes la nueva apuesta para solucionar problemas en los cultivos, haciendo a las plantas resistentes a ciertas plagas y logrando que absorban mejor los nutrientes, promoviendo sinergias beneficiosas en momentos complicados.