Cultivos reforzados contra la sequía y salinidad

Por Germán Corcho Tróchez

¿Las zonas cultivables de la costa Caribe colombiana pueden tolerar la sequía y la salinidad? La respuesta es una investigación de científicos de la Universidad Simón Bolívar que ya obtuvo resultados en laboratorios con plantas de maíz, banano, ají topito y tomate.

“Es posible que el futuro contra el cambio climático dependa de los organismos endófitos o endobiomas, llamados así porque viven dentro de las plantas, como las bacterias, que se han adaptado durante unos 4.000 millones de años a las extinciones que ha habido”, explica Hernando Sánchez Moreno, Ph. D. en Ciencias Naturales y profesor de la Facultad de Ciencias Básicas y Biomédicas.

En el primer año de trabajos, el estudio ya evidenció la adaptación de los cultivos con el uso de hidrogeles y una bacteria que habita el Avicennia germinans (mangle negro): la Bacillus safensis. La finalidad es que los ecosistemas marino-costeros sean una alternativa para mejorar el rendimiento de cultivos, preservar los bosques de manglar en la costa y mitigar los efectos del cambio climático.

Las muestras de manglares negros fueron recolectadas en Puerto Mocho, Puerto Caimán (Atlántico), Galerazamba (Bolívar), Cabo Tortuga, Pueblo Viejo y Ciénaga del Chino (Magdalena), donde sobreviven bosques de Avicennia germinans bajo estrés hídrico. En condiciones normales miden unos quince metros en etapa adulta, pero los científicos encontraron ejemplares de metro y metro y medio, una consecuencia de su adaptación a la falta de agua dulce y los suelos hipersalinos.

El manglar negro que crece en esas zonas soporta la sequía o el exceso de cloruro de sodio gracias a la Bacillus safensis. Los microorganismos endófitos soportan la abundancia de bicarbonato de sodio. Así, con apoyo de especialistas de la Universidad de Madrid, el genoma de la bacteria fue analizado y se confirmaron sus cualidades.

“En el primer año de trabajos, el estudio ya evidenció la adaptación de los cultivos con el uso de hidrogeles y una bacteria que habita el Avicennia germinans o mangle negro: la Bacillus safensis”.

Los especialistas llevaron las muestras a laboratorios, donde encapsularon Bacillus safensis en esferas de alginato —hidrogeles absorbentes— que luego introdujeron en las plantas. “De esa forma resolvimos dos necesidades: por un lado, la bacteria aumenta la tolerancia a la salinidad y la sequía; por otro, el gel retiene, libera y reabsorbe el agua”, detalló el profesor Hernando Bolívar Anillo, Ph. D. en Recursos Agroalimentarios.

Los experimentos evidenciaron además que la bacteria no perjudica los cultivos. “Un mes después de riego encontramos esferas adheridas a las raíces, ahora debemos pasar a condiciones reales”, dijo Bolívar. En la segunda fase del proyecto, las pruebas reales se harán en fincas del corregimiento Pital de Megua, el municipio Santa Lucía (Atlántico), el municipio Zona Bananera (Magdalena) y de la Universidad Popular del Cesar.

Monitoreo con IA y sensores
Se requiere una mirada integral. Por eso el trabajo involucra a especialistas de diversas áreas y tiene dos líneas: una es el estudio de la bacteria, desde el centro de investigación en biodiversidad y cambio climático Adaptia. La otra será el monitoreo fisicoquímico con equipos de sensórica e inteligencia artificial, por parte de los centros de investigaciones en Ciencias de la Vida (CICV) y en Inteligencia Artificial y Robótica (AudacIA).

“La sensórica mandará señales si los suelos son alterados, si las plantas están siendo afectadas o de qué manera se adaptan y sobreviven en condiciones agrestes”, contó Reynaldo Villarreal González, director de AudacIA.

Las estaciones de vigilancia se instalarán en fincas y bosques de manglar de los mencionados tres departamentos, como el Ecoparque Mallorquín en Barranquilla, de donde se obtendrá información de variaciones de clima, temperatura, salinidad, pH y nivel del agua. La data será procesada por una plataforma robusta, a partir de un modelo basado en algoritmos de predicción. Este proceso será responsabilidad de AudacIA, el CICV y Adaptia, con el respaldo de Victa, una iniciativa fundada por la científica y profesora Nataly Galán Freyle.

Con el proyecto también habrá transferencia de conocimientos y tecnologías. Para ello, especialistas del centro de crecimiento empresarial e innovación MacondoLab vienen identificando necesidades y oportunidades del mercado con base en las unidades agrícolas identificadas hasta el momento: 473 productoras de maíz, guayaba y cítricos, 6.051 algodoneras, y 1.343 bananeras y palmicultoras.

“Un mes después de riego encontramos esferas adheridas a las raíces, ahora debemos pasar a condiciones reales”, Hernando Bolívar Anillo, microbiólogo Ph.D.

Pruebas y entrenamiento especializado
El proyecto es financiado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, a través de la convocatoria 24 de 2022 y recursos del Sistema General de Regalías. “Con el 50 % del presupuesto diseñamos y validamos un prototipo de tecnología que mejora los cultivos y soluciona la necesidad de tolerar el estrés hídrico. Hicimos pruebas experimentales y actividades de entrenamiento especializado en España y Alemania”, expuso María Auxiliadora Iglesias, directora.

Los recursos destinados por $12.600 millones incluyeron la dotación de laboratorios de las universidades Simón Bolívar, del Magdalena y Popular del Cesar con equipos de última tecnología, como un cromatógrafo para la separación e identificación de moléculas; un biorreactor, para la obtención de grandes volúmenes de cultivos; un termociclador en tiempo real, para biología molecular y amplificación de ADN; microscopios invertidos, para el estudio de fitoplancton; drones con cámaras multiespectral y matricial, y ultracongeladores.

“Este proyecto reúne a los centros de investigación de la universidad en un grupo multidisciplinario al que se integran el sector público, el sector privado y las comunidades”, destacó Yani Aranguren Díaz, directora de Adaptia, centro de investigación en biodiversidad y cambio climático de Unisimón.

En el primer año de trabajos, el estudio ya evidenció la adaptación de los cultivos con el uso de hidrogeles y una bacteria que habita el Avicennia germinans o mangle negro: la Bacillus safensis.