Desarrollo del cultivo en agricultura protegida con aplicaciones de biofertilizantes
Un biofertilizante es una preparación biológica de microorganismos altamente eficientes que mejoran la absorción de nutrientes por parte del cultivo del tomate. Además de fijar el nitrógeno atmosférico, también solubilizan el fósforo del suelo y estimulan el crecimiento de las plantas.
Generalmente se utiliza una amplia variedad de microorganismos como biofertilizantes, incluidas las cianobacterias, Anabaena; las bacterias del suelo, Rhizobium, Azotobacter; hongos, AM y Pseudomonas sp, que disuelven el fosfato. Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal, PGPR, interactúan directamente con las plantas de varias maneras, incluido el aumento de la disponibilidad de nutrientes esenciales tales como el nitrógeno, el fósforo y el hierro, la producción y regulación de compuestos que participan en el crecimiento de las plantas, por ejemplo, fitohormonas, y los niveles de hormonas del estrés, por ejemplo, niveles de etileno por ACC-desaminasa.
En suelos calcáreos, la eficiencia de absorción de fósforo, zinc y hierro por parte de las plantas tiende a ser baja. Para potenciar el aprovechamiento eficiente de estos elementos, la incorporación de hongos micorrícicos junto con bacterias insolubles que disuelven el fosfato, como Bacillus spp, y bacterias productoras de sideróforos como Pseudomonas putida y Enterobacter cloacae puede aumentar significativamente la solubilidad y la absorción de estos nutrientes. Además, dado el requisito sustancial de las plantas de pimiento para este elemento esencial, es crucial mantener un suministro constante de nitrógeno. Utilizando bacterias fijadoras de nitrógeno molecular, como Azotobacter chroococcumy Azospiril y Lipopar, es esencial para mejorar el crecimiento general de las plantas.
Además, pueden afectar indirectamente a las plantas mediante la prevención de enfermedades a través de la competencia con patógenos por nutrientes escasos, el biocontrol de patógenos a través de la producción de compuestos aséptico-activos, la síntesis de enzimas fúngicas de lisis de la pared celular y la inducción de respuestas sistémicas en las plantas. Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) son un importante grupo funcional de la microbiota del suelo que desempeña un papel importante en la fertilidad del suelo, la productividad, el rendimiento y la calidad de los cultivos, así como en la resiliencia de los ecosistemas. La inoculación de plantas con HMA aumentó la eficiencia de la fotosíntesis y aumentó la biodisponibilidad de micronutrientes y agua, mejorando así el crecimiento de las plantas.
A nivel experimental se ha utilizado HMA (Rhizophagus irregularis) y PGPR (Azotobacter chroococum) en combinación con fertilizante químico para tratar el pimiento morrón. La aplicación combinada de R. irregularis y A. chroococum con un 75% de fertilizantes químicos se mejoró la calidad y el rendimiento de la fruta. Los métodos dieron como resultado una reducción en la tasa de aplicación de fertilizantes químicos y, al mismo tiempo, mejoraron el crecimiento del pimiento, así como la composición bioquímica y mineral de los frutos del pimiento. Según lo informado los diferentes niveles de fertilizantes combinados con abonos orgánicos y biofertilizantes condujeron a aumentos significativos en el crecimiento, el rendimiento y la calidad del pimiento morrón, con el tratamiento más económico para la producción de pimientos de alta calidad mediante la aplicación de azotobacter, vermicompost y 75% de NPK (125:75:30 kg/ha).
La insuficiencia de nutrientes para las plantas puede afectar negativamente el crecimiento y la producción de los cultivos. En los cultivos que requieren una alta nutrición, a menudo se emplea la fertilización continua para garantizar la disponibilidad de nutrientes. Sin embargo, esta práctica puede conducir a la contaminación ambiental y al aumento de los costos de producción para los agricultores. Para mitigar estos problemas y promover la agricultura sostenible, se fomenta el uso de fertilizantes biológicos. Los fertilizantes biológicos no solo reducen la dependencia de los fertilizantes químicos, sino que también ayudan a restaurar la diversidad microbiana en el suelo del sustrato.
El pimiento ocupa una posición destacada entre los cultivos de invernadero en numerosos países
El pimiento morrón, Capsicum annuumL., es una hortaliza miembro de la familia de las solanáceas que contiene altas cantidades de compuestos beneficiosos para la salud, como vitaminas, flavonoides, carotenoides, capsaicinoides, aceites volátiles, ácidos grasos, proteínas, fibra y minerales. Como resultado de su excelente valor nutricional, sabor, aroma y color, es ampliamente utilizado en alimentos, medicinas y especias.
La agricultura desempeña un papel importante en la contribución a las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero (GEI), representando aproximadamente el 12 % del total de las emisiones antropogénicas de GEI en todo el mundo. Además, las hortalizas de campo abierto son una forma importante de cultivo de hortalizas. Entre los diferentes sistemas de cultivo, la siembra de hortalizas en campo abierto se caracteriza por un alto aporte de fertilizantes químicos y una gran pérdida de nitrógeno (N) reactivo, cuyas emisiones de GEI son de 1.25 a 2.72 veces superiores a las de los cultivos alimentarios. Por lo tanto, se deben adoptar estrategias especiales para reducir sus altas emisiones de GEI.
El consumo de vegetales es esencial para la salud humana. Para satisfacer la creciente demanda de hortalizas, la superficie plantada y la producción de hortalizas en todo el mundo aumentaron un 65.4% y un 111%, respectivamente, entre 1994 y 2013, Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. La producción intensiva de hortalizas se considera generalmente como un sistema de alto aporte de nutrientes y agua y de alto riesgo ambiental, lo que se debe principalmente a la baja eficiencia de absorción de nutrientes y agua asociada con el sistema radicular poco profundo para la mayoría de las especies de hortalizas. Por lo tanto, los impactos ambientales de la producción de hortalizas deberían recibir más atención.
La evaluación del ciclo de vida, ACV, es una metodología estandarizada por la norma ISO, Organización Internacional de Normalización, ISO, para evaluar diversos impactos ambientales asociados con cualquier actividad determinada, incluidos los materiales, los insumos y la energía asociados con cada etapa del ciclo de vida de un producto y para cuantificar las contribuciones de cada etapa del ciclo de vida a categorías de impacto ambiental especificadas. Aunque el ACV se puede utilizar para evaluar diferentes categorías de impacto, el potencial de calentamiento global y el agotamiento de la energía siempre han sido preocupaciones generales para los sistemas de producción agrícola. Recientemente, el potencial de eutrofización y acidificación en el sistema agrícola ha causado más atención debido a los grandes aportes de fertilizantes de N y P, especialmente para el sistema vegetal.
La producción intensiva de hortalizas puede causar riesgos ambientales considerables, pero aún falta una evaluación cuantitativa de un sistema regional o específico para cada cultivo y el establecimiento de mejores prácticas de gestión para reducir los riesgos ambientales. En términos de producción, los pimientos ocupan la primera posición entre los cultivos de invernadero en numerosos países, incluido Irán, y dominan la mayor superficie cultivada, con más del 90% de este cultivo cultivado en tierra. Según las investigaciones, se utilizan más de 1500 kg/ha de macrofertilizantes, incluidos nitrógeno, fósforo como P2O5, y potasio en forma de K2O, con cantidades de consumo que alcanzan los 547 kg/ha de nitrógeno, 840 kg/ha de potasio y 145 kg/ha de fósforo, respectivamente. Si bien esta tasa de consumo es esencial para lograr la máxima producción, es imperativo tener en cuenta que el uso excesivo de fertilizantes químicos puede resultar en un daño ambiental significativo.