BIOFUMIGACIÓN
DEL SUELO, RESIDUOS ORGÁNICOS Y
CONSERVACIÓN DE LA CAPA DE OZONO
AUTORES: A.BELLO, J.A. LÓPEZ-PÉREZ, A.
GARCÍA-ÁLVAREZ
Dpto Agroecología, CCMA, CSIC. Madrid
Calle Serrano 115 dpdo, Madrid 28006
Antonio.bello@ccma.csic.es
El bromuro de metilo
(BM) se ha venido utilizando en la fumigación de suelos agrícolas, para
la eliminación de organismos patógenos y malas hierbas. En la IV reunión
del Protocolo de Montreal en Copenhague (noviembre, 1992), se planteó la
retirada del BM por su efecto destructor de la capa de ozono estratosférico,
creándose un comité de expertos, el MBTOC (Methyl Bromide
Technical Option Committee) con el fin de encontrar alternativas a su
uso. Para la evaluación económica de las alternativas se creó otro
comité, el TEAP (Technology and Economic Assesment Panel). Una de
las conclusiones del TEAP es la de que se adopte, cuanto antes las
alternativas al BM en los lugares donde éstas existan, puesto que los
productores irán mejorando cada año las técnicas de aplicación, reduciéndo
cada vez más las diferencias económicas entre dichas alternativas y la
aplicación de BM (MBTOC 1998). En España, como miembro de la UE, la
fecha de supresión es el año 2005, con una retirada gradual del
25% que se debería haber realizado en 1998, del 60% en el 2001 y el 75%
en el 2003.
En España se ha
calculado en 1995 un consumo de BM en fumigación de 4.191 t. El BM se aplica
principalmente en cultivos de fresón (33%), pimiento (29%), hortalizas en
general (12%), ornamentales (9%), cucurbitáceas (9%) y otros (8%), siendo las
regiones con mayor consumo Andalucía, Murcia, Valencia y Castilla y León
(Fig. 1). Debemos destacar que no se utiliza BM en la mayoría de las regiones
autónomas y en cultivos como el tomate, que es el de mayor demanda en el
mundo. Tampoco se utiliza BM en frutales, viñedos y plataneras, y existen
alternativas eficaces en el cultivo de tabaco en Extremadura. Todos estos
cultivos pueden servir como referencia, a escala mundial, en la búsqueda de
alternativas al BM.
Figura
1. Distribución en 1995 del consumo de BM en España
La aportación
de la ciencia española en la búsqueda de alternativas al BM ha sido modélica.
Desde el primer momento, el Ministerio de Agricultura en colaboración con el
Ministerio de Medio Ambiente y, últimamente con el Ministerio de Ciencia y
Tecnología, han coordinado un proyecto de investigación sobre alternativas
al BM en nuestro país, cuyos resultados están sirviendo de referencia no sólo
en la UE, sino en todo el mundo, para resolver este grave problema provocado
por la agricultura (Bolívar 1999).
La primera consideración sobre la eliminación del BM fue muy
pesimista y, sobre todo, su viabilidad de cara al futuro, puesto que tanto la
agricultura y la capa de ozono, son fundamentales para la supervivencia en el
planeta. Un análisis posterior nos llevó a la conclusión de que el uso de
BM en agricultura, así como los problemas fitopatológicos, son la excepción
y no la norma, ya que la inmensa mayoría de cultivos no usan BM y,
curiosamente, sólo se utiliza en cultivos que se han definido como paradigma
de una agricultura moderna, localizada principalmente en California, Florida,
España, Japón, Israel e Italia (Bello et al. 2000a).
LA BIOFUMIGACIÓN COMO ALTERNATIVA AL BROMURO
DE METILO
Es necesario el uso de criterios ecológicos
en agricultura, que permitan conocer cuáles son los elementos y procesos
claves en el funcionamiento de los agrosistemas. En relación con el BM, hemos
elegido la función de la materia orgánica a partir de los procesos de
degradación que originan gases capaces de controlar los patógenos de los
vegetales. Este proceso ha sido definido como biofumigación y ha sido
incluido como una alternativa no química al BM por el "Methyl Bromide
Technical Comitte". Actualmente se incluyen todos los tipos de materia
orgánica y residuos agroindustriales, aunque anteriormente se aplicaba sólo
a la presencia de isotiocianatos durante los procesos de descomposición de
coles y otras brasicas, que tiene un contrastado efecto fungicida e
insecticida (Bello 1998).
Se ha definido la biofumigación como "la acción de las
sustancias volátiles producidas en la biodescomposición de la materia orgánica
en el control de los patógenos de las plantas" (Bello et al.
2000). La técnica incrementa su eficacia en el tiempo, cuando forma parte de
un sistema de producción integrada. Se ha comprobado que, por lo general,
cualquier tipo de materia orgánica puede actuar como biofumigante,
dependiendo su eficacia de la dosis y del método de aplicación (Bello et
al. 2000).
La función de la materia orgánica en la regulación de los patógenos
de los vegetales, es una alternativa basada en el mismo principio que los
fumigantes convencionales, con la única diferencia de que los gases obtenidos
resultan de la biodescomposición de la materia orgánica y no se conocen
efectos negativos sobre el ambiente y la salud (Bello 1998).
La biofumigación, además, estimula la actividad microbiana del suelo,
por lo que tiene un efecto biomejorante. Cuando se añade la materia orgánica,
se produce una secuencia de cambios microbiológicos, con una proliferación
de microorganismos inicial que depende de los recursos añadidos. Los
descomponedores son una fuente de nutrición que, al mismo tiempo, favorece la
proliferación de hongos nematófagos y nematodos de vida libre, lo que
incrementa a la vez el número de nematodos depredadores, omnívoros y
entomopatógenos, así como las poblaciones de microartrópodos, protozoos,
algas y otros organismos del suelo. El incremento de la actividad microbiana
produce también un aumento de los niveles de exoenzimas en el suelo.
La biofumigación no tiene efectos negativos en la salud de los
consumidores ni en el medioambiente. No tiene limitaciones de uso dentro de
los reglamentos de producción integrada o de agricultura ecológica. La
producción agrícola obtenida con la aplicación de las técnicas de
biofumigación puede tener precios altamente competitivos, debido al
aprovechamiento de residuos agroindustriales de bajo costo. El problema más
importante es la alta variabilidad de las enmiendas orgánicas. Algunas pueden
acumular compuestos peligrosos e incrementar los niveles de algunos patógenos.
Por ello es necesario diseñar protocolos para una caracterización
fitosanitaria y agronómica de los materiales a emplear, así como desarrollar
técnicas correctas de aplicación en campo.
La biofumigación, como alternativa no química en el control de los
organismos patógenos de los vegetales, ha sido aceptada sin dificultad por
aquellos productores y técnicos que tienen una gran experiencia en la gestión
de los sistemas agrarios y en el manejo de la materia orgánica. Para estos
agricultores, el establecimiento de las bases teóricas de la biofumigación,
vino a confirmar sus conocimientos empíricos sobre la implicación de la
materia orgánica en el incremento de la rentabilidad de los cultivos y, sobre
todo, descubrir su función en la regulación de las enfermedades de las
plantas que tiene su origen en el suelo. Por todo ello, después de que se
empezó a aplicar esta técnica en campo en 1996, no es extraño encontrar
agricultores que ya hablen de la biofumigación como una práctica más en el
manejo de sus cultivos, especialmente en la zona de la Albufera de Valencia,
Villena en Alicante, El Campo de Cartagena en Murcia, La Roda en Albacete y el
Sur de Tenerife. También se ha considerado como una alternativa no química
al BM en países como China, Jordania, Marruecos, México, Guatemala y
Uruguay, principalmente por los proyectos demostrativos de alternativas al BM
de UNIDO, dentro del Protocolo de Montreal (Bello et al. 2000a; Bello et
al. 2001).
La biofumigación ha sorprendido al mundo investigador y académico,
que en los últimos años ha centrado su esfuerzo en el campo de la
agrobiotecnología, potenciando la aplicación de las técnicas de biología
molecular en la agricultura. Por ello, resulta difícil aceptar en este ámbito
que viejos métodos basados en la aplicación de la materia orgánica, aunque
tenga nuevos planteamientos, constituyan una alternativa actual y de futuro en
agricultura. Las líneas de investigación existentes sobre el control de los
patógenos de origen edáfico, centran todavía sus enfoques teóricos en
confundir biofumigación con solarización, inundación o anaerobiosis,
proponiendo técnicas complejas, que son difíciles de asumir por los
agricultores. Por tanto es necesario establecer las diferencias entre
biofumigación y las otras técnicas relacionadas con control de los patógenos
del suelo como la solarización, inundación y anaerobiosis, resaltando para
ello que la biofumigación es "la acción de los gases producidos de la
biodescomposición de la materia orgánica". Éste es un concepto clave
para su aplicación correcta y obtener así una mayor eficacia en el control
de los patógenos.
BIOFUMIGACIÓN Y
SOLARIZACIÓN
Katan (1981) sugiere que la adición de
residuos orgánicos al suelo puede incrementar la eficacia de la solarización.
Otros autores indican que la solarización reduce Verticillium dahliae
a profundidades de 70-120 cm, considerando que se debe a los gases liberados
durante el proceso de solarización, puesto que a esa profundidad la
temperatura no tiene efecto letal, observan que la eficacia de la solarización
es mayor cuando se incorporan abonos verdes. Otros trabajos señalan que la
solarización es eficaz en el control de Fusarium oxysporum, cuando se
añaden residuos de col, debido a los gases fitotóxicos que se producen en su
descomposición y que la reducción de nematodos a profundidades entre 46-91
cm se debe a otros factores diferentes de la temperatura.
Garibaldi y Gullino (1991) revisan el empleo de la solarización en los
países del sur de Europa, indicando que crea un vacío microbiológico y no
hay eficacia en aquellos horizontes donde no llega la radiación solar (30-40
cm), puesto que la solarización se basa en el calentamiento del suelo de 36 a
50 °C, algo que sólo ocurre en los primeros 30 cm. Existen muchas preguntas
sobre la solarización que no tienen respuesta, tales como si el control de
los organismos fitoparásitos es posible a profundidades comprendidas entre
60-120 cm en suelos solarizados, cuando la temperatura necesaria no se alcanza
a esa profundidad, y la posible función de las sustancias volátiles en la
reducción de los patógenos. Bello et al. (2000a) señalan las
diferencias entre solarización y biofumigación en el control de nematodos en
cultivos extensivos de zanahoria, no siendo necesario la aplicación de plástico
y las altas temperaturas, aunque ambas técnicas pueden ser complementarias.
La solarización es un método que, por si solo, no es eficaz en el
control de los patógenos de los vegetales, especialmente cuando se trata de
controlar organismos móviles, como nematodos que por acción del calor se
desplazan a zonas más profundas. En los casos donde la solarización ha sido
eficaz, se trata por lo general de suelos con alto contenido de materia orgánica
(solarización más biofumigación), o de suelos poco profundos. La solarización
es eficaz cuando se combina con biofumigación, durante dos meses, a una
temperatura ambiental superior a 40 ºC, aunque se recomienda de 30 a 45 días
durante los meses de julio y agosto, que es cuando la temperatura del suelo
alcanza temperaturas superiores a 50 ºC. Se ha observado que se produce una pérdida
en la biodiversidad del suelo.
BIOFUMIGACIÓN, INUNDACIÓN Y ANAEROBIOSIS
Allen et al. (1997) señalan que
las fuertes lluvias producidas durante el verano en Florida producen
inundaciones y dan lugar a fenómenos de anaerobiosis que pueden actuar en el
control de nematodos, después de doce semanas de producirse la inundación,
por lo que podría utilizarse como una alternativa al BM. Además, demuestran
que los nematodos no sobreviven después de dos semanas en condiciones de
anaerobiosis, aunque realizan un experimento sometiendo a los nematodos al
efecto de agua en anaerobiosis y éstos fueron capaces de sobrevivir.
El control de nematodos por inundación de suelos orgánicos ha sido
revisado por Good (1987) y parece que su eficacia está relacionada con la
disminución de la aireación del suelo. Hollis y Rodríguez-Kábana (1966)
han demostrado el efecto letal para los nematodos, de productos como los ácidos
butírico, propiónico y sulfhídrido producidos por las inundaciones de
suelos con alto contenido de materia orgánica. Otros autores demuestran que
los nematodos, en condiciones anaerobias, pueden adquirir el estado de
quiescencia y no morir. Se considera que el principal beneficio de la materia
orgánica fue mejorar las propiedades físicas y químicas del suelo. La
siembra de arroz durante el período de inundación y la materia orgánica no
fueron buenas alternativas para el control de nematodos.
Blok et al. (1998, 2000) estudian en laboratorio el efecto sobre
el control de Fusarium oxysporum f. sp. asparagi de cinco
materiales vegetales diferentes: Lolium perenne, Brassica oleracea,
restos de cultivos, frutales y residuos de jardín compostados, paja de trigo
(Triticum aestivum) y alfalfa (Medicago sativa), aplicando 70 g
de peso seco a 100 ml (equivalente a una aplicación en campo de ¡1.200 t ha-1!)
de un suelo franco arenosos con pH 7,5 que se introdujo en botellas de vidrio
incubándolo a 11 y 24 ºC. Estos autores encontraron que el consumo de oxígeno
fue mayor a 24 ºC y que después de 7 semanas no se detecta el hongo en los
tratamientos con alfalfa y brasica. Posteriormente se repitio el experimento
en campo utilizando solo Brassica oleracea y Lolium perenne, en
parcelas experimentales cubiertas con plástico y sin plástico, encontrando
una eficacia alta en el control de hongos en los suelos cubiertos con plástico,
no encontrando un efecto elevado en el control del nematodo de la papa Globodera
pallida, aunque se observó la reducción de poblaciones de Pratylenchus
penetrans y Meloidogyne fallax. Los autores atribuyen la acción de
control a la situación de anaerobiosis creada por el incremento del
metabolismo del suelo, debido a la fermentación de la materia orgánica
incorporada. Concluyen que el efecto de control no se debe a las sustancias tóxicas
volátiles desprendidas durante la descomposición y, por ello, no es
necesario que se produzcan glucosinolatos para el control de los organimos del
suelo. Señalan que el control no está relacionado con la temperatura, por lo
que se diferencia claramente de la solarización, y puede aplicarse en lugares
donde no es posible la solarización y la inundación. Por ello consideran que
es un nuevo método de control y lo denominan "biological soil
desinfestation".
