Evaluación de un biofermento a base de sargassum sp. para la bioestimulación en la germinación de semillas y plántulas de tomate (solanum lycopersicum l.)

Abstract

"En la actualidad existe una indiscutible necesidad de proteger el medio ambiente y contrarrestar los efectos adversos que ocasiona el cambio climático en las prácticas agrícolas modernas (Lopez et al., 2020), ya que es sabido que el estrés biótico y abiótico impide que los sistemas de cultivo alcancen su potencial de rendimiento, debido a que el estrés constituye una amenaza para el crecimiento (Yakhin et al., 2017) y productividad de las plantas (Hernández-Herrera et al., 2019). Por su parte el estrés hídrico provocado por el déficit de agua es uno de los factores principales que afectan el crecimiento y la productividad agrícola, reduciendo el rendimiento de los cultivos, lo cual representa una amenaza para la seguridad alimentaria (Sytar et al., 2019; Hernández et al., 2022). Al mismo tiempo, se prevé que este problema se agravara, ya que la frecuencia e intensidad de la sequía va aumentando día con día en todo el mundo (Bechtold and Field, 2018). Por lo tanto mejorar la productividad de los cultivos bajo estrés abiótico es uno de los mayores desafíos que enfrenta la comunidad científica agrícola (Dalal et al., 2019), pues la comprensión actual de los mecanismos involucrados y las estrategias para mitigar los efetos del cambio climático son limitados (Melo et al., 2024). Por dicha razón, para reducir los daños en los cultivos expuestos al estrés ambiental, la aceptación del uso de extractos de algas (Ali et al., 2021) como bioestimulantes se están integrando cada vez más en los sistemas de producción, con la finalidad atenuar el estrés abiótico (Petropoulos et al., 2020; Hernández et al., 2022), mejorar los procesos fisiológicos y aumentar la producción agrícola, ya que el alivio de los efectos del estrés en la regulación del crecimiento y desarrollo de las plantas durante la ontogénesis son factores importantes que determinan la productividad de las plantas cultivadas (Battacharyya et al., 2015; Yakhin et al., 2017). Por otra parte existen pruebas sólidas de que las algas o extractos de algas marinas añadidas al suelo pueden ayudar a la retención de agua, a la aireación del suelo y a promover el intercambio de cationes (Du Jardin, 2015; Reis et al., 2020). Sin embargo, los beneficios agrícolas también van a depender de la especie de alga utilizada (Arioli et al., 2015). Así mismo se sabe que los extractos de algas representan más de un tercio del mercado mundial de los bioestimulantes (EL Boukhari et al., 2020) y las macroalgas más utilizadas en la agricultura o en la elaboración de productos bioestimulantes son las algas pardas o marrones (Hernández Carmona et al., 2018; Pérez et al., 2020; Reis et al., 2020). En particular el género Sargassum es una de las algas pardas utilizadas para la elaboración de productos con fines agrícolas, alimenticios, farmacéuticos, entre otros (Leal et al., 2020), pero en la actualidad el mar caribe se encuentra invadido por Sargassum spp. Entre las especies abundantes se encuentra Sargassum fluitans y Sargassum natans (Chávez et al., 2020), las cuales han provocado crisis ambiental, turística, económica y de salud, debido a las cantidades masivas que depositan en las costas de la región (Arencibia et al., 2020). Fue a partir del año 2011 que iniciaron las invasiones masivas y continuaron de forma irregular pero recurrente en los siguientes años, la intensidad de estos eventos se ha incrementado y reflejado en volúmenes mayores de estas macroalgas ( Wang and Hu, 2017). Existen hipótesis de que esto se puede deber a los pronunciados cambios de temperatura, al incremento de tormentas tropicales y al enriquecimiento de nutrientes en el rio Amazonas, que incide en el mar de los sargazos en el Atlántico, entre otros factores (Arencibia et al., 2020). De acuerdo con lo anterior, cada vez son más los estudios que buscan emprender acciones innovadoras para la valorización de la biomasa de sargazo en la elaboración de diferentes productos agrícolas o cualquier otro bioproducto, esto para ayudar a disminuir los volúmenes de esta macroalga, en lugar de depositarlos en vertederos o simplemente dejarlas en descomposición (Parađiković et al., 2019). También se ha reportado que los extractos de algas marinas contienen una amplia gama de compuestos bioactivos (Shamya et al., 2020), pero sus métodos de extracción dependen de lo que se quiere obtener. Sin embargo hay poca información detallada sobre los procesos tecnológicos de extracción de compuestos de algas con fines agrícolas, debido a que los métodos de fabricación pocas veces son publicados o se mantiene como una patente (Nabti et al., 2017). Por lo tanto, se está prestando atención a nuevos métodos que permitan mejorar la extracción de compuestos bioactivos sin que se degraden (Michalak and Chojnacka, 2015). Anteriormente se ha mencionado que el proceso de fermentación es una herramienta para aumentar los compuestos bioactivos, dada su asociación con un aumento de fitoquímicos, polisacáridos antioxidantes, y péptidos antioxidantes producidos por hidrolisis o transformación microbiana (Hur et al., 2014; Zhao et al., 2021), pero es poca la información empleando algas marinas en un proceso de fermentación para obtener un producto agrícola. Así mismo, el cultivo de tomate es una de las principales hortalizas cultivadas en el mundo, y debido a su importancia se han realizado muchas investigaciones aplicando diferentes tipos de productos, con el fin de mejorar la productividad del cultivo, la calidad del fruto, y la resistencia al estrés biótico y abiótico (Gedeon et al., 2022). Debido a lo ya mencionado, el objetivo de esta investigación fue utilizar sargazo en un proceso de fermentación liquida para obtener un biofermento, y aplicarlas en semillas y plántulas de tomate, para evaluar el efecto bioestimulante"