Microorganismos bioestimulantes en cultivos sin suelo: uso de un biorreactor para mejorar los cultivos de tomate

Innovación en bioestimulación para cultivos sin suelo

Durante una presentación organizada por el CTIFL en SIVAL 2024, se exploró el tema de los microorganismos bioestimulantes en el cultivo sin suelo, en particular para los cultivos de tomate. La producción francesa de tomate sin suelo representa el 80% del total, y las plantas se cultivan generalmente en lana de roca, un sustrato inerte y aséptico. A diferencia del suelo natural, este sustrato, esterilizado mediante tratamiento UV, carece de diversidad microbiana. Este déficit dificulta las interacciones naturales que favorecen la nutrición y el crecimiento de las plantas. Para colmar esta laguna, los investigadores han estado experimentando con soluciones destinadas a integrar microorganismos bioestimulantes directamente en este medio esterilizado. Estos bioestimulantes, como bacterias y hongos, necesitan un hábitat funcional para desarrollarse. En colaboración con una empresa especializada, se creó un dispositivo de bioestimulación in situ conocido como biogenerador.

El biogenerador utiliza un método similar al de la acuaponía, pero sin peces. El sistema contiene un tanque lleno de soportes de plástico, llamados rulos, a los que pueden adherirse las bacterias. Una fuente de nitrógeno orgánico, como la urea, favorece el crecimiento bacteriano. Las bacterias generadas en el tanque se introducen en el sistema de fertirrigación para alimentar y bioestimular los tomates. Este método se ha ensayado durante tres años para comparar su eficacia con los sistemas tradicionales de producción sin suelo, que utilizan únicamente agua fertirrigada sin bioestimulantes. Los primeros análisis muestran un aumento del rendimiento del 5-8%, combinado con una mejora de la salud de las raíces de los tomates.

Resultados de los ensayos sobre el rendimiento y la salud de los cultivos

El rendimiento del biogenerador se ha evaluado en función de varios indicadores: productividad, calidad de la fruta y salud de las raíces. En cuanto a la productividad, los ensayos realizados de 2021 a 2023 muestran un aumento sistemático del rendimiento con el sistema biogenerador. Por ejemplo, un metro cuadrado de cultivo genera una facturación media de 76 euros con el biogenerador, frente a 72 euros con el sistema convencional. En condiciones de cultivo estresantes, la ganancia es aún más significativa, alcanzando hasta 83 euros por metro cuadrado. Aunque este aumento es moderado por metro cuadrado, tiene un gran impacto en las grandes superficies, típicas de los invernaderos sobre suelo.

En cuanto a la salud, las raíces del sistema biogenerador son más densas, sanas y de color blanco, a diferencia de las raíces marrones observadas con el sistema de control, a menudo afectadas por patógenos como el Pythium. Estos resultados apuntan a la acción positiva de las bacterias seleccionadas en el biogenerador, capaces de promover la salud y la resistencia de las plantas.

La secuenciación del ADN bacteriano ha permitido identificar varios tipos de microorganismos que funcionan en el ciclo del nitrógeno o actúan como agentes de biocontrol, como las pseudomonas y los streptomyces. Estas bacterias, enriquecidas selectivamente en los rizadores del biogenerador, han demostrado actividades favorables, en particular en términos de fertilidad del sustrato y de protección contra los agentes patógenos.

Microorganismos bioestimulantes para cultivos sin suelo: perspectivas para otros cultivos

Los análisis enzimáticos y genéticos también han aclarado el papel de las bacterias en la bioestimulación. Mejoran la nutrición de las plantas mediante actividades como la solubilización del hierro y la producción de sideróforos. Otras acciones incluyen la síntesis de hormonas vegetales que favorecen la elongación y ramificación de las raíces. Las pruebas demuestran que las bacterias de los rizadores tienen con más frecuencia funciones bioestimulantes acumulativas en comparación con las bacterias de las raíces de los sistemas de control.

Aunque las pruebas han confirmado la eficacia del biogenerador en invernaderos experimentales de 1.000 m², los próximos pasos serán aplicarlo a gran escala, para explotaciones comerciales de varias hectáreas. Aún es necesario realizar ajustes para adaptar el tamaño y la estructura de los biogeneradores a este nuevo entorno. Además, aunque esta tecnología se ha desarrollado para el cultivo de tomates en superficie, también tiene potencial para otros cultivos, como los pepinos. En breve se iniciarán nuevos estudios para comprobar la transponibilidad de esta innovación a distintos cultivos.