Los desechos agrícolas de la industria azucarera representan un peligro para el medio ambiente a consecuencia de su fácil combustión y tiempo de degradación, razón que impulsó al Instituto Tecnológico Superior de Tierra Blanca (ITSTB) —que forma parte del Tecnológico Nacional de México (Tecnm)— a generar alternativas para el uso de los residuos agroindustriales de la caña de azúcar, teniendo como resultado la producción de un bioinoculante mediante la fermentación sólida del bagazo.
La investigación denominada “Producción de un bioinoculante de Trichoderma sp. y Bacillus sp. mediante fermentación sólida del bagazo de caña de azúcar” propone la utilización de los residuos de caña como medio de cultivo de cepas microbianas, que son microorganismos benéficos para el suelo y control de enfermedades (plagas). El proyecto cuenta con la dirección de la doctora Tannia Alexandra Quiñones Muñoz, la codirección de la doctora Gabriela Hernández Ramírez y la asesoría de los doctores Ricardo Hernández Martínez y Manuel Alejandro Lizardi Jiménez.
En el mismo sentido, Alejandra María Villares Bueno, estudiante de la maestría en ciencias de alimentos y biotecnología del ITSTB, colaboró en el proyecto con su investigación “Producción de Trichoderma sp. y Bacillus sp. por cultivo en estado sólido con bagazo de caña”, en donde estudia el bagazo de caña de azúcar como sustrato para la producción masiva de estas cepas microbianas.
RESIDUOS CON POTENCIAL BIOLÓGICO
Tannia Quiñones, catedrática Conacyt e investigadora del ITSTB, explicó que el proyecto se encuentra registrado ante el Tecnológico Nacional de México y se desempeña en colaboración con el Ingenio La Margarita S.A. de C.V. para la obtención de la materia prima. Según datos proporcionados por la especialista, en cada periodo de zafra se producen 20 millones de toneladas de bagazo de caña de azúcar, de los cuales solo dos millones son destinados para alimentación animal o producción de energía que requieren las industrias azucareras para su función.
“Los altos volúmenes de bagazo producido representan un reto importante de manejo y almacenamiento, ya que generalmente los ingenios no cuentan con la infraestructura para su uso y almacenamiento, lo que se convierte en un problema constante”.
De acuerdo con la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), la caña de azúcar es un cultivo que produce una gran cantidad de biomasa, y parte de ella se emplea en la alimentación de especies ganaderas, siendo solamente utilizado 20 por ciento de las puntas de cañas y 10 por ciento del bagazo.
Campo de cultivo de caña. Foto: Agencia Conacyt.
La propuesta de los investigadores del ITSTB consiste en utilizar los residuos de caña de azúcar como sustrato para asentar cepas bacterianas que posteriormente se emplearán como un inoculante biológico, es decir, un producto a base microorganismos que favorece el crecimiento vegetal.
Para utilizar el bagazo como medio de cultivo de las cepas, aplicaron tratamientos para eliminar la humedad y reducir el tamaño de los residuos para un mejor manejo en el laboratorio. Estos pretratamientos también aumentan el aprovechamiento de la materia por parte de los microorganismos.
La doctora Quiñones resaltó que es posible utilizar el bagazo recién salido del procesamiento industrial, pues desean que la metodología para llegar al biofertilizante sea económicamente accesible para los productores.
El trabajo de caracterización del bagazo y creación del biofertilizante responde a la necesidad de los investigadores por dotar de un valor agregado a los residuos agroindustriales de la región, y pertenece al proyecto 694 de Cátedras Conacyt, denominado Proceso integral para aprovechar residuos agroindustriales, orientado a fortalecer la maestría en ciencias de los alimentos y biotecnología del ITSTB.
BIOFERTILIZANTE
Las bacterias elegidas para la conformación del biofertilizante son Trichoderma sp. y Bacillus sp., por sus características antifúngicas y endófitas que le permiten a la planta absorber mejor los nutrientes.
Respecto al género Trichoderma, la especialista Tannia Quiñones comentó que favorecen la planta al solubilizar nutrientes como el fósforo (P), que se traduce en tolerancia al estrés hídrico, capacidad de absorción de nutrientes y, en consecuencia, mayor crecimiento.
“Se encuentran de manera natural en suelos agrícolas con una diversidad de más de 30 especies conocidas, viven en asociación con numerosas plantas, han demostrado tener un comportamiento endófito, parecido a las micorrizas, por lo que las plantas absorben mejor los nutrientes”.
Al género bacteriano Bacillus le atribuyen efectos antagónicos de hasta 75 por ciento contra patógenos como Fusarium sp., un género de hongos asociados a la muerte de especies vegetales.
Las cepas utilizadas en el estudio fueron aisladas de los campos de cultivo del Ingenio La Margarita, de donde también fue obtenido el bagazo empleado como soporte o sustrato de las colonias microbianas.
El trabajo de investigación realizado por Alejandra Villares se enfocó en la producción de las cepas microbianas en el bagazo de caña de azúcar, por medio de una fermentación en cultivo sólido.
“Las pruebas realizadas consistieron en la caracterización del sustrato (bagazo de caña), la colecta de las cepas, así como el aislamiento y caracterización morfológica. También se han realizado las cinéticas de crecimiento de todos los aislados y cálculo de parámetros cinéticos para descripción (tasa específica de crecimiento, tiempo de inflexión)”, detalló la investigadora.
Para próximas fechas, contemplan pruebas de compatibilidad entre los aislados de Trichoderma sp. y Bacillus sp. para determinar la viabilidad del bioinoculante de una o dos etapas.
Foto: Agencia Conacyt.
LA REALIDAD EN EL CAMPO
De acuerdo con datos de la Sagarpa, la industria azucarera se desarrolla en 227 municipios, que comprenden 15 estados de la república. El estado de Oaxaca reporta una producción anual de 306 millones de toneladas de caña de azúcar, lo que lo posiciona entre los estados de mayor empuje en la industria, con seis por ciento de la producción total del país.
Regularmente, los productores de caña de azúcar utilizan fertilizantes comerciales para nutrir las tierras donde siembran, mismos que pueden contener ingredientes ligeramente tóxicos, además de representar un gasto elevado.
El crecimiento de la planta de caña de azúcar hasta su madurez toma aproximadamente de 12 a 15 meses, así lo explicó el productor oaxaqueño Silvestre Cobos. Antes de realizar la cosecha, llevan a cabo una quema en los campos de cultivo, con el propósito de deshacerse de las hojas de la caña y dejar el tallo libre. Este constante proceso termina por erosionar la tierra y hacer el sustrato más propenso a las plagas.
El productor indicó que para cubrir una hectárea plantada con caña de azúcar se requieren al menos 300 kilogramos de fertilizante; cada paquete contiene 50 kilogramos y tiene un precio aproximado de 350 pesos.
El proyecto planteado por los investigadores del ITSTB propone el uso integral de la caña de azúcar, ya que después de obtener la pulpa, los productores pueden usar el bagazo como medio de cultivo de cepas microbianas que favorecen los suelos, es decir, un fertilizante biológico que disminuiría los gastos en fertilizantes.
