Naturaleza y Sociedad. Desafíos Medioambientales

Nat. Soc.: Desafíos Medioambient. | eISSN 2805-8631

Uso de la biodiversidad para mejorar la agricultura: tendencias en la investigación y el mercado en biofertilizantes en Colombia

No. 10 (29-11-2024)
  • Paola Reyes
    Universidad de los Andes (Colombia)
  • Jorge Oliveros
    Universidad de los Andes (Colombia)
  • Camilo Racedo
    Universidad de los Andes (Colombia)
  • Adriana Bernal Giraldo
    Universidad de los Andes (Colombia)

Resumen

El uso de biofertilizantes ha aumentado en las últimas décadas como una alternativa sostenible al uso de agroinsumos químicos. Aunque aún el uso de agroquímicos es más común que el de biofertilizantes, sí se ha notado cada vez una tendencia hacia métodos más sostenibles, que incluyen a estos últimos. Si bien Colombia es un país con un gran potencial biotecnológico y una alta biodiversidad, no es un líder en la producción de biofertilizantes, lo cual limita su capacidad de solucionar los requerimientos alimentarios de una manera sostenible. Por tal motivo, esta revisión busca entender las tendencias actuales en materia de biofertilizantes colombianos, desde la ciencia que respalda la producción de estos, hasta los desafíos que enfrenta el país en el uso de la biodiversidad microbiana para la agricultura. Este proceso se realizó por medio de una búsqueda de información en bases de datos indexadas, recopilando información de biofertilizantes que se encuentran registrados en Colombia, y teniendo en cuenta características como la composición microbiana, metodologías, tendencias del mercado, composición del bioproducto, formulación y normativas vigentes. Finalmente, se presenta una prospección futura en cuanto al destino de los biofertilizantes en Colombia, su posible implementación, efectos en la producción agrícola y métodos de aceleración de su desarrollo, con miras a la optimización de su uso y adopción en el país.

Palabras clave: biofertilizantes, sostenibilidad, biodiversidad microbiana, mercado

Referencias

Ariza González, A., Jarma Orozco, A., Pérez Pazos, J., y Sánchez López, D. (2019). Efecto de bacterias promotoras del crecimiento en la fertilización de la batata (Ipomoea batatas Lam). Temas agrarios, 24(2), 147-157. https://doi.org/10.21897/rta.v24i2.2116

Bejarano-Herrera, W. F., Marcillo-Paguay, C. A., Rojas-Tapias, D. F., y Estrada- Bonilla, G. A. (2024). Effect of Mineral Fertilization and Microbial Inoculation on Cabbage Yield and Nutrition: A Field Experiment. Agronomy, 14(1), 210. https://doi.org/10.3390/agronomy14010210

Blanco-Vargas, A., Chacón-Buitrago, M. A., Quintero-Duque, M. C., Poutou-Piñales, R. A., Díaz-Ariza, L. A., Devia-Castillo, C. A., Castillo-Carvajal, L. C., Toledo-Aranda, D., da Conceição de Matos, C., Olaya-González, W., Ramos-Monroy, O., y Pedroza- Rodríguez, A. M. (2022). Production of pine sawdust biochar supporting phosphate- solubilizing bacteria as an alternative bioinoculant in Allium cepa L., culture. Scientific reports, 12(1), 12815. https://doi.org/10.1038/s41598-022-17106-1

Borda-Molina, D., Pardo-García, J. M., Montaña-Lara, J. S., y Martínez-Salgado, M.M. (2011). Influencia de la materia orgánica y Azotobacter nigricans en un cultivo de Stevia rebaudiana B. Universitas Scientiarum, 16(3), 282-293. http://revistas.javeriana.edu.co/index.php/scientarium/article/view/1791

Burbano-Figueroa, O., Pérez-Pazos, J. V., y Moreno-Moran, M. (2022). Assessing NPK use efficiency of commercial inoculants in cassava (Manihot esculenta Cratz): an application of data envelopment analysis. Journal of Crop Science and Biotechnology, 25(3), 253-267. https://doi.org/10.1007/s12892-021-00128-y

Burguet-Fernández, G., Paredes-Sánchez, J. P., y Xiberta-Bernat, J. (2018). Bioenergy valuation of poultry litter by applying an enzyme product for environmental purposes: A new applied technology. Proceedings, 2(23), 1480. https://doi.org/10.3390/proceedings2231480

Ceballos-Aguirre, N., Cuellar, J. A., Restrepo, G. M., y Sánchez, Ó. J. (2023). Effect of the Application of Gluconacetobacter diazotrophicus and Its Interaction with Nitrogen and Phosphorus Fertilization on Carrot Yield in the Field. International Journal of Agronomy, (1), 6899532. https://doi.org/10.1155/2023/6899532

Cisneros, C. A., Sánchez, M., y Menjivar, J. C. (2017). Identificación de bacterias solubilizadoras de fosfatos en un Andisol de la región cafetera colombiana. Revista Colombiana de Biotecnología, 19(1), 21-28. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v19n1.65966

Chaparro-Rodríguez, M., Estrada-Bonilla, G., Rosas-Pérez, J., Gómez-Álvarez, M., y Cruz-Barrera, M. (2023). Hydrogel capsules as new approach for increasing drying survival of plant biostimulant gram-negative consortium. Applied microbiology and biotechnology, 107(21), 6671–6682. https://doi.org/10.1007/s00253-023-12699-7

Dębska, B., Długosz, J., Piotrowska-Długosz, A., & Banach-Szott, M. (2016). The impact of a bio-fertilizer on the soil organic matter status and carbon sequestration— results from a field-scale study. Journal of Soils and Sediments, 16, 2335-2343. https://doi.org/10.1007/s11368-016-1430-5

Dechorgnat, J., Nguyen, C. T., Armengaud, P., Jossier, M., Diatloff, E., Filleur, S., y Daniel-Vedele, F. (2010). From the soil to the seeds: the long journey of nitrate in plants. Journal of Experimental Botany, 62(4), 1349–1359. https://doi.org/10.1093/jxb/erq409

Departamento Nacional de Planeación (2023). Documento de lineamientos técnicos para destinos del fondo. Departamento Nacional de Planeación.

Devia-Grimaldo, L. D., Peréz-Moneada, U. A., López, E. O., y Varón-López, M. (2021). Hongos micorrízicos arbusculares (HMA) en bosques secos tropicales (BST) afectados por fuego y depósitos fluviovolcánicos en el departamento del Tolima, Colombia. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 45(177), 1137-1153. https://doi.org/10.18257/raccefyn.1482

Diaz, C.E., Daza, D.A., y Arámbula, C. (2019). Biofertilizing potential of a fertilizer based on cienego and native microorganisms in corn seeds. Journal of Physics: Conference Series, 1386. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1386/1/012058

Expert Market Research (2024). Colombia fertilizer market size, share, trends 2024-2032. Expert Market Research. Obtenido de https://www.expertmarketresearch.com.

Franco-Sierra, N. D., Posada, L. F., Santa-María, G., Romero-Tabarez, M., Villegas-Escobar, V., y Álvarez, J. C. (2020). Bacillus subtilis EA-CB0575 genome reveals clues for plant growth promotion and potential for sustainable agriculture. Functional & integrative genomics, 20, 575-589. https://doi.org/10.1007/s10142-020-00736-x

Feria-Cáceres, P. F., Vélez, L. P., Junca, H., y Moreno-Herrera, C. X. (2021). Theobroma cacao L. agricultural soils with natural low and high cadmium (Cd) in Santander (Colombia), contain a persistent shared bacterial composition shaped by multiple soil variables and bacterial isolates highly resistant to Cd concentrations. Current research in microbial sciences, 2, 100086. https://doi.org/10.1016/j.crmicr.2021.100086

Gamez, R., Cardinale, M., Montes, M., Ramirez, S., Schnell, S., y Rodriguez, F. (2019). Screening, plant growth promotion and root colonization pattern of two rhizobacteria (Pseudomonas fluorescens Ps006 and Bacillus amyloliquefaciens Bs006) on banana cv. Williams (Musa acuminata Colla). Microbiological research, 220, 12-20. https://doi.org/10.1016/j.micres.2018.11.006

García, D., González-Almario, A., y Cotes, A. M. (2023). Controlling Fusarium wilt of cape gooseberry by microbial consortia. Letters in Applied Microbiology, 76(7), ovad072. https://doi.org/10.1093/lambio/ovad072

García, H. (2012). Deforestación en Colombia: Retos y perspectivas (28p). FEDESARROLLO. https://www.repository.fedesarrollo.org.co/bitstream/handle/11445/337/KAS%20SOPLA_Deforestacion%20en%20Colombia%20retos%20y%20perspectivas.pdf?sequence=2&isAllowed=y

Grand View Research (2023). Biofertilizers Market Size, Share & Trends Analysis Report By Product (Nitrogen Fixing, Phosphate Solubilizing, Others), By Application, By Crop Type, By Region, And Segment Forecasts, 2024-2030. http://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/biofertilizers-industry

Gouda, S., Kerry, R. G., Das, G., Paramithiotis, S., Shin, H. S., y Patra, J. K. (2018). Revitalization of plant growth promoting rhizobacteria for sustainable development in agriculture. Microbiological research, 206, 131-140. https://doi.org/10.1016/j.micres.2017.08.016

Haynes, R.J. (2005) Labile Organic Matter Fractions as Central Components of the Quality of Agricultural Soils: An Overview. Advances in Agronomy, 85, 221-268. http://dx.doi.org/10.1016/s0065-2113(04)85005-3

Hungria, M., Campo, R. J., Souza, E. M., y Pedrosa, F. O. (2010). Inoculation with selected strains of Azospirillum brasilense and A. lipoferum improves yields of maize and wheat in Brazil. Plant and Soil, 331(1). https://doi.org/10.1007/s11104-009- 0262- 0 24.

Instituto Colombiano Agropecuario (2003, 21 de enero). Fertilizantes y Bioinsumos agrícolas: Resolución Nº00150. https://www.ica.gov.co/areas/agricola/servicios/fertilizantes-y-bio-insumos- agricolas/resolucion-150-de-2003-1-1.aspx

Instituto Colombiano Agropecuario (2020, 27 de mayo). Fertilizantes y Bioinsumos agrícolas: Resolución Nº068370. https://www.ica.gov.co/getattachment/Areas/Agricola/Servicios/Fertilizantes-y-Bio- insumos-Agricolas/Resolucion-068370-del-27-de-mayo-de-2020.pdf.aspx?lang=es- CO

Instituto Colombiano Agropecuario (2023). Informe de producción, importación y exportación de insumos agrícolas. Vigencia 2023. https://www.ica.gov.co/areas/agricola/servicios/fertilizantes-y-bio-insumos-agricolas/estadisticas

Instituto Colombiano Agropecuario (2024). Productos de bioinsumos registrados. Instituto Colombiano Agropecuario. https://www.ica.gov.co/getdoc/957b5a45-a11c-4934-a0fc- 86fa608aba2d/6-bd_productos-bioinsumos_30-de-abril-de-2024.aspx

Joshi, S. K., y Gauraha, A. K. (2022). Global biofertilizer market: Emerging trends and opportunities. En Elsevier eBooks (pp. 689–697). https://doi.org/10.1016/b978-0-323- 91595-3.00024-0

Khan, M.S., Zaidi, A. y Wani, P.A. Role of phosphate-solubilizing microorganisms in sustainable agriculture — A review. Agron. Sustain. Dev., 27, 29–43 (2007). https://doi.org/10.1051/agro:2006011

Kwak, M. J., Kong, H. G., Choi, K., Kwon, S. K., Song, J. Y., Lee, J., … Kim, J. F. (2018). Rhizosphere microbiome structure alters to enable wilt resistance in tomato. Nature Biotechnology, 36(11). https://doi.org/10.1038/nbt.4232 25.

Luna-Castellanos, L. L., Sánchez López, D. B., García Peña, J. A., & Espitia Montes, A. A. (2020). Effect of the inoculation of nitrogen-fixing rhizobacteria in the sweet potato crop (Ipomoea batatas Lam.). Horticult. Int. J, 4, 35-40. DOI: 10.15406/hij.2020.04.00153

Market Data Forecast. Knowledge Sourcing Intelligence LLP (2019). Biofertilizers Market - Forecasts from 2019 to 2024. Report Nº: 1287. https://www.marketdataforecast.com/market-reports/global-biofertilizers-market

Market Data Forecast (2024). Global Biofertilizers Market Size, Share, Trends & Growth Forecast Report – Industry Analysis from 2024 to 2029. Report Nº: 1287. http://www.marketdataforecast.com/market-reports/global-biofertilizers-market

Medina-Cordoba, L. K., Chande, A. T., Rishishwar, L., Mayer, L. W., Valderrama- Aguirre, L. C., Valderrama-Aguirre, A., ... y Jordan, I. K. (2021). Genomic characterization and computational phenotyping of nitrogen-fixing bacteria isolated from Colombian sugarcane fields. Scientific Reports, 11(1), 9187. https://doi.org/10.1038/s41598-021-88380-8

Merfield, C. N., y Johnson, M. (2013). Understanding biostimulants, biofertilisers and on-farm trials (13 p.). The BHU Future Farming Centre. http://www.bhu.org.nz/future-farming-centre

Moratto, C., Martínez, L. J., Valencia, H., y Sánchez, J. (2005). Efecto del uso del suelo sobre hongos solubilizadores de fosfato y bacterias diazotróficas en el páramo de Guerrero (Cundinamarca). Agronomía colombiana, 23(2), 299-309.

Moreno-Galván A., Cortés-Patiño S., Romero-Perdomo F., Uribe-Vélez D., Bashan Y., y Bonilla R.R. (2020a) Proline accumulation and glutathione reductase activity induced by drought-tolerant rhizobacteria as potential mechanisms to alleviate drought stress in guinea grass. Applied Soil Ecology, 147, 103367. doi: 10.1016/j.apsoil.2019.103367.

Moreno-Galván, A., Romero-Perdomo, F.A., Estrada-Bonilla, G., Meneses, C.H.S.G., y Bonilla, R.R. (2020b) Dry-Caribbean Bacillus spp. Strains Ameliorate Drought Stress in Maize by a Strain-Specific Antioxidant Response Modulation. Microorganisms, 8(6), 823. doi:10.3390/microorganisms8060823

Nicola, L., Landínez-Torres, A. Y., Zambuto, F., Capelli, E., y Tosi, S. (2021). The mycobiota of high altitude pear orchards soil in Colombia. Biology, 10(10), 1002. https://doi.org/10.3390/biology10101002

Paternina H, R., Pérez C, A., y Vitola R, D. (2017). Presencia de bacterias rizosféricas resistentes a mercurio en suelos del sur de Bolívar, Colombia. Revista Colombiana de Ciencia Animal - RECIA, 9(2), 301–310. https://doi.org/10.24188/recia.v9.n2.2017.612

Pérez-Caro, L. A., Zumaqué, L. E. O., y Violeth, J. L. B. (2018). Efecto de la micorrización y el lombriabono sobre el crecimiento y desarrollo del Sacha inchi Plukenetia volubilis L. Temas agrarios, 23(1), 18-28 https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6322288

Pino-Molano, M. (2014). Evaluación de biofertilizantes en las praderas del departamento del Cauca. Bogotá, Fundación Alpina.

Posada, R. H., Sánchez de Prager, M., Heredia-Abarca, G., y Sieverding, E. (2018). Effects of soil physical and chemical parameters, and farm management practices on arbuscular mycorrhizal fungi communities and diversities in coffee plantations in Colombia and Mexico. Agroforestry Systems, 92, 555-574. https://doi.org/10.1007/s10457-016-0030-0

Prosser, J. (2005). Nitrogen in soils: Nitrification. En Encyclopedia of soils in the environment (pp. 31–39). Elsevier. https://doi.org/10.1016/b0-12-348530-4/00512-9

Qin, S., Feng, W. W., Zhang, Y. J., Wang, T. T., Xiong, Y. W., y Xing, K. (2018). Diversity of bacterial microbiota of coastal halophyte Limonium sinense and amelioration of salinity stress damage by symbiotic plant growth-promoting actinobacterium Glutamicibacter halophytocola KLBMP 5180. Applied and Environmental Microbiology, 84(19), e01533-18. https://doi.org/10.1128/AEM.01533-18

Rascovan, N., Carbonetto, B., Perrig, D., Díaz, M., Canciani, W., Abalo, M., ... y Vazquez, M. P. (2016). Integrated analysis of root microbiomes of soybean and wheat from agricultural fields. Scientific Reports, 6(1), 28084. https://doi.org/10.1038/srep28084 26.

Rastogi, G., Sbodio, A., Tech, J. J., Suslow, T. V., Coaker, G. L., y Leveau, J. H. J. (2012). Leaf microbiota in an agroecosystem: Spatiotemporal variation in bacterial community composition on field-grown lettuce. ISME Journal, 6(10). 27. https://doi.org/10.1038/ismej.2012.32

Rojas-Tapias D, Moreno-Galván A, Pardo-Díaz S, Obando M, Rivera D, y Bonilla R (2012). Effect of inoculation with plant growth-promoting bacteria (PGPB) on amelioration of saline stress in maize (Zea mays). Applied Soil Ecology, 61, 264-272. Doi: 10.1016/j.apsoil.2012.01.006

Rose, A., Padovan, A., Christian, K., Van de Kamp, J., Kaestli, M., Tsoukalis, S., Bodrossy, L., y Gibb, K. (2020). The Diversity of Nitrogen-Cycling Microbial Genes in a Waste Stabilization Pond Reveals Changes over Space and Time that Is Uncoupled to Changing Nitrogen Chemistry. Microbial Ecology, 81(4), 1029-1041. https://doi.org/10.1007/s00248-020-01639-x

Ruzzante, S., Labarta, R. y Bilton, A. (2021). Adoption of agricultural technology in the developing world: A meta-analysis of the empirical literature. World Development, 146. 105599. 10.1016/j.worlddev.2021.105599.

Sánchez-Matiz, J. J., Lozano-Puentes, H. S., Villamarín-Raad, D. A., Díaz-Gallo, S. A., y Díaz-Ariza, L. A. (2023). Dynamic of Phenolic Compounds in Guadua angustifolia Kunth under Chemical, Organic, and Biological Fertilization. Agronomy, 13(11), 2782. https://doi.org/10.3390/agronomy13112782

Sánchez, D. B., Luna, L. L., Espitia, A., y Cadena, J. (2021). Yield response of yam (Dioscorea rotundata Poir.) to inoculation with Azotobacter and nitrogen chemical fertilization in the Caribbean region of Colombia. RIA. Revista de investigaciones agropecuarias, 47(1), 61-70. http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1669-23142021000100061&lng=es&tlng=es.

Sanclemente, O., Yacumal, V. y Patiño, C. (2017). Solubilización de fosfatos por bacterias nativas aisladas en tres agroecosistemas del Valle del Cauca (Colombia). Temas Agrarios, 22(2), 62-70. https://doi.org/10.21897/rta.v22i2.945

Sieverding, E., y Mulhern, K. (1991). Vesicular-arbuscular mycorrhiza management in tropical agrosystems (English ed. rev). Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit, Technical Cooperation, Alemania.

Tiwari, P., Adholeya, A., Prakash, A., y Arora, D.K. (2004), Commercialization of Arbuscular Mycorrhizal Biofertilizer. En: D.K., Arora (ed.), Fungal Biotechnology in Agricultural, Food, and Environmental Applications, 21, 195-203.

UPRA (2024, febrero 19). Boletín Diciembre de 2023: Importaciones de productos agropecuarios y agroindustriales. https://upra.gov.co/es-co/Paginas/boletines-reportes.aspx

Vera, D. F., Pérez, H., y Valencia, H. (2002). Aislamiento de hongos solubilizadores de fosfatos de la rizosfera de arazá (Eugenia stipitata, Myrtaceae). Acta Biológica Colombiana, 7(1), 33-40. https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/26037

Vessey, J. K. (2003). Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant and soil, 255, 571-586. https://doi.org/10.1023/A:1026037216893

Villamarin-Raad, D. A., Lozano-Puentes, H. S., Chitiva, L. C., Costa, G. M., Díaz-Gallo, S. A., y Díaz-Ariza, L. A. (2023). Changes in Phenolic Profile and Total Phenol and Total Flavonoid Contents of Guadua angustifolia Kunth Plants under Organic and Conventional Fertilization. ACS omega, 8(44), 41223-41231. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c04579

Wilches Ortiz, W. A., Ramírez Gómez, M. M., Pérez Moncada, U. A., Serralde Ordoñez, D. P., Peñaranda Rolon, A. M., y Ramírez, L. (2019). Association of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) with sugarcane plants (Saccharum officinarum) for panela production in Colombia. Terra Latinoamericana, 37(2), 175-184.

Yassin, M. T., Mostafa, A. A. F., Al-Askar, A. A., Sayed, S. R., y Rady, A. M. (2021). Antagonistic activity of Trichoderma harzianum and Trichoderma viride strains against some fusarial pathogens causing stalk rot disease of maize, in vitro. Journal of King Saud University-Science, 33(3), 101363.

Zambrano-Moreno, D. C., Avellaneda-Franco, L., Zambrano, G., y Bonilla-Buitrago. R. R. (2016). Scientometric analysis of Colombian research on bio-inoculants for agricultural production. Universitas Scientiarum, 21(1), 63-81. https://doi.org/10.11144/Javeriana.SC21-1.saoc

Licencia

Derechos de autor 2024 Paola Reyes, Jorge Oliveros, Camilo Racedo, Adriana Bernal Giraldo

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.