Los extractos vegetales y la nanotecnología se alían para revolucionar el campo

¿Cómo empezó la búsqueda de estos sustitutos de los fitosanitarios? 

Inicié la tesis doctoral con el objetivo de encontrar plantas y hongos medicinales, cuyos extractos pudieran utilizarse como sustitutos de los clásicos productos fitosanitarios para luchar contra las plagas emergentes. Los primeros experimentos se desarrollaron en cultivos leñosos, hortícolas y extensivos de cereales, y en poscosecha. Además de conocer las propiedades de estos extractos, se investigaron los compuestos químicos que contienen cada uno, para   poner nombre y apellidos a cada uno, las sinergias que podían generarse entre ellos y ver cuál era mejor para cada cultivo. A diferencia de un producto fitosanitario comercial que puede tener uno o dos compuestos, algunos de estos extractos naturales pueden llegar a contener hasta cien.

¿Qué tipo de plantas y con qué criterio fueron seleccionadas?

Las investigaciones se iniciaron con plantas de Castilla y León. Buscamos bibliografía sobre alguna planta que nos interesaba, sobre todo si se había estudiado en el ámbito humano, pero que no se hubieran hecho investigaciones para su uso en el ámbito agrícola. Sabemos que si funciona con patógenos humanos también lo puede hacer con los vegetales.

¿A qué conclusiones llegan en sus investigaciones?

De las plantas analizadas, todas ellas pueden competir con los fitosanitarios comerciales, a excepción del mancozeb, prohibido desde 2021 en la Unión Europea por sus efectos sobre la salud. De hecho, en los ensayos comprobamos también las concentraciones seguras de estos compuestos para que no fueran tóxicos ni para la salud ni para la propia planta. 

¿Puede darnos algunos nombres de las plantas que resultaron más interesantes y efectivas? 

Entre las plantas investigadas están la Rubia tinctorum, raíz de planta natural rojiza, utilizada como tinte natural, que antiguamente se sembraba en el Valle del Cerrato palentino, con la que hemos obtenido buenos resultados en los viñedos. En realidad, es una de las mejores de las que hemos estudiado. Aunque actualmente no se cultiva porque no resulta rentable, se puede encontrar de forma natural en las riberas de los ríos. También hemos analizado cortezas de la carrasca y del alcornoque, destinados a patógenos forestales. Estudiamos plantas halófitas, que crecen en las costas, entre las que destaca la hierba de enamorar que se usó para las curcubitáceas (pepino, calabacín, calabaza..), y un hongo medicinal, Ganoderma lucidum, conocido popularmente como reishi, con muchas propiedades, pero que no se había estudiado su uso en enfermedades vegetales. Pero destaca, de entre todas, la Euphorbia serrata, una planta que al cortar la hoja supura una leche, muy tóxica para las personas y animales, pero con grandes propiedades antifúngicas. La utilizamos en el cultivo de la borraja.

Para que el lector lo entienda, ¿qué novedades aporta esta investigación?

La novedad de esta investigación es que es la primera vez que se estudian estos extractos para su uso en plantas, a lo que se añade su novedoso método de extracción.  Recolectamos la planta, separamos las partes que nos interesan, la trituramos y hacemos el extracto. Es habitual que éste se haga a modo de infusión, es decir, calentándolo a unos 40 ó 50 grados, en agua o alcohol. Sin embargo, nosotros lo que hacemos es sonicación, una especie de ultrasonidos pero más potente que rompe moléculas grandes o más largas en otras más pequeñas, cuya actividad antifúngica o antibacteriana es mayor. El estudio se hace primero en el laboratorio y luego, tras ver qué extracto es más efectivo, se trasladan los ensayos a la planta, tanto en el invernadero como en el campo, o también en poscosecha, en el caso de hongos patógenos como la Botytris (moho gris) en la uva o la fresa.

Un segundo abordaje fue el uso de la nanotecnología. Explíquenos el proceso.

Tras los buenos resultados obtenidos con los extractos, nos dimos cuenta que para una aplicación más efectiva en el campo se requería una ingente cantidad de extractos e incluso si se utilizase para cultivos extensivos se podría arrasar con ellos. Y, por otro lado, era difícil conocer qué cantidad absorbe la planta cuando se trata de un cultivo extensivo. Para dar soluciones a ambas cuestiones, recurrimos a la nanotecnología. La idea se tomó de la medicina, en la que en una cápsula se carga con un fármaco y va dirigida hacia la enfermedad, utilizada sobre todo para las terapias de cáncer, en las que la cápsula se abriría en unas condiciones contraladas en dónde se suelta el fármaco encapsulado dirigido hacia unas células concretas.

Lo que hemos hecho es sintetizar esas cápsulas que sólo se pueden ver a través del microscopio, que se cargan con los extractos vegetales, lo que supone una cantidad muy inferior a la que se utilizaría si se echase directamente a la planta, de tal manera que sólo se abre la cápsula en contacto con ciertos patógenos. Esos patógenos tienen unas enzimas que degradan la envoltura de la cápsula y liberan el contenido, por lo que si no está el patógeno tampoco se libera dicho contenido. Se trata de una terapia con una liberación controlada y dirigida hacia una enfermedad concreta, además de que supone un ahorro de producto considerable. 

¿Sois pocos los grupos que estudiáis la nanotecnología en combinación con los extractos vegetales?

Actualmente, el grupo de investigación es el único que trabaja con la nanotecnología aplicada a la agricultura utilizando los extractos vegetales. Tengo conocimiento de un grupo alemán que está trabajando con esta tecnología, pero utilizando fitosanitarios convencionales.

Habéis abierto un campo de estudio muy interesante para el sector agrícola, ¿en qué momento se encuentran las investigaciones?

Actualmente tenemos ya cuatro patentes. Pero uno de los grandes problemas es el dinero que cuesta sintetizar los nanotransportadores, es decir, desarrollar la cápsula. Hay que utilizar productos muy puros, que tengan gran calidad para que ese nanotransportador aguante las inclemencias metereológicas. Normalmente, se pulveriza la planta y ese nanotransportador es capaz de introducirse en la planta, aunque lo más eficaz sería utilizar una aplicación de riego por goteo, pero su problema es el suelo y si podría introducirse bien a través de las raíces.  Pero en cuanto a efectividad, lo mejor sería inyectarlo directamente en la planta. Y este experimento ya se ha hecho en un viñedo de Zaragoza, pero el problema es el tiempo y el coste. Para un ensayo es efectivo, pero es inviable para grandes cultivos.

Estamos hablando de una investigación que está en sus inicios, ¿crees que podría tener futuro en la agricultura?

Hasta que se consigue poner en marcha la síntesis del producto y luego la encapsulación, es costoso. También nuestros medios son limitados, ya que la mayor cantidad de nanotrasportadores que hemos hecho han sido doce litros.

Aunque sí que lo veo viable en un futuro,y también para poscosecha. En este caso se puede jugar con el líquido que se utiliza para los nanotransportadores, ya que en lugar de que sea tan líquida puede hacerlo a modo de gel, más espeso, de tal forma que puedes sumergir la fruta en ese líquido y queda cubierta y protegida. A escala de industria, se haría una pulverización, y como se utilizan polímeros naturales, no resulta tóxico. Quedaría la fruta cubierta con una especie de cera. Otra cuestión es la aceptación que tenga en el consumidor, porque puede variar el color de la fruta. Para la cápsula utilizamos quitosano, que se extrae de la cáscara de los crustáceos. Actualmente se está usando mucho en medicina y en agricultura, ya que es una molécula muy versátil.