Proyecto PHAntastic
La caracterización y selección de bioproductos activos representa una base fundamental para el proyecto. Este trabajo define los fundamentos biológicos y funcionales de las soluciones agrícolas innovadoras que se desarrollarán en fases posteriores. Esta tarea está liderada por Probelte, con la colaboración de socios académicos y tecnológicos.
Contexto y objetivo
El proyecto PHAntastic tiene como objetivo desarrollar soluciones agrícolas de origen biológico que integren fertilizantes, bioestimulantes y productos de protección vegetal en matrices biodegradables de polihidroxialcanoatos (PHA), como films de acolchado y espumas de crecimiento.
Dentro de este marco, este trabajo se centra en identificar bioproductos que no solo sean eficaces desde el punto de vista agronómico, sino también compatibles a nivel industrial, sostenibles desde el punto de vista ambiental y plenamente alineados con el enfoque Safe and Sustainable by Design (SSbD) promovido por la Unión Europea
Objetivos específicos
Los principales objetivos de este trabajo fueron:
Identificar bioproductos activos con alto valor agronómico.
Caracterizar su modo de acción, estabilidad y compatibilidad con diferentes sistemas de liberación.
Evaluar su idoneidad para distintas aplicaciones dentro del sistema PHAntastic.
Seleccionar un número reducido de candidatos para su posterior adaptación e integración.
Familias de bioproductos evaluadas
El estudio abordó cuatro grandes familias de bioproductos:
1. Aminoácidos y proteínas hidrolizadas
Se evaluaron productos de origen vegetal ricos en aminoácidos libres y péptidos por su capacidad para:
Mejorar la absorción y asimilación de nutrientes.
Aumentar la tolerancia al estrés abiótico, como sequía, salinidad o temperaturas extremas.
Estimular procesos fisiológicos clave, como la fotosíntesis, el crecimiento vegetativo y el desarrollo reproductivo.
2. Elicitores
Se evaluaron compuestos capaces de activar los mecanismos naturales de defensa de las plantas, con especial atención al quitosano, un polisacárido biodegradable que induce respuestas de resistencia sistémica y presenta actividad antifúngica directa.
3. Extracto de algas
Se estudiaron extractos de macroalgas y microalgas ricos en fitohormonas, polisacáridos, aminoácidos y micronutrientes. Estos extractos actúan como bioestimulantes multifuncionales, mejorando el vigor de las plantas, la calidad de los cultivos y la salud del suelo.
4. Rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR)
Se aislaron y analizaron numerosas cepas bacterianas, principalmente de los géneros Bacillus, Paenibacillus, Pseudomonas y Azotobacter, para evaluar tanto su capacidad fertilizante como su potencial de biocontrol.
Metodología de selección
El proceso de selección se basó en un protocolo de caracterización estandarizado que evaluó múltiples criterios:
Impacto sobre el crecimiento vegetal y la fertilidad del suelo.
Rapidez y duración de la acción biológica.
Resistencia a condiciones de procesado industrial, como temperatura y esfuerzo de cizalla.
Compatibilidad con tres estrategias de aplicación:
Nanocápsulas para recubrimientos de films de acolchado, con acción a corto plazo.
Incorporación en la matriz de PHA, para efectos a largo plazo y mejora del suelo tras el uso.
Soluciones de impregnación, especialmente adecuadas para productos microbianos vivos.
En el caso de las PGPR, se realizaron ensayos detallados in vitro para evaluar:
Fijación biológica de nitrógeno.
Solubilización de macro y micronutrientes.
Producción de fitohormonas, como el ácido indolacético (IAA).
Producción de sideróforos y enzimas hidrolíticas.
Actividad antifúngica frente a patógenos agrícolas relevantes, tanto por contacto directo como mediante compuestos orgánicos volátiles.
Principales resultados y selección final
Tras la evaluación de más de veinte candidatos, se seleccionaron diez bioproductos activos con mayor potencial, teniendo en cuenta criterios de eficacia, viabilidad técnica y sostenibilidad. Entre los principales resultados destacan:
Alto rendimiento bioestimulante de los productos basados en aminoácidos y extractos de algas.
Elevado valor añadido del quitosano como elicitor seguro y eficaz, compatible con estrategias de reducción de pesticidas.
Identificación de un grupo seleccionado de cepas PGPR, principalmente pertenecientes al género Bacillus, con doble actividad fertilizante y antifúngica, así como buena escalabilidad industrial.
Conclusiones
Este estudio demuestra que es posible seleccionar bioproductos activos que combinan de forma satisfactoria eficacia agronómica, compatibilidad industrial y sostenibilidad ambiental. Los resultados proporcionan una base sólida para:
La adaptación de los bioproductos seleccionados en la Tarea 1.2.
Su integración en materiales basados en PHA dentro del WP2.
El desarrollo de soluciones agrícolas innovadoras alineadas con las políticas europeas sobre economía circular, reducción de insumos químicos y resiliencia climática.
