El estudiante del doctorado en ciencias ambientales de la Universidad del Mar (Umar), Campus Puerto Ángel, Oaxaca, Andrés Francisco Martínez Rosales, realiza una estancia en el Instituto Tecnológico de Tepic (ITT) para crear cápsulas que puedan contener y preservar cianobacterias en el suelo, permitiendo la liberación prolongada de clorofila, amonio y nitrógeno, favorables para los cultivos.
El ingeniero en ecología por la Universidad Autónoma de Chihuahua explicó para la Agencia Informativa Conacyt que las cianobacterias son microorganismos, conocidos como algas verde azuladas, que liberan oxígeno a partir de su acción fotosintética, y en este caso son utilizadas como biofertilizantes a partir de la liberación de amonio (NH4+) y la fijación de nitrógeno (N) en la atmósfera.
Sin embargo, apuntó, su tesis doctoral de Bioencapsulado de cianobacterias para mejorar su uso como biofertilizantes en suelo está dirigida hacia la realización del vehículo biológico, a partir de polímeros como alginato, gelatina y quitosano.
“El objetivo es lograr un encapsulado que permita la acción prolongada de las cianobacterias y que reduzca el impacto ambiental; las cianobacterias aportan nitrógeno al suelo y son usadas como fertilizantes orgánicos, además usando una cápsula orgánica también se eliminarían residuos tóxicos y salinos en la tierra, contrario a los químicos que ya se usan en cultivos”, dijo.
Expuso que específicamente en el Instituto Tecnológico de Tepic se lleva a cabo el modelado estructural por computadora de las moléculas de cada biopolímero, para identificar sus interacciones y elegir la combinación adecuada para las necesidades del proyecto.
“En seis semanas tenemos que terminar este trabajo, lo que estamos haciendo es poniendo estas estructuras moleculares, modeladas en la computadora, de los polímeros y hacer las interacciones entre ellos para conocer si son hidrofóbicas, si tienen enlaces de hidrógeno (H), carbono (C), varias interacciones entre alginato, quitosano y gelatina”, destacó.
“Este modelado es importante porque brinda predicciones y podemos darnos cuenta de cómo una molécula se va a formar, si tienen carga diferente y no se pueden mezclar, incluso nos da datos de las cantidades que debemos de usar”, insistió.
Las cianobacterias como fertilizantes
Martínez Rosales destacó que un grupo de científicos encabezado por la doctora María Nieves Trujillo Tapia, en la Umar, realiza desde hace ocho años investigaciones sobre un consorcio de cianobacterias —Fischerella, Chroococcus,Anabaena, Nostoc, entre otras encontradas en una raíz de papaya—, que tienen propiedades de dar nutrientes y acondicionar suelo para que sea fértil, además de que son capaces de remover contaminantes del suelo.
“Han experimentado con el cultivo de maíz y al aplicar los microorganismos han logrado resultados efectivos de 50 por ciento contra el fertilizante químico como la urea, pero se busca que el biofertilizante dure más tiempo en el suelo”, sostuvo.
Dijo que inicialmente se usaron medios líquidos para contener los microorganismos y lograr la aplicación al suelo, pero estos morían al ir perdiendo humedad y concluía la actividad fertilizadora.
Luego, Martínez Rosales propuso al grupo de investigadores, que forman parte de su comité de tesis, utilizar alginato de sodio, un biopolímero empleado en la industria alimenticia para encapsular lactobacilos y otros microorganismos, con la finalidad de prolongar la vida de las cianobacterias.
Pero con el propósito de hacer más efectivo el resultado, Andrés Martínez Rosales además propuso utilizar gelatina para guardar agua, y quitosano, al que se le atribuyen propiedades antifúngicas.
Mezclas posibles poco exploradas
El científico señaló que los biopolímeros pueden mezclarse, pero que el problema principal es cómo realizarlo porque, dijo, solamente existen artículos y trabajos sobre el alginato y quitosano empleados en nanopartículas y micropartículas.
“A partir de esto surgió el contacto con el Tecnológico de Tepic porque tienen trabajo con biotecnología de poscosecha con quitosano, ya que el doctor Jorge Alberto Sánchez Burgos ha trabajado con nanoperlas y consideró que esto también podía realizarse, a partir de la modelación estructural en la computadora”, apuntó.
Es una propuesta, dijo, en la que colaboran investigadores de la Universidad del Mar con el doctor Eustacio Ramírez Fuentes y la doctora María Nieves Trujillo Tapia; del Instituto Tecnológico de Tepic con el doctor Jorge Alberto Sánchez Burgos; de la Universidad Autónoma de Chihuahua con la doctora Ofelia Adriana Hernández Rodríguez, y con la doctora Carmen Gomes, de la Texas A&M University.
Anticipó que las investigaciones han mostrado tres propuestas para la elaboración de las perlas de biofertilizante, que serán probadas en invernadero y luego en el campo.
“La primera propuesta es elaborar un encapsulado matriz entre el consorcio de cianobacterias y alginato, eso nos dio buenos resultados, ya lo probamos en físico en un invernadero de chile jalapeño. La segunda es mezclar alginato, cianobacterias y una película de quitosano, que ya vimos cómo hacerlo en físico; la tercera es el uso de los tres polímeros alginato, quitosano y gelatina”.
Finalmente, informó que se publicarán estos resultados y subrayó que estas perlas serán una propuesta mexicana para todo el mundo sobre la bioencapsulación, que es un medio barato, ya que prácticamente los polímeros utilizados son residuos de algas y huesos.