Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han desarrollado un sistema innovador de microagujas disolubles capaz de administrar biofertilizantes vivos directamente en el tejido vegetal, evitando el suelo como vía de aplicación. En ensayos en invernadero con Choy Sum y col rizada (kale), este método logró acelerar el crecimiento —medido en biomasa aérea, área foliar y altura— utilizando más de un 15% menos de biofertilizante en comparación con la inoculación convencional en el suelo.
© National University of Singapore
El planteamiento responde a una limitación conocida de los biofertilizantes tradicionales: al aplicarse al suelo, bacterias y hongos beneficiosos deben competir con la microbiota nativa y enfrentarse a condiciones variables como pH, humedad o salinidad. Como consecuencia, una fracción significativa del inoculante no llega a las raíces ni ejerce su función. La estrategia de la NUS bypassea estas barreras, introduciendo directamente los microorganismos en hojas o tallos, desde donde pueden migrar internamente hasta la raíz y actuar con mayor eficiencia.
Inspirado en la migración microbiana en el cuerpo humano, el equipo —liderado por el profesor asistente Andy Tay— planteó que la entrega directa en tejido vegetal permitiría a los microbios desempeñar su papel con menor vulnerabilidad a las condiciones edáficas y con una respuesta temprana más intensa. Los resultados respaldan esta hipótesis: además de crecer más rápido, las plantas mostraron mejoras en procesos fisiológicos clave.
El sistema se basa en parches de microagujas fabricados con alcohol polivinílico (PVA), un polímero biodegradable y de bajo coste. Para hojas, cada parche de 1 × 1 cm incorpora una matriz de 40 × 40 microagujas de unos 140 μm; para tallos más gruesos se emplean agujas de ~430 μm. Los microorganismos se integran en el PVA durante el moldeo y quedan concentrados en las puntas. Al presionar el parche —con el pulgar o un aplicador manual sencillo— las microagujas penetran suavemente en el tejido y se disuelven en alrededor de un minuto, liberando la carga microbiana.
Las pruebas de seguridad y compatibilidad vegetal fueron positivas. Las microlesiones en hojas desaparecieron en pocas horas, las lecturas de clorofila se mantuvieron estables y la respuesta genética al estrés, que aumentó brevemente tras la inserción, volvió a niveles basales en 24 horas. Además, los parches mantuvieron alta viabilidad microbiana durante hasta cuatro semanas de almacenamiento, lo que facilita su preparación y logística. Un aspecto clave es que la concentración cargada equivale a la dosis entregada, habilitando una dosificación precisa difícil de conseguir con aplicaciones al suelo. Un aplicador impreso en 3D permitió una inserción uniforme en áreas foliares amplias, abriendo la puerta a la automatización y la robótica agrícola.
En cuanto a la eficacia agronómica, la administración de un cóctel de rizobacterias promotoras del crecimiento (PGPR) —Streptomyces y Agromyces-Bacillus— vía hojas o tallos superó tanto a los controles no tratados como a los tratamientos en suelo. El crecimiento aumentó con la dosis hasta un umbral efectivo, a partir del cual añadir más microbios no aportó beneficios, lo que permite optimizar costes y reducir desperdicios. El seguimiento mostró que las bacterias alcanzaron las raíces en pocos días, modulando el microbioma radicular hacia un perfil más beneficioso sin desestabilizarlo. Los análisis metabólicos indicaron mayor actividad del ciclo energético, uso más eficiente del nitrógeno, síntesis acelerada de compuestos de crecimiento y mayor capacidad antioxidante, señales de plantas mejor preparadas para crecer y tolerar estrés.
El enfoque también se extendió a hongos beneficiosos. Parches con una cepa de Tinctoporellus promovieron el crecimiento del Choy Sum y ajustaron los niveles de fitohormonas, contribuyendo a un equilibrio hormonal favorable.
Como perspectivas de aplicación, el equipo señala un encaje inmediato en agricultura urbana y vertical, donde la precisión de dosis es crítica, y en cultivos de alto valor. Los próximos pasos se centran en la escalabilidad, la integración con sistemas automatizados, y la validación en más cultivos (por ejemplo, fresa), además de profundizar en los mecanismos de migración microbiana de hoja a raíz. En conjunto, el trabajo introduce el concepto de "biofertilizante con microagujas" como una alternativa eficiente y controlable a la inoculación en suelo.
Fuente: nus.edu.sg
