Curar semillas de manera amigable

La presencia de hongos en semillas es un mal que suele perjudicar el rendimiento de los cultivos y afectar la calidad de las mismas. Por otra parte, su convencional tratamiento a través de fungicidas químicos puede provocar un potencial impacto negativo sobre los suelos y los cursos de aguas.

Para dar solución a estos problemas, un equipo interdisciplinario de investigación integrado por ingenieros electromecánicos y agrónomos, físicos y bioquímicos estudia un modo de controlar estos patógenos con bajo impacto sobre el medio ambiente, a través de la aplicación de descargas eléctricas de baja corriente que producen la formación de plasmas fríos.

Un plasma es un gas al que se le ha entregado energía a través de descargas eléctricas. En el caso de los plasmas térmicos (generados a partir de descargas de alta corriente) los electrones y el gas se encuentran a una temperatura en torno al orden de los 10 mil o 20 mil grados Celsius. La cantidad de calor contenida en estos gases es tan alta que son capaces de fundir y volatilizar metales. Los plasmas fríos o no térmicos, en cambio –producidos a través de descargas de baja corriente (menores o del orden de las que necesita un velador para funcionar)- conservan la temperatura del gas en donde se desarrolla la descarga en un valor cercano a la temperatura ambiente, por lo que es posible usarlos para aplicaciones biológicas.

Este desarrollo tecnológico para optimizar el rendimiento de los cultivos resulta posible gracias al trabajo conjunto entre un equipo de investigación del Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales (INBA, CONICET-UBA), especializado en el estudio de la respuesta metabólica de plantas frente a diversas situaciones de estrés y el Grupo de Investigación de Descargas Eléctrica (GDE) de la Facultad Regional Venado Tuerto de la Universidad Tecnológica Nacional (FRVT, UTN) dedicado a la física de plasma y descargas eléctricas.

“En los últimos años nos hemos dedicado a estudiar la problemática de las infecciones fúngicas de semillas de soja, evaluando el daño oxidativo que los microorganismos le producían al cultivo. Dada nuestra experiencia, el GDE nos propuso empezar a aplicar plasmas fríos sobre semillas. Según resultados previos decidimos trabajar con semillas de soja infectadas con hongos del género Fusarium ya que es uno de los patógenos que más frecuentemente afecta a los cultivos comerciales de soja”, cuenta Karina Balestrasse, investigadora independiente del CONICET en el INBA y profesora adjunta de la cátedra de Bioquímica de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires (FAUBA, UBA).

La experiencia resultó más que exitosa, por un lado los investigadores pudieron comprobar que a través de este tratamiento se lograba controlar casi en un 100 por ciento el desarrollo del patógeno, pero además advirtieron una mejora del poder germinativo y el vigor de las semillas sanas.

Las primeras pruebas fueron realizadas a una escala de laboratorio que permitía tratar cerca de 200 semillas. Luego de la buena experiencia inicial y gracias al apoyo recibido por los Premios UBATEC a la Innovación e investigación aplicada 2015 –en los que el proyecto obtuvo el tercer premio en la categoría “Investigadores, Docentes, Graduados y Alumnos de la UBA”- lograron desarrollar un prototipo capaz de procesar en el orden de 100 kilogramos de semillas por hora.

“Se trata de una escala intermedia todavía. Una semillera pequeña produce alrededor de una tonelada de semillas por hora. Pero en principio sería fácil, técnicamente. trasladar este tratamiento a la escala de una cerealera chica. Además, los costos son razonables dado que las potencias que requieren los plasmas fríos son bajas”, afirma Leandro Prevosto, investigador adjunto del CONICET, quien trabaja sobre este tema junto con Héctor Kelly, Beatriz Mancinelli y Ezequiel Cejas, becario doctoral del CONICET; en el GDE de la UTN-FVRT.

María Cecilia Pérez Pizá, becaria doctoral de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica y ayudante de primera de la cátedra de Bioquímica de la FAUBA, pudo corroborar la eficiencia del método para controlar el complejo fúngico Diaporthe/Phomosis, un grupo de hongos endémicos en las principales zonas productoras de soja del mundo que, debido a las pérdidas que puede provocar, posee gran importancia económica para este cultivo.

“Los electrones energéticos de los plasmas fríos son capaces de producir reacciones químicas muy variadas y ricas al generar una gran cantidad de partículas reactivas capaces de interactuar con diversos substratos biológicos y controlar patógenos”, afirma Prevosto.

El tratamiento de las semillas mediante plasmas fríos fue realizado en el GDE de la Facultad Regional Venado Tuerto de la UTN, y los análisis posteriores se hicieron en los laboratorios del INBA en la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires (FAUBA, UBA).

Otros campos de aplicación

“A raíz de los buenos resultados que obtuvimos en el control de hongos en semillas, decidimos explorar un nuevo campo sobre el que se podrían aplicar los plasmas no térmicos: el tratamiento de plagas secundarias que afectan a granos almacenados para molienda”, comenta Carla Zilli, investigadora asistente del Consejo en el INBA.

Fue así que los investigadores se pusieron en contacto con Nicolás Pedrini, investigador independiente del CONICET en el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata “Prof. Dr. Rodolfo R. Brener” (INIBIOLP; CONICET – UNLP), quien cuenta con amplia experiencia trabajando con insectos plagas de granos almacenados.

“El INIBIOLP nos suministró los insectos y empezamos a probar distintos tratamientos sobre el gorgojo Tribolium castaneum (el más resistente de los insectos plaga) y con una exposición mínima al plasma logramos un 100 por ciento de mortalidad en adultos y larvas”, relata Zilli. La aplicación de plasmas fríos sobre los insectos fue también realizada en el GDE de la Facultad Regional Venado Tuerto de la UTN.

“Este tratamiento se podría utilizar para eliminar huevos y estadios larvales de estos insectos, los cuales pueden pasar desapercibidos en algunos productos terminados (harinas, pastas y arroz). De acuerdo a resultados presentados en congresos de tecnología alimentaria, la calidad final de los granos y sus derivados no se ve afectada por el plasma. Además es importante destacar que se trata de una tecnología limpia que no deja residuos químicos”, afirma Balestrasse.