Colombia - Poderosa alianza entre microorganismos eliminaría desechos del arroz

En Colombia, por cada tonelada producida de arroz se genera una tonelada de residuos, es decir hojas, tallos y raíces que quedan en el suelo y que los cultivadores queman para poder volver a sembrar; sin embargo, este proceso contamina el aire con gases tóxicos como monóxido y dióxido de carbono. En pruebas de laboratorio, investigadores encontraron una forma de reemplazar este proceso utilizando hongos microscópicos, que les “dan una manito” a bacterias de tipo bacilo para que reduzcan dichos restos hasta en un 40 %.

_{^{Cuando estos hongos se esparcen por la caja de Petri las bacterias crecen y se mueven con mayor libertad. Foto: Nicolás Alberto Novoa Montenegro, magíster en Microbiología de la UNAL.}}

El arroz es uno de los alimentos por excelencia en el país, es raro no verlo en cualquier preparación de restaurantes y hogares colombianos. La Federación Nacional de Arroceros señala que en 2024 había en el país 631.071 hectáreas cultivadas de este grano, con la región llanera como principal productor, en especial Casanare, un lugar en donde este cultivo ha aumentado año tras año y es la base económica para alrededor de 400.000 familias.

Pese a su importancia, los residuos que genera su producción también llaman la atención, pues además de su quema, en los suelos se está presentando una falta de nutrientes que hacen que sea más difícil degradarlos. Se estima que en Colombia los residuos asociados con el cultivo de arroz alcanzan las 400.000 toneladas al año.

El investigador Nicolás Alberto Novoa Montenegro, magíster en Microbiología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), integrante del grupo de Microbiología Agrícola del Instituto de Biotecnología (IBUN), asegura que estudios recientes muestran que en Colombia el 70 % de los suelos tienen algún tipo de degradación por falta de nutrientes, debido en parte al cultivo intensivo.

“Por ejemplo en Tolima los arroceros tienen cosechas cada 120 días, lo que termina alterando el ciclo natural e impide que haya materia orgánica suficiente para que los insectos y microorganismos se alimenten y produzcan nutrientes como el nitrógeno, que hace más fértiles los suelos”.

Dicho aspecto llevó al magíster a estudiar tres hongos del género Trichoderma –conocidos por controlar plagas en los cultivos– y dos bacterias del género Bacillus, colectadas en el IBUN. En la literatura estos dos microorganismos imperceptibles al ojo humano se han reportado como “degradadores de residuos”, pero no se había estudiado su trabajo juntos, es decir cuando se combinan para eliminar desechos de cultivos.

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_{^{De izquierda a derecha: La profesora Vanessa Otero Jiménez, de la Universidad de Idaho (Estados Unidos), codirigió la investigación. (Foto: Vanessa Otero Jiménez, profesora de la Universidad de Idaho); y Nicolás Alberto Novoa Montenegro, magíster en Microbiología de la UNAL (der.), junto al profesor Daniel Uribe Vélez, del IBUN. Foto: Nicolás Alberto Novoa Montenegro, magíster en Microbiología de la UNAL.}}

Todos los caminos conducen al arroz
Como si se tratara de amigos que se conocen de toda la vida, cuando estos hongos crecen y esparcen su “brazos” por los recipientes en donde crecen en laboratorio, las bacterias de la especie B. altitudinis,llamada así porque se describió por primera vez en la zona andina de Colombia, pueden moverse por estas “carreteras” fúngicas y crecen de manera simbiótica con los hongos.

Esto es importante porque trabajando juntos son capaces de degradar los residuos de arroz hasta en un 40 %, como lo descubrió el investigador Novoa en los laboratorios de la UNAL, en donde probó distintas formas de interacción de los microorganismos en una caja de Petri, y luego los dejó 20 días interactuando con algunos gramos de tamo de arroz colectados en regiones como Casanare, Tolima o Valle del Cauca. Tras este lapso su efectividad fue evidente.

Una de las cepas evaluadas resultó ser agresiva con el hongo, por lo que se descartó, ya que en esta pelea se olvidaba de eliminar los desechos; sin embargo, aún faltan más investigaciones para determinar si puede trabajar con otro tipo de hongo, o sola, en otro contexto agrícola.

No conforme con estos resultados, el magíster decidió llevar esto a campo, es decir a un contexto real de cultivo; contactó al Centro Internacional de Agricultura Tropical, con sede entre Palmira y Cali, y allí se dispusieron 2 lotes de residuos de arroz en parcelas de 15 m X 1 m. En estos experimentos se traspasó la combinación de los hongos con la bacteria que resultó mejor “compañera” de su acción, y se dejaron 30 días para ver su desempeño.

“Lo interesante de este proceso es que en uno de los tratamientos evaluamos qué pasaría si a la combinación entre los hongos y la bacteria le añadíamos una cantidad considerable de nitrógeno, ya que, al haber un déficit de este nutriente en los suelos, su adición ayudaría a los microorganismos a trabajar. Se encontró que las parcelas con este tratamiento tenían mayor actividad asociada con la degradación de compuestos de carbono, y por ende con una mayor capacidad para realizar este proceso”, indica el investigador Novoa.

Añade que el trabajo no hubiera sido posible sin la colaboración de la Universidad de Friburgo (Alemania) y del Instituto Suizo de Bioinformática, en cuyos laboratorios se hicieron pruebas genéticas y moleculares para determinar cómo se comportaban las combinaciones a nivel genético, y saber qué microorganismos hay en el tamo de arroz y los suelos de este cultivo.

“El experimento se realizó teniendo en cuenta las bacterias que forman parte del tamo de arroz, pues, así como los humanos, estas plantas tienen microorganismos que las ayudan a crecer y estar sanas. Determinamos que con la combinación de los hongos y los bacilos, la microbiota de los desechos presente en los suelos de estos cultivos no tiene problemas para sobrevivir”, expresa el magíster, cuyo trabajo fue dirigido por los profesores Daniel Uribe Vélez, del IBUN, y Vanessa Otero Jiménez, de la Universidad de Idaho (Estados Unidos).

Aunque la investigación se centró en los residuos de arroz, se podría ajustar para otros cultivos como la soya o el maíz, que también presentan problemas sobre la reutilización de sus desechos. Además, la materia orgánica producida por estos microorganismos ayudaría a tener más carbono y nitrógeno en los suelos, haciendo que insectos y otras bacterias que ya están allí mejoren la movilización de estos nutrientes de forma eficiente.

Los residuos de arroz no se están utilizando hoy industrialmente, por lo que darles valor agregado y reducir la quema ayudaría a tener cultivos más sostenibles, con suelos más fértiles y menos contaminación en el aire circundante.

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_{^{Así se ven los residuos del tamo de arroz. Foto: Nicolás Alberto Novoa Montenegro, magíster en Microbiología de la UNAL.}}

^{Publicado en Agencia de Noticias, UNAL - 4 de March de 2025, Creado por JECR/dmh/LOF N.° 658: Poderosa alianza entre microorganismos eliminaría desechos del cultivo de arroz}