Científicos chinos crearon un nanofungicida inspirado en la adhesión de los mejillones que resiste la lluvia y libera su carga ante la presencia del patógeno
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Karem Díaz S.
Una tecnología desarrollada en China convierte residuos de paja de trigo en un nanofungicida capaz de adherirse a hojas y espigas como una especie de velcro microscópico. La formulación inhibió en más de un 95 % la fusariosis de la espiga y redujo considerablemente la presencia de deoxinivalenol en los granos infectados.
El desarrollo combina principios de bioeconomía circular y biomimética. Los investigadores utilizaron celulosa bacteriana obtenida a partir de paja residual y modificaron su superficie con polifenoles para reproducir parte del mecanismo que permite a los mejillones fijarse con firmeza en ambientes húmedos.
El objetivo era resolver una debilidad persistente de la protección fitosanitaria de los cereales: la escasa adherencia de los fungicidas líquidos sobre la superficie vertical, móvil y cerosa de las espigas.
Hasta el 70 % del producto puede perderse con la lluvia
Durante las precipitaciones, hasta un 70 % de una solución fungicida convencional puede escurrirse desde la espiga. El producto deja entonces de proteger el cultivo y pasa al suelo, donde aumenta la exposición de los microorganismos edáficos a sustancias que no alcanzaron su objetivo.
La pérdida también reduce la concentración disponible para controlar la enfermedad y puede obligar a repetir tratamientos. Mejorar la retención resulta esencial para limitar costos, disminuir la contaminación y elevar la eficiencia de los productos destinados a las enfermedades fúngicas de los cereales.
Los adyuvantes modernos, incluidos los supersurfactantes organosiliconados, reducen la tensión superficial de las gotas. De esta manera, el líquido se aplana y se distribuye sobre una superficie más amplia. Sin embargo, esa película continúa manteniendo una unión débil con la cera de la espiga y puede desprenderse durante una lluvia intensa.
La dificultad no consiste únicamente en lograr que la gota se extienda. También es necesario que permanezca fijada después de la aplicación, especialmente sobre una estructura que se mueve con el viento y presenta una superficie naturalmente repelente al agua.
Celulosa obtenida de residuos de paja
El equipo del Departamento de Química Aplicada de la Facultad de Ciencias de la Universidad Agrícola de China, en Pekín, empleó residuos de paja de trigo como materia prima para producir celulosa bacteriana. El trabajo fue encabezado por Song-hao Zhang y contó con Chen-hui Zhang y Feng-pei Du como autores de correspondencia.
La celulosa se organizó en una red tridimensional y posteriormente se modificó con polifenoles. Esta arquitectura sirvió como soporte para el producto fitosanitario y aportó una superficie capaz de establecer múltiples interacciones con las ceras presentes en hojas y espigas.
La estrategia aprovecha un residuo del propio cultivo para crear una herramienta destinada a protegerlo. En lugar de tratar la paja únicamente como un subproducto de baja utilidad, el proceso la reincorpora al sistema productivo como material funcional de alto valor.
Una fijación inspirada en mejillones y espigas
La formulación reproduce dos referencias naturales. La primera es la adhesión de los mejillones, que utilizan compuestos ricos en grupos funcionales capaces de fijarse a superficies mojadas. La segunda es la propia estructura de la espiga de trigo, con la que la red de celulosa puede entrelazarse físicamente.
El resultado es una fijación semejante al funcionamiento de un velcro: las estructuras del nanofungicida se traban con las irregularidades de la superficie vegetal, mientras las interacciones no covalentes de los polifenoles fortalecen la afinidad con la capa cerosa.
Esta doble acción diferencia la tecnología de los productos que solamente aumentan la dispersión de la gota. Otras investigaciones también buscan que los pesticidas se adhieran mejor a las plantas para reducir el rebote, el lavado y la escorrentía contaminante.
Más producto retenido en hojas y espigas
En las pruebas, la nueva formulación incrementó el depósito del producto fitosanitario en un 72,51 % sobre las hojas. En las espigas, donde la aplicación suele ser más difícil, el aumento alcanzó un 109,28 % frente a las formulaciones utilizadas como referencia.
El recubrimiento también mostró una mayor resistencia al lavado provocado por el agua. Esta característica permite mantener una cantidad superior del ingrediente activo sobre las superficies donde se desarrolla la infección, sin depender únicamente de la capacidad de la pulverización para cubrirlas inicialmente.
La calidad de la aplicación es especialmente importante contra la fusariosis. Las evaluaciones realizadas con sistemas de pulverización para enfermedades del trigo han mostrado que el equipo, la orientación de las gotas y la cobertura de la espiga pueden condicionar el resultado del tratamiento.
Liberación activada por el ambiente del hongo
El nanofungicida no se limita a permanecer adherido. Su estructura fue diseñada para liberar el ingrediente activo de acuerdo con las condiciones creadas durante el proceso de infección.
La formulación produce primero una liberación inicial rápida y después mantiene una entrega sostenida. El mecanismo responde al ambiente ácido y rico en celulasas asociado con la presencia del patógeno, cuyas enzimas contribuyen a degradar progresivamente la red de celulosa.
Este comportamiento permite concentrar la acción fungicida cuando el microorganismo está activo. La liberación programada busca acompañar distintas fases del desarrollo de la enfermedad y evitar que toda la carga se disperse inmediatamente después de la pulverización.
Más de un 95 % de inhibición de la fusariosis
Los nanofungicidas inhibieron en más de un 95 % la fusariosis de la espiga. Esta enfermedad, relacionada principalmente con Fusarium graminearum, puede reducir el rendimiento y deteriorar la calidad de los cereales.
El patógeno también produce deoxinivalenol, una micotoxina conocida como DON o vomitoxina. Su acumulación puede convertir el grano en un producto inadecuado para determinados usos alimentarios y comerciales. La amenaza que representa la fusariosis de la espiga en trigo no se limita, por tanto, a las pérdidas visibles en el campo.
En comparación con las formulaciones comerciales evaluadas, el nuevo sistema dañó las membranas del micelio y aumentó en un 47,30 % la fuga de proteínas desde las células del hongo. Asimismo, redujo en un 53,72 % la expresión de genes reguladores fundamentales para el patógeno.
El contenido de DON en los granos infectados disminuyó un 84,32 %. Este resultado señala que la tecnología actuó tanto sobre el desarrollo de la enfermedad como sobre uno de sus riesgos más importantes para la calidad e inocuidad de la cosecha.
Seguridad biológica y aprovechamiento integral
Las pruebas mostraron una elevada seguridad para las plantas y los microorganismos del suelo. Este punto resulta relevante porque la mayor adherencia pretende disminuir la cantidad de fungicida que abandona la superficie vegetal y termina como carga química en el terreno.
El proceso de producción también generó un caldo residual de fermentación que pudo utilizarse en el suelo. Su aplicación mejoró la calidad edáfica y elevó el crecimiento de las plántulas en un 17,19 %, mientras el desarrollo de las raíces aumentó un 49,66 %.
De esta forma, tanto la paja transformada en celulosa bacteriana como el líquido residual del proceso encontraron una función dentro del sistema agrícola. La propuesta integra protección del cultivo, aprovechamiento de residuos y reducción de pérdidas de agroquímicos.
El estudio fue publicado el 7 de enero de 2026 en Advanced Functional Materials. Los investigadores presentan la plataforma como una estrategia potencialmente escalable para interrumpir el ciclo de la fusariosis, reducir el desperdicio de productos fitosanitarios y utilizar residuos del trigo como materia prima de nuevas formulaciones agrícolas.
Fuente(s) referenciales
AgroXXI: fungicidas adhesivos elaborados con paja para combatir la fusariosis de la espiga
