Pais: Brasil

Fecha: 10 de Marzo del 2021

Los científicos buscan un nematicida natural a partir de desechos agroindustriales por Embrapa, Brasil

- La investigación evalúa los subproductos y residuos agroindustriales de los sectores de azúcar y alcohol, oleoquímicos y papel y celulosa para prospectar compuestos naturales con acción nematicida.

- En la fase de pruebas de seguridad y escala, se trabajará para generar un producto natural capaz de reemplazar insumos petroquímicos para el control de fitomatoides.

- Sostenible, el nematicida natural será inofensivo para la salud humana y no tendrá impactos ambientales negativos.

- Todo el protocolo de desarrollo y producción sigue el concepto de química verde.

- La solución es el resultado de una alianza entre Embrapa, Sebrae, Grupo Santa Clara y Demetra Agroscience con el apoyo de Embrapii.

Investigadores de Embrapa Agroenergia (DF) y Embrapa Genetic Resources and Biotechnology (DF) pretenden poner pronto a disposición un activo natural para controlar los fitomatoides. Para ello, están utilizando coproductos y residuos de cadenas agroindustriales como materia prima para obtener el nuevo insumo. Actualmente, esta plaga del suelo agrícola se controla con prácticas de manejo y compuestos sintéticos, los cuales han perdido efectividad a lo largo de los años, además de causar impactos ambientales y en la salud humana.

Realizado en asociación con el Grupo Santa Clara, Demetra Agroscience y el Servicio Brasileño de Apoyo a la Micro y Pequeña Empresa ( Sebrae ), el proyecto Nematus cuenta con el apoyo de la Empresa Brasileña de Innovación Industrial ( Embrapii ) e investiga extractos y compuestos bioactivos de hongos y plantas. para su aplicación en el control de fitonmatoides, es decir, la búsqueda de fuentes naturales y renovables para la obtención de nematicidas.

“Buscamos principios activos más específicos para estos organismos, para no comprometer el rico ecosistema del suelo, ya que el uso de nematicidas sintéticos con un amplio espectro de actividad influyen negativamente en toda la rizosfera / ecosistema involucrado, generando riesgos para la salud humana, animal y medio ambiente ”, declara el líder del proyecto, Clenilson Martins Rodrigues , investigador de Embrapa Agroenergia. Además de matar plagas, algunos agroquímicos sintéticos pueden causar daños, por ejemplo, a aves, abejas e incluso a los agricultores que los aplican.

Praga causa daños multimillonarios a los cultivos

Una encuesta de la Sociedad Brasileña de Nematología ( SBN ) indica que los nematodos causan pérdidas del orden de R $ 35 mil millones anuales a los agricultores brasileños. La plaga, presente en varios cultivos, provoca pérdidas anuales en promedio de R $ 15 mil millones solo en el cultivo de soja, según SBN.

Nematodo de la agalla en la mira

Los fitonmatoides son gusanos presentes en los suelos que, para sobrevivir y reproducirse, atacan las raíces de las plantas para obtener una reserva nutricional. Uno de los fitomatoides más comunes en Brasil es Meloidogyne incognita , también conocido como “Nematodo de las agallas”.

La plaga es un parásito capaz de provocar cambios en la raíz de la planta, perjudicando significativamente su desarrollo. El ataque provoca la llamada "hiel de nematodos", una célula gigante donde el parásito pone huevos, lo que compromete el crecimiento de los cultivos y suele ser fatal para las plantas. En Brasil, este fitopatógeno ataca principalmente a los cultivos de soja, algodón, café, frijoles, maíz y caña de azúcar.

“Este fitonmatoide fue elegido para ser el principal objetivo de la investigación por ser una de las especies más comunes en el mundo y un serio problema para la agricultura brasileña”, explica Rodrigues.

Agrega valor al desperdicio

El diferencial de los activos tecnológicos que se están desarrollando es que recomiendan el uso de subproductos y residuos de cadenas agroindustriales, posibilitando nuevas alternativas que les agreguen valor.

“Los extractos vegetales y microbianos con actividad nematotóxica probada pueden usarse en la formulación de pesticidas naturales a un costo de producción posiblemente menor que el de un ingrediente activo sintético. Además, estos extractos vegetales y microbianos pueden incorporarse a las formulaciones de otros productos para asegurar acciones complementarias, por ejemplo: actuar como nematicida, regulador del crecimiento y fijador de nitrógeno ”, dice Rodrigues.

Para el director técnico y de marketing de Santa Clara Agrociência, Marcelo Rolim, el gran diferencial del nematicida en desarrollo es ser una alternativa para el manejo y control de nematodos en cultivos con compuestos de origen natural, desarrollados por plantas y microorganismos para millones de años de evolución natural.

“Queremos ofrecer a los agricultores una alternativa para que puedan producir alimentos de manera viable y económica, utilizando un pesticida de origen natural, más amigable con el medio ambiente, con las personas que lo manipulan y con los consumidores en general”, dice Rolim.

Para el director, la investigación también representa una nueva visión de la cadena productiva, que debe ser no solo eficiente para garantizar la producción de alimentos, sino también ambiental y socialmente sustentable. “El hecho de que los principios activos del nematicida se produzcan a partir de subproductos vegetales es una prueba de su sostenibilidad y alineación con los conceptos más modernos de la economía circular”, añade Rolim.

Origen de la obra

La base del estudio se inició cuando el equipo de investigadores del proyecto caracterizó una oleaginosa cuya composición química mostró la ocurrencia de metabolitos pertenecientes a clases químicas reconocidas para combatir plagas en general. Pruebas preliminares in vitro , realizadas en los laboratorios de Recursos Genéticos y Biotecnología de Embrapa, en Brasilia (DF), confirmaron la acción positiva de diferentes extractos de esta oleaginosa contra M. incognita .

En este tipo de ensayo, soluciones de concentraciones predeterminadas de los extractos investigados se ponen en contacto con una población fija de los fitonmatoides modelo ( M. incognita ), en la etapa de mayor capacidad infecciosa. Los materiales investigados provocaron dos efectos característicos sobre los fitonmatoides: la parálisis (también llamado efecto nematostático) y el propio efecto nematicida, es decir, con la muerte de la plaga, y en algunos casos se verificó la clara perforación de la cutícula del gusano por la presencia de metabolitos obtenidos de los materiales estudiados.

“En el contexto del proyecto que tenemos con Santa Clara y Demetra, evaluamos al menos 30 materiales diferentes y la mayoría presentó resultados sumamente prometedores, siendo posible seleccionar candidatos capaces de controlar M. incognita en pruebas in vitro con mortalidad superior a 90 % ”, Explica el investigador Clenilson.

El proyecto explora conceptos de biotecnología industrial y química verde. Las biomasas se estudian desde la perspectiva de la bioeconomía, especialmente utilizando los preceptos de las biorrefinerías y, en este caso, se abordan las rutas químicas y bioquímicas para la obtención de materiales nematotóxicos. Además de las oleaginosas, la investigación está analizando otras biomasas de la agroindustria y del sector azucarero y alcohólico, obteniendo extractos por vías biotecnológicas y biosintéticas.

En la ruta bioquímica, en general, las biomasas se utilizan como fuente de carbono que alimenta a los hongos previamente seleccionados y los hace crecer. Estos, a su vez, al consumir fuentes de carbono, secretan metabolitos fúngicos que tienen la capacidad de controlar los fitomatomatoides.

En el enfoque químico, hubo un cruce entre la disponibilidad de biomasas procesadas por la agroindustria versus el hecho de que estas biomasas pertenecen a familias botánicas cuya literatura científica confirma la ocurrencia de metabolitos capaces de controlar plagas agrícolas. A partir de esta premisa, se desarrollaron procesos extractivos, con el uso de solventes químicamente verdes, para obtener el mejor desempeño de los metabolitos nematotóxicos.

El uso de biomasa de la agroindustria brasileña es una estrategia adoptada por Embrapa Agroenergia para valorizar las otras cadenas agrícolas, en este caso, la cadena de residuos, utilizando conceptos de química verde y procesos de extracción que no generan residuos de laboratorio.

Próximos pasos

Los investigadores ahora están evaluando la seguridad de uso (toxicidad de los extractos) para otros organismos no objetivo (fitotoxicidad y citotoxicidad), un paso fundamental para garantizar la seguridad en el consumo de productos agrícolas producidos con el uso de nematicidas naturales. También se probará la estabilidad del producto a la intemperie previsto para su uso en el campo (termoestabilidad).

Se están llevando a cabo etapas de preprogramación de los procesos (químicos y bioquímicos) para generar materiales suficientes para asegurar un mayor rigor en la selección de los mejores activos tecnológicos en experimentos en invernadero, con planta modelo. Esta etapa, en finalización, pretende verificar el efecto de cada material en un entorno más complejo y representativo. A partir de este experimento, se seleccionarán los candidatos con mayor potencial para desarrollar la formulación que será validada con el uso de una variedad de soja comercial, también en experimentos en condiciones de invernadero.

“En este paso, observaremos a los candidatos que presentan mayor rendimiento de los metabolitos nematotóxicos, además de seleccionar al menos dos materiales que sean capaces de reducir o prevenir la tasa de infección de M. incognita en un cultivo comercial, en este caso , soja. Al final, los procesos y productos serán transferidos a las empresas para que se lleven a cabo los pasos finales de industrialización y comercialización ”, explica Rodrigues.

Sea socio de Embrapa Agroenergy

Embrapa Agroenergia busca empresas que quieran cerrar una alianza en el codesarrollo de procesos y productos. En el caso del proyecto “Nematus”, detallado anteriormente, la alianza entre Embrapa Agroenergia, Santa Clara Agrociência, Demetra y Embrapii, además de permitir el codesarrollo de un proyecto innovador, permite avanzar en un punto que es considerado un fuerte cuello de botella para la innovación en el país: integración entre empresas privadas, instituciones de investigación y universidades.

El director general de Santa Clara Agrociência, João Pedro Cury, cree que es posible innovar a través de alianzas entre empresas públicas y privadas para desarrollar soluciones a favor de la agricultura brasileña. "Estamos contribuyendo a reforzar el movimiento hacia una química verde y que, en el mediano plazo, pueda complementar o incluso reemplazar a los agroquímicos a nivel mundial", declara.

“Nuestra alianza está dirigida al área de sustentabilidad, química verde y enfocada a todas las cadenas productivas de la agroindustria”, agrega el investigador Clenilson Rodrigues.

El CEO de Demetra Agroscience, Renato Zapparoli, dice que además de la contribución socioeconómica y ambiental del nematicida natural en desarrollo, una de las principales ventajas de invertir en innovaciones tecnológicas en esta asociación es la división de los costos del proyecto. “Cuando hay participación de una microempresa ( startup ), Sebrae participa con aporte económico en el proyecto, diluyendo los costos para la microempresa, y el retorno se explora exclusivamente entre los involucrados en el proyecto”, dice.

Para el desarrollo de nuevos plaguicidas naturales, los investigadores buscan empresas interesadas en evaluar biomasas residuales de cadenas productivas en la agroindustria del país.

Empresas que estén dispuestas a realizar proyectos de codesarrollo desde las etapas de prueba de concepto, pasando por las fases de internalización de productos y procesos validados a escala piloto.

Traducido del portugués.

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