Si una planta está infectada con Fusarium oxysporum, hongo que produce su marchitamiento y muerte, reflectará la luz de una forma distinta a como lo hace cuando está sana. Mediante un espectroscopio, aparato que divide la luz en sus diferentes componentes, es decir en su espectro, se identifican estos cambios hasta 10 días antes de que los síntomas sean evidentes. Se probó con tomate y banano.
Uno de los principales problemas que afronta el sector productivo es la pérdida de cultivos a causa de enfermedades que no se detectan a tiempo, por eso, Juan Carlos Marín Ortiz, estudiante de posdoctorado de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, se dio a la tarea de probar la eficacia del espectroscopio para ofrecerles una alternativa a los agricultores.
“La interacción entre la radiación electromagnética (en este caso la luz) y las plantas es muy específica. La forma como interactúa todo ser vivo y todo material con la radiación es como una huella digital y dependerá de un estado de desarrollo fisiológico muy particular. Si nosotros, ya sea por una enfermedad o por estrés, nos alteramos química o fisiológicamente, esa ‘huella espectral’, esa forma como interactuamos con la radiación, se modificará”, explica el investigador.
Para entender cómo se realizan los análisis, imagine un haz de luz que proviene de una lámpara led e interactúa con una mesa, por ejemplo, una parte de esa radiación es absorbida por la mesa y la otra es reflejada. “Esa energía que el material no absorbe es la que registramos, lo que nos permite hacer mediciones a distancia, o teledetecciones. No es necesario tener la mesa al frente, podemos tener un sensor sobre ella que envíe la información a un computador”.
En el laboratorio se trabajó con plantas de tomate, papa y banano –cultivos de interés económico en el país–, especialmente en este último, ya que el estudio se desarrolló en asocio con el Centro Nacional de Investigaciones del Banano (Cenibanano), debido al riesgo que implica para el sector la diseminación de Fusarium oxysporum raza 4, de ingreso reciente al país, que es particularmente devastador porque ocasiona síntomas de marchitez y muerte de la planta y permanece por décadas en el suelo, haciendo difícil su manejo.
“Primero observamos cómo interactúan las plantas sanas con la radiación (se registra todo un espectro de ondas) y luego vemos cómo lo hacen cuando están infectadas con el hongo, es decir, vemos qué ondas cambian cuando hay infección”, señala el estudiante.
Por razones de seguridad, el investigador ha trabajado con la raza 1 del hongo, obteniendo una precisión en la detección de la enfermedad cercana al 90 %.
“Hemos logrado detectar el hongo entre una semana y 11 días después de que inicia la infección, es decir de 7 a 10 días antes de que aparezcan los primeros síntomas (clorosis y marchitez), que suelen ser evidentes de 18 a 21 días de haberse dado el contacto con el patógeno, esto es importante para contener la enfermedad, antes de que sea tarde para los productores de esta fruta”.
Herramienta esencial
En la actualidad, la tarea principal es encontrar las longitudes de onda específicas que dan cuenta de una enfermedad, estandarizarlas en laboratorio y luego en campo, para posteriormente diseñar un dispositivo manual que, al acercarlo a alguna planta, determine su estado.
“También tenemos en mente la posibilidad de utilizar a futuro drones con sensores para monitorear cultivos enteros, así el productor podría tomar decisiones de tratamiento o erradicación para evitar la diseminación de la enfermedad y grandes pérdidas”.
Los investigadores también estudian la bacteria Ralstonia solanacearum, que afecta a la papa y al banano dejándolas marchitas o atrofiadas solo una semana después del ataque del microorganismo. “Es un reto mayor, el método de detección debe ser mucho más rápido”.
Con los profesores de Ciencias Agrarias, Carlos Felipe Barrera Sánchez y Óscar Córdoba Gaona vienen ampliado los usos de la espectroscopía, que puede ser aplicada no solo en la detección temprana de enfermedades, sino también en la identificación de variedades de cultivos y de distintos tipos de estrés, por ejemplo el hídrico, lo que permitiría usar el agua de riego de forma más eficiente y aumentar la productividad, entre otras cosas.
Para desarrollar su trabajo, el estudiante contó con la guía de las profesoras Verónica Botero Fernández, decana de la Facultad de Minas, y Lilliana María Hoyos Carvajal, del Departamento de Ciencias Agronómicas de la UNAL Sede Medellín.
