El valor biológico de la proteína de soja es similar al de un huevo de gallina, por lo que la producción del cultivo crece al mismo tiempo que el interés de los fabricantes por los bioestimulantes para las plantas.
Además del trabajo de mejoramiento para el cultivo de soja en condiciones de riesgo climático, un equipo internacional de científicos de Polonia y Japón evaluó el efecto del extracto de macroalgas de agua dulce en el rendimiento de la soja.
Un equipo de investigadores de Polonia y Japón habló sobre las perspectivas prometedoras del bioestimulante de soja de algas de agua dulce y las instrucciones generales de reproducción en un artículo publicado en Agricultura 2022 en el portal MDPI.
“Hoy, la soja es la leguminosa más importante y es el cuarto cultivo más grande del mundo después del arroz, el trigo y el maíz. – Los autores escriben. – El rápido crecimiento de la superficie cultivada con soja a finales del siglo XX y principios del XXI se debe a la necesidad de proteínas alimenticias. Por ejemplo. Si en 1961 la superficie mundial sembrada con soja era inferior a 24 millones de hectáreas, en 2018 ya era de 126 millones de hectáreas, mientras que la producción pasó de 27 a más de 320 millones de toneladas.
Es un cultivo de importancia mundial que proporciona nitrógeno (N) fijo, así como proteína y aceite de alta calidad. Las semillas de soya contienen en gramos por kilogramo: proteína total 330 a 450, grasa cruda 180 a 240, fibra cruda 55 a 80, lecitina 15 a 25 y adicionalmente isoflavonas 427 a 2743 microgramos por gramo, que son compuestos bioactivos.
Cabe señalar que el valor biológico de la proteína de soja es similar al de un huevo de gallina. La soja se utiliza en la nutrición humana y como alimento para el ganado. La harina de soya es de particular importancia en la industria ganadera, y su demanda está en constante crecimiento.
El predominio del cultivo de soja en tres países (EE. UU., Brasil, Argentina) significa que la diversificación de las fuentes de proteínas vegetales, incluida la harina de soja, es uno de los objetivos del desarrollo agrícola en Polonia.
La mejora de las fuentes nacionales de proteínas vegetales, su producción, comercialización y uso en piensos fue uno de los programas de la agricultura polaca. La idea principal de la iniciativa fue desarrollar condiciones para minimizar la importación de proteínas alimenticias (principalmente harina de soja posterior a la extracción) en aproximadamente un 50%, lo que aumentaría el valor biológico y funcional de las proteínas vegetales a partir de materias primas nacionales.
Al mismo tiempo, en caso de una amenaza para la seguridad alimentaria del mundo moderno, es recomendable crear condiciones para garantizar la seguridad proteica nacional debido a la abundancia de nuestro propio material de semilla, nuevas variedades y tecnologías de cultivo, recetas de alimentación óptimas. , sistemas de alimentación animal, así como un sistema de producción y venta de semillas.
En 2021, la superficie sembrada de soja en Polonia ascendió a 23.000 ha. La producción y los resultados experimentales obtenidos en los últimos años en el sur de Polonia muestran que la soja se encuentra actualmente en el mismo nivel de producción que el maíz a mediados de la década de 1960.
El principal factor limitante es el bajo progreso reproductivo. Según un estudio estadounidense, el éxito del cultivo de soja depende de una combinación de condiciones climáticas, tipo de suelo y genotipo.
La identificación de genotipos que toleren bien las condiciones climáticas adversas es necesaria para seguir avanzando en el trabajo de mejoramiento.
El mejoramiento debe tener como objetivo aumentar la altura y la calidad de los productos de semillas, la altura de la puesta de los primeros frijoles, la resistencia de las plantas al acame, al agrietamiento de los frijoles y al desprendimiento de semillas en condiciones de sequía.
La reducción de la diversidad genética puede conducir a una mayor susceptibilidad a enfermedades o plagas emergentes.
La soja se caracteriza por una amplia gama de variabilidad basada en rasgos morfológicos y fisiológicos que son modificados por las condiciones ambientales.
La introducción directa de genotipos de soja de otros países en el cultivo de Polonia es riesgosa, porque las variedades transferidas a las condiciones climáticas polacas cambian el curso de sus etapas de desarrollo, especialmente aquellas asociadas con la floración y la formación de vainas.
Vale la pena enfatizar que el progreso biológico en los nuevos genotipos de soya incluye: (1) respuesta reducida de la planta al fotoperiodismo, (2) mayor vigor que da como resultado más semillas producidas por m2, (3) temporada de crecimiento más larga que tiene una correlación positiva con el aumento del peso seco de la semilla , (4) mayor resistencia a patógenos.
En Japón, la soja es una fuente importante de alimentos básicos tradicionales como el tofu, el natto, el miso y la salsa de soja.
La cocina única y el aislamiento geográfico e histórico de Japón probablemente dieron forma a las características agromorfológicas distintivas de la soja japonesa de las de la soja continental. Dado que Enrei es la variedad principal (9% del área total de soja en Japón en 2014) con semillas de alta calidad para la industria alimentaria, en un estudio anterior se secuenció todo el genoma de la variedad Enrei como variedad japonesa representativa.
En EE.UU. el cultivo de soja se concentra entre los 43° y 45° de latitud norte, y en Polonia entre los 49° y 54° de latitud norte, donde las condiciones climáticas son desfavorables para el cultivo de esta especie. Por el contrario, en Japón, la soja se cultiva a temperaturas que oscilan entre los 30° y los 45°, y se han desarrollado diversas variedades adecuadas para grandes regiones.
Sin duda, los factores limitantes en el cultivo de soja son los requisitos de temperatura y su respuesta a la duración del día. La mayoría de las semillas de soja son plantas de día corto y tienden a ser los genotipos de mayor rendimiento. En variedades destinadas al cultivo en latitudes más altas, se ha demostrado que un día de más de 16 horas al comienzo de la floración retrasa las siguientes etapas de desarrollo y las plantas pueden no madurar hasta las heladas de otoño. Sin embargo, también se conocen formas fotoperiódicamente estables.
Para aumentar el rendimiento de la soja y mejorar sus cualidades económicamente valiosas, se propone el uso de extractos de algas. Estos extractos son conocidos como bioestimulantes del crecimiento vegetal, cuya función es aumentar la eficiencia nutricional, incrementar la resistencia a estreses bióticos y abióticos y mejorar la calidad de los cultivos.
La macroalga de agua dulce fácilmente disponible Cladophora glomerata se puede utilizar como materia prima para la producción de extracto de algas , que se realizó en este estudio.
Se sabe que esta alga es rica principalmente en hidratos de carbono, pero también contiene proteínas, micro y macro elementos, vitaminas, fitohormonas, polifenoles, etc. Hasta el momento se sabe poco sobre el uso agrícola de las macroalgas de agua dulce. Gran parte de la investigación se está realizando sobre extractos de algas marinas utilizados como bioestimulantes del crecimiento de las plantas.
El propósito de un experimento de campo realizado en 2019 en la Estación Experimental de Pawlowice cerca de Wroclaw, Polonia, fue evaluar la respuesta de dos variedades de soja de diferentes orígenes, japonesa (variedad Enrei) y polaca (variedad Erika), a la aplicación foliar de algas. extracto en términos de rendimiento y otras características agronómicas.
Los genotipos de soja estudiados en el experimento procedían de diferentes regiones del mundo. Según la clasificación estadounidense, la variedad japonesa Enrei pertenece al grupo de maduración IV: relativamente tardía, cosechada en condiciones de temperatura japonesas, generalmente en octubre. Tiene un contenido proteico muy alto (43%) y un contenido graso alto (19%).
Enrei tiene semillas amarillas con una marca pálida y una masa relativamente grande (32 g). Esta variedad se caracteriza por una resistencia moderada a las enfermedades, pero debilidad al nematodo de la soja. Además, es adecuado para hacer tofu. Recomendada para cultivo en Japón, especialmente en el medio oeste del país.
Erika, según la clasificación polaca, es una variedad temprana, cosechada a finales de agosto o principios de septiembre y madura uniformemente. Se caracteriza por un alto contenido de proteínas (38-40%) y un alto contenido de grasas (20%). El rendimiento de semillas es claramente más alto que el promedio para variedades del mismo período de maduración.
La variedad Erica tiene semillas amarillas con una mancha pálida y alta resistencia al desgrane. La variedad tiene buena resistencia a las enfermedades, especialmente a la pudrición del tallo esclerotinia. Erica se recomienda para el cultivo en Polonia, especialmente en la parte norte del país. Las semillas probadas en este estudio se obtuvieron de la cosecha de 2018 y fueron certificadas. El material de semilla de la variedad Erika se obtuvo de DANKO (estación de cultivo polaca), y para la variedad Enrei, de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio (Japón).
El extracto se obtuvo de la macroalga de agua dulce Cladophora glomerata recolectada de la superficie de un estanque (Tomaszowek, Polonia, octubre de 2016). Tras el secado al aire, la biomasa se trituró y tamizó para obtener una fracción inferior a 400 µm.
El extracto de algas se preparó mediante extracción ultrasónica. Para ello se utilizó un homogeneizador ultrasónico alemán, el cual operó en las siguientes condiciones: 50 W, frecuencia ultrasónica 30 kHz, amplitud 100, 30 min. La concentración de biomasa en agua destilada fue de 40 g/l. Después de la extracción, la mezcla se centrifugó a 4000 rpm durante 10 minutos. El sobrenadante resultante se trató como un extracto al 100 %, que luego se diluyó con agua destilada hasta una concentración del 20 %.
En total, a fines de abril se sembraron 60 semillas de buena calidad (buena germinación y pureza) por metro cuadrado a una profundidad de 3 cm, el área de la parcela fue de 15 m 2. La distancia entre hileras fue de 30 cm. la cosecha anterior fue trigo.
Se aplicó una pulverización foliar una vez al inicio de la floración de la soja a una concentración única (20%) de extracto de algas. La cosecha fue en septiembre.
De acuerdo con los resultados, la alimentación foliar incrementó significativamente los rendimientos. La altura de la planta, la altura de la primera vaina, el número de primeras ramas, el peso de 1000 semillas y el rendimiento fueron significativamente mayores en comparación con el control. La extracción ultrasónica de esta macroalga ha extraído K, Na, Cu, P, S y Mg, que pueden estimular el crecimiento de la soja. Además, este extracto también contiene polifenoles para aumentar la resistencia de las plantas al estrés abiótico. Por lo tanto, la fumigación foliar con extractos de algas puede ser una opción prometedora para aumentar los rendimientos de soja debido a la presencia de promotores de crecimiento naturales en el extracto.
El crecimiento de Enray en el grupo de extracto fue un 5,5 % mayor que en el grupo de control, y esta diferencia fue estadísticamente significativa. En el caso de Erica, esta diferencia es mucho menor, solo un 3,4 % en comparación con el control.
El uso de extracto de algas afectó significativamente el contenido de clorofila en las plántulas de ambas variedades de soja. En los pares “Control Enrey” contra “Extracto” y “Control Erika” contra “Extracto”, el contenido de clorofila en el grupo experimental fue más del doble que en el grupo control.
El extracto de macroalgas tuvo un efecto estadísticamente mayor sobre el rendimiento de la soja en el grupo Erica Control en comparación con el par Enray Control: en el grupo extracto, el rendimiento fue un 8,7 % mayor que en el grupo control. Para Enrei, esta diferencia fue del 5,7%, porque la variedad local se adapta mejor a las condiciones climáticas de Polonia que la variedad japonesa.
Los extractos de algas están ganando popularidad debido a su uso potencial en la agricultura orgánica y sostenible. El uso de extracto de algas aumentó todos los parámetros de crecimiento medidos para la soja”.
Al proyecto asistieron:
- Departamento de Genética, Fitomejoramiento y Ciencia de Semillas, Facultad de Ciencias y Tecnología de la Vida, Universidad de Ciencias Ambientales y de la Vida de Wrocław, Polonia
- Instituto de Agroecología y Producción de Cultivos, Universidad de Ciencias Ambientales y de la Vida de Wrocław, Polonia
- Instituto de Agricultura, Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio, Japón
- Departamento de Mecánica, Materiales e Ingeniería Biomédica, Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad de Ciencia y Tecnología de Wroclaw, Polonia
- Departamento de Tecnología de Materiales Avanzados, Facultad de Química, Universidad de Ciencia y Tecnología de Wroclaw, Polonia.
Basado en un artículo de un grupo de autores (Sylvia Lewandowska, Krzysztof Marchevski, Marcin Kozak, Naoko Okama-Otsu, Magdalena Labowska, Jerzy Detina, Isabela Michalak) publicado en el portal www.mdpi.com.
Foto: pixabay.com.
