Soluciones bajo la lupa

En los últimos años, los bioinsumos han surgido como una opción revolucionaria para la agricultura en Chile, ofreciendo soluciones más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. Estos productos, que incluyen microorganismos beneficiosos, extractos vegetales y otros componentes naturales, no solo mejoran la salud del suelo y las plantas, sino que también refuerzan los ecosistemas agrícolas, minimizando los impactos residuales.

Hace menos de una década, las autoridades chilenas comenzaron a prestar atención a estos productos, dándoles un espacio en el mercado junto a los insumos agrícolas tradicionales. Con el respaldo de la ciencia, los bioinsumos, como bioestimulantes y biocontroladores, han ganado aceptación, lo que ha llevado a la implementación de nuevas normativas para regular su control de calidad. La Ley 21.349 establece las normas para la composición, etiquetado y comercialización de bioestimulantes, mientras que la normativa 9074/2018 regula el uso de microorganismos como plaguicidas y la normativa 6152/2023 se enfoca en los extractos naturales.

Aunque el uso de estas tecnologías se remonta a más de 20 años, hoy en día las estrategias de formulación e industrialización están más estudiadas y tecnificadas. Asimismo, las normativas chilenas han destacado las áreas clave en las que se debe centrar el control de calidad, subrayando la responsabilidad de los productores en garantizar que los bioinsumos estén claramente identificados en cuanto a su intención de uso.

En este artículo exponemos los aspectos técnicos desde una perspectiva analítica, analizando temas centrales de preocupación a la hora de garantizar el control de calidad de los bioinsumos para las normativas que son aplicables para bioinsumos que utilizan microorganismos en su formulación.

Control de calidad de productos basados en microorganismos

Uno de los principales desafíos en el control de calidad de los bioinsumos es garantizar la pureza y la correcta identificación de los microorganismos incluidos en las formulaciones. La identificación taxonómica es crucial, ya que se refiere a especificar el género y la especie de los microorganismos presentes en la formulación. Esto asegura que los productores identifiquen con claridad los microorganismos en sus etiquetas, donde los usuarios podrán diferenciar los microorganismos que corresponden a la intención de uso declarada: bioestimulante o bioplaguicida.

Métodos como la secuenciación de ADN y la caracterización bioquímica permiten a los laboratorios identificar con exactitud las cepas microbianas. Un ejemplo claro corresponde a una de las especies más estudiadas y comercializadas en esta industria, el que se ha convertido en el estándar de los bioinsumos; Bacillus subtilis. El género Bacillus incluye un amplio grupo de bacterias grampositivas, aeróbicas o anaeróbicas facultativas, que se encuentran en una gran variedad de ambientes, desde suelos y aguas hasta residuos orgánicos. Estos microorganismos son esenciales para el reciclaje de nutrientes y la promoción del crecimiento vegetal, ya que muchas especies de Bacillus producen enzimas y metabolitos secundarios que mejoran la disponibilidad de nutrientes y estimulan la resistencia de las plantas a patógenos.

A nivel genético, muchas especies de Bacillus comparten secuencias de ADN muy similares. Dentro del grupo de Bacillus subtilis, se encuentran similitudes genéticas que van del 94,2% al 100% de similitud, B. pumilus entre 96,7% y 99,7%, y B. licheniformis muestra similitudes de entre 95,3%y 99,5%, especialmente en los genes responsables de la producción de esporas y la síntesis de ciertos metabolitos secundarios. Esta similitud genética se traduce en características funcionales comunes, como la capacidad para producir sustancias antimicrobianas y enzimas degradadoras de compuestos orgánicos complejos, y la capacidad de inducir resistencia sistémica en plantas.

Sin embargo, a pesar de esta homología, las distintas especies y cepas dentro del género Bacillus pueden exhibir diferencias significativas en su comportamiento y en los efectos que tienen en los sistemas agrícolas. Por ejemplo, mientras Bacillus subtilises ampliamente utilizado como un bioestimulante debido a su capacidad para promover el crecimiento de las raíces y proteger contra enfermedades fúngicas, Bacillus thuringiensis es específico en su acción contra insectos, sin tener el mismo impacto en la promoción del crecimiento vegetal. Estas diferencias son clave al seleccionar cepas de Bacillus para aplicaciones específicas, ya que un alto grado de homología no siempre garantiza que dos cepas o especies tendrán el mismo efecto en un entorno agrícola.

Recuento microbiológico

Un aspecto crucial en el control de calidad de los bioinsumos es la verificación del contenido de microorganismos. Los laboratorios encargados del control de calidad se aseguran de que la cantidad de microorganismos en una formulación sea adecuada y coincida con el contenido declarado. Este proceso se basa en las características específicas de cada formulación. Por ejemplo, un bioinoculante destinado a mejorar la fertilidad del suelo puede requerir una concentración mínima de bacterias fijadoras de nitrógeno para ser efectivo, pero que puede distar en concentración para aquellos que solubilizan fósforo y potasio. Los productores establecen estos valores mínimos y las diluciones necesarias para lograr los efectos deseados en las aplicaciones prácticas, lo que deberá estar especificado en la etiqueta.

En el análisis de productos basados en microorganismos, los laboratorios emplean métodos de cultivo para contar el número de microorganismos viables presentes en la formulación. Aunque esta técnica de cultivo es ampliamente utilizada, no es universal y puede variar según el tipo de microorganismo y la formulación específica. Por ejemplo, los métodos de cultivo para bacterias y hongos pueden diferir significativamente debido a sus distintas necesidades nutricionales y ambientales. Asimismo, entre las distintas bacterias y hongos, pueden cambiar diametralmente estos requerimientos.

Además, cada microorganismo tiene requisitos específicos para su cultivo in vitro, tales como nutrientes, temperatura y pH. Por lo tanto, es crucial que el control de calidad defina claramente las condiciones mínimas de cultivo para evitar una estimación errónea del número de microorganismos presentes. Si un bioinsumo contiene hongos que requieren temperaturas más altas para su crecimiento, pero se cultiva a una temperatura inadecuada, se podría subestimar la cantidad real de microorganismos en la formulación.

Contaminantes en las formulaciones

Aunque las normativas para bioestimulantes y bioplaguicidas difieren considerablemente en cuanto a requisitos, tolerancias y elementos que deben reportarse, es crucial entender las diferencias clave en sus procesos regulatorios. Los bioestimulantes deben ser “declarados” conforme a la normativa correspondiente, mientras que los bioplaguicidas requieren un registro formal, lo que implica un mayor nivel de escrutinio.

La normativa de plaguicidas impone exigencias más estrictas, particularmente en la descripción de principios activos y formulaciones. Por ejemplo, en el caso de los bioestimulantes, se exige la declaración de contenidos de elementos potencialmente tóxicos como cromo, cadmio, arsénico, plomo, mercurio y níquel, así como la ausencia de patógenos peligrosos como Escherichia coli y Salmonella spp. En contraste, la normativa de plaguicidas requiere la identificación y caracterización detallada de toxinas y metabolitos relevantes producidos por el microorganismo, especificando si estos compuestos ejercen o no una acción plaguicida.

La presencia de estos contaminantes es crítica, ya que puede comprometer tanto la calidad como la seguridad de los productos agrícolas. Desde un enfoque analítico, la identificación y cuantificación precisa de estos elementos no solo es esencial para cumplir con los requisitos legales, sino también para asegurar la eficacia y seguridad de los bioinsumos en el campo. Los laboratorios analíticos utilizan metodologías validadas para estos análisis, alineadas con guías internacionalmente reconocidas, como las de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos), FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura) y OMS (Organización Mundial de la Salud). Estos protocolos son homologados para su aplicación en nuestro país, garantizando así la confiabilidad y precisión de los resultados obtenidos.

Laboratorios de servicios en Chile

Las instituciones involucradas en el ámbito de los bioinsumos ofrecen a los usuarios alternativas científicas para garantizar la calidad de sus productos. En Chile, contamos con una amplia red de laboratorios distribuidos a lo largo del territorio nacional, con una mayor concentración en la región metropolitana. Estos laboratorios están sujetos a regulaciones específicas que aseguran su funcionamiento adecuado. En particular, para el control de calidad de bioplaguicidas, se requiere una certificación validada por el organismo regulador, el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG). En el caso de los bioestimulantes, aún no existe una certificación obligatoria, aunque los laboratorios siguen desempeñando un papel crucial al ofrecer servicios de asesoría e investigación. Esto permite a los productores y consumidores de bioinsumos verificar la calidad de sus productos y confirmar los resultados obtenidos en sus propios laboratorios analíticos.

La Red Chilena de Bioinsumos ha establecido una comisión de expertos dedicada a fortalecer el control de calidad de los productos biológicos, abordando los requerimientos técnicos necesarios para su correcta aplicación en la agricultura chilena. Este aspecto es especialmente relevante, como lo demuestra la última encuesta nacional de laboratorios de servicios para bioinsumos (2023) realizada por la Red Chilena de Bioinsumos. Los datos revelan que el 38% de las empresas productoras realiza sus estudios en laboratorios privados nacionales, el 35% en instituciones gubernamentales como centros de investigación y universidades, y el 27% restante en laboratorios internacionales. Un dato significativo es que en la industria de los bioestimulantes, el 65% de las empresas productoras afirma tener la capacidad técnica para realizar sus propios estudios de evaluación, aunque recurren a servicios de terceros para validar sus resultados. Los análisis más demandados por la industria incluyen el recuento de microorganismos viables en las formulaciones, la pureza de la composición y la identidad de los microorganismos.

El rol de estos laboratorios se ha ampliado y fortalecido con el tiempo, impulsado por crecientes inversiones en equipamiento sofisticado y alineado con estándares de calidad internacional. Esto les ha permitido posicionarse como laboratorios de referencia en el ámbito de los bioinsumos. Por ejemplo, algunos han incorporado tecnologías avanzadas, como biología molecular y cromatografía, para analizar con mayor precisión la composición y eficacia de los bioinsumos. Estas mejoras aseguran que los productos no solo cumplan con la normativa, sino que también sean efectivos en las condiciones agrícolas específicas de Chile.