Inoculantes bacterianos como alternativa para restaurar suelos impactados con Glifosato

La agricultura es una de las actividades económicas más importantes del sector agropecuario en México. Tan solo en 2022, contribuyó con una producción de 265.1 millones de toneladas. No obstante, la alta demanda de alimentos por parte del sector agropecuario ha contribuido a elevar las metas de productividad, por lo que el uso de plaguicidas se ha incrementado en los últimos años como estrategia para limitar las pérdidas ocasionadas por diversos factores bióticos. Entre estos se destacan las pérdidas ocasionadas por malezas, las cuales oscilan aproximadamente en un 10%, siendo el glifosato uno de los herbicidas más utilizados a nivel mundial por su bajo costo y fácil uso, empleándose principalmente en cultivos de maíz, trigo, papa y garbanzo. El glifosato se aplica en el suelo precosecha y poscosecha, y además se utiliza para el secado de granos y piensos, lo cual podría representar un riesgo potencial debido a que podría estar presente en los alimentos derivados.

En la actualidad, se ha generalizado la tendencia de limitar el uso del glifosato, ya que diversos estudios han sugerido que la exposición a este herbicida se encuentra asociada a varios problemas de salud humana y ambiental. Sin embargo, la prohibición o la limitación del uso del glifosato ya no resulta suficiente para reducir sus riesgos, dado que este herbicida es persistente en el ambiente, sobre todo en zonas altamente contaminadas dado que las tasas de su degradación son bajas debido a la saturación del mismo, convirtiéndose el suelo en un reservorio y foco potencial de contaminación y diseminación. Lo anterior impone desafíos adicionales para reducir los riegos sanitarios asociados a éste herbicida y lograr la producción de alimentos seguros. En este sentido, considerando la necesidad de descontaminar y restaurar los suelos, la biorremediación puede jugar un papel importante como estrategia.

IMPACTO DEL GLIFOSATO EN LA SALUD Y EL AMBIENTE

Existen diversos riesgos asociados con la exposición al glifosato dada que esta puede ser directa, donde se afectan principalmente los trabajadores agrícolas, o indirecta, a través de alimentos, suelo o agua contaminados, teniendo un amplio alcance afectando al resto de la población y a la cadena alimenticia. A la fecha, existen reportes de intoxicaciones e irritación debido a la exposición directa; por otro lado, se ha sugerido que la exposición crónica de manera indirecta podría asociarse con la afección de diversos órganos, desórdenes hormonales e incluso cáncer, por lo que el monitoreo y seguimiento de las posibles fuentes de contaminación resulta imprescindible para estimar el riesgo real asociado con este herbicida.

En el ambiente, el glifosato puede afectar a diversos organismos, siendo la microbiota del suelo uno de los más importantes ya que la composición de los microorganismos nativos se ve alterada. Esto puede dar lugar a la pérdida de diversidad microbiana, y en algunos casos, la reducción de microorganismos benéficos (por ejemplo, algunas especies de Bacillus) o favorecer el aumento de ciertos fitopatógenos (como el hongo Gaeumannomyces graminis var. Tritici). Asimismo, el glifosato resulta tóxico para las abejas, afectando de esta manera la polinización de cultivos importantes como el pepino, berenjena, manzana, fresa y aguacate. Aunado a esto, el glifosato también reduce la absorción y translocación de iones y otros nutrientes, por lo que los suelos se vuelven poco fértiles comprometiendo el desarrollo de los cultivos. De aquí, que el glifosato puede impactar de manera indirecta la producción agrícola al favorecer el aumento de extensiones de suelos poco fértiles y la pérdida de organismos benéficos para los cultivos.

EL ESTADO ACTUAL DEL GLIFOSATO EN MÉXICO

Debido a las implicaciones en salud humana y ambiental asociadas con el glifosato, el debate público acerca de su uso y sus efectos se ha intensificado. En el mundo, el glifosato se ha prohibido, y en algunos casos restringido su uso, en varios países de Europa, Sudamérica y Asia. Por su parte, el gobierno mexicano tomó la decisión unilateral de prohibir el glifosato a partir de enero de 2024, debido a la presión social ejercida para restringir o prohibir su uso y no permitir el cultivo de maíz transgénico, publicándolo en el Diario Oficial de la Federación el 31 de diciembre de 2020. En particular, en México existen severos problemas relacionados con el uso inapropiado de pesticidas a causa de la falta de entrenamiento de los usuarios y una supervisión inadecuada por instituciones reguladoras. El gobierno mexicano apoyó la prohibición del glifosato basado en evidencia científica. No obstante, las alternativas para el reemplazo viable de este herbicida aún continúan en desarrollo. Muchos de los esfuerzos en investigación se han enfocado en la implementación de alternativas agroecológicas con el objetivo de sustituir la función del herbicida preservando los recursos naturales, teniendo como estrategias, por ejemplo, el uso de extractos botánicos como herbicidas naturales, así como el uso de bacterias benéficas como inoculantes para restaurar zonas contaminadas.

BIORREMEDIACIÓN COMO ESTRATEGIA PARA UNA AGRICULTURA SUSTENTABLE

Dado que el glifosato es persistente en el ambiente, su remoción es indispensable para lograr el saneamiento de las zonas contaminadas y evitar su diseminación. La biorremediación es una alternativa agroecológica que se basa en el uso de microorganismos para limpiar el agua y los suelos contaminados. Se basa en que las plantas de manera natural establecen interacciones continuas con los microorganismos presentes en el suelo, principalmente a través de la rizósfera, el rizoplano o incluso como endófitas. Como parte de esta interacción simbiótica, las bacterias pueden proveer de funciones indispensables para el desarrollo y el buen crecimiento de las plantas, mientras que las plantas por su parte proporcionan alimento a la comunidad microbiana con que interaccionan. Por tal, la biorremediación busca aprovechar estas interacciones naturales para facilitar ya sea la degradación de ciertos compuestos, aumentar la fertilidad del suelo o favorecer el crecimiento de especies vegetales.

La biorremediación puede aplicarse in situ y ex situ; en la primera, los microorganismos directamente se inoculan en el suelo para que desempeñen sus funciones; mientras que, en la segunda, parte del suelo se extrae para que éste sea tratado fuera del sitio de origen. En el contexto de la restauración de ecosistemas, la biorremediación in situ juega un papel importante ya que implica la inoculación de microorganismos capaces de metabolizar los compuestos tóxicos de interés, fenómeno conocido como bioaumentación. En el caso del glifosato, numerosos trabajos han demostrado que diversas bacterias aisladas de zonas contaminadas con glifosato han logrado reducir las concentraciones del herbicida en ensayos en medio de cultivo y utilizando suelo, e incluso en campo abierto, por ejemplo, bacterias como Ochrobactrum, Rhizobium y Achromobacter. Con esto se demuestra que las bacterias representan un recurso natural que puede ser aprovechado para la restauración de suelos contaminados y la promoción del crecimiento de plantas, principalmente a través de la formulación de inoculantes.

CARACTERÍSTICAS DE LOS INOCULANTES BACTERIANOS

Un inoculante es un biopreparado a base de microorganismos, el cual puede estar constituido por una o más cepas bacterianas, que se emplean con diversos fines, tales como favorecer el crecimiento de las plantas, fertilizar los suelos, antagonizar el efecto de patógenos, o eliminar sustancias tóxicas en el suelo, siendo en éste último donde encontramos las bacterias degradadoras de glifosato con potencial en biorremediación. En el contexto anterior, un inoculante ideal, además de eliminar contaminantes (como el glifosato), puede presentar otras características adicionales que aumenten su valor. Entre éstas características se encuentran: la producción de biosurfactantes, sustancias que incrementan la solubilidad y disponibilidad de compuestos orgánicos en agua, potenciando la biodegradación de compuestos durante la biorremediación; la producción de enzimas relacionadas a la degradación de otros compuestos tóxicos (por ejemplo, otros plaguicidas); presentar características promotoras del crecimiento vegetal, tales como la fijación de nitrógeno, la solubilización y el transporte de fósforo y otros minerales, producción de fitohormonas (auxinas, citocininas, giberelinas), enzimas promotoras de crecimiento como la ACC-deaminasa, la producción de sideróforos para la captación de hierro; presentar antagonismo para el biocontrol de fitopatógenos, por ejemplo, hongos. En el caso de los inoculantes para la degradación de glifosato, si bien éstas características no son indispensables, aportan un valor adicional ya que además de contribuir a la reducción de los niveles del herbicida podrían promover el crecimiento vegetal a través de otros mecanismos, y con ello favorecer la transición hacia la producción de alimentos seguros.

PERSPECTIVAS

La problemática del glifosato es un tema que aún continúa en debate. En nuestro país, el impacto de su prohibición se percibirá en los años venideros en lo económico, social, ambiental y político; no obstante, este hecho ha renovado el interés en el desarrollo e implementación de estrategias agroecológicas encaminadas hacia una agricultura sustentable, donde se mejore la calidad de vida, el desarrollo de las comunidades y se preserve el medio ambiente con la disminución de la contaminación. Por tal, será imprescindible dirigir los esfuerzos en la investigación hacia la biorremediación y otras estrategias amigables que en conjunto garanticen la producción de alimentos sustentables y seguros. A pesar de este panorama, el aislamiento y caracterización de microorganismos benéficos, ya sea para degradar compuestos contaminantes y/o promover el crecimiento de los cultivos, resultarán herramientas imprescindibles para alcanzar una productividad adecuada disminuyendo el impacto ambiental ocasionado por la actividad humana.