AGRICULTURA CLIMÁTICAMENTE INTELIGENTE La agricultura climáticamente inteligente (CSA) se refiere a la ampliación de la flexibilidad ante patrones meteorológicos inusuales y extremos provocados por el cambio climático. Puede llevarse a cabo mediante el desarrollo de marcos de cultivo agrícolas que sean beneficiosamente versátiles y dinámicos, y que respondan positivamente a los cambios medioambientales. Estas opciones contribuyen directamente a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a la agricultura o, indirectamente, proporcionan medios para gestionar juiciosamente las explotaciones agrícolas de forma que se salvaguarde la productividad y la rentabilidad de las mismas frente a los efectos negativos del cambio climático. Existen varios informes sobre el papel del biocebado de las semillas mediante el uso de microbios beneficiosos en la mitigación de los cambios climáticos. Las biopelículas microbianas, en virtud de su resistencia a las perturbaciones ambientales y al estrés, también pueden ser una opción prometedora debido a su naturaleza dinámica y a su capacidad para persistir en entornos desfavorables. Las microalgas, incluidas las cianobacterias, se encuentran entre los bioinsumos más productivos, que pueden secuestrar el CO2, convirtiendo la luz solar en energía y el carbono en biomasa, y conducen a la promoción del crecimiento de las plantas. La alta viabilidad económica del cultivo de microalgas radica en sus sencillos requisitos -sólo la luz solar natural para la fijación fotosintética del carbono, y medios nutritivos simples. Las biopelículas fototróficas, que comprenden principalmente algas verdes unicelulares/filamentosas, cianobacterias y hongos y bacterias asociadas, se utilizan ampliamente para mejorar la agregación y la fertilidad del suelo en hábitats inhóspitos, en plantas de tratamiento de aguas residuales para eliminar contaminantes. Biopelículas microbianas, composición y su importancia en la agricultura y el medio ambiente Costerton et al. (1978) acuñaron la palabra ‗biofilm', en la que los microorganismos se adhieren a superficies bióticas y abióticas. La formación de biopelículas por parte de los microorganismos es un rasgo universal que se observa comúnmente en hábitats aéreos, acuáticos y terrestres; sin embargo, se ha prestado más atención a su relevancia en la microbiología médica. La formación de biopelículas depende principalmente de las interacciones entre tres componentes clave: las células microbianas, la superficie de adhesión y el medio adyacente. Las células microbianas forman biopelículas simples, duales o multiespecies en función de las condiciones ecológicas de su hábitat Los biofilms son formados generalmente por microorganismos para superar el estrés del entorno, o la limitación de nutrientes, el cambio de condiciones culturales, la competencia, la presencia de antibióticos, desinfectantes, etc. Además de ser una estrategia para evitar el estrés, el estilo de crecimiento del biofilm también confiere una ventaja de aptitud reproductiva entre los miembros; esto hace que las células que forman el biofilm soporten circunstancias difíciles, en comparación con las células que flotan libremente (células planctónicas). La producción de biopelículas ayuda a las células microbianas durante la colonización en un nicho, ya sea una superficie viva o artificial . Las biopelículas también actúan como un conducto perfecto para el intercambio de nutrientes y material genético dentro de los grupos microbianos de las biopelículas a un ritmo mayor y de manera más eficaz en comparación con las células planctónicas. Aparte de las biopelículas microbianas desarrolladas en laboratorio, en los últimos tiempos, las biopelículas perifíticas están ganando importancia en la agricultura y las aplicaciones ambientales debido a su papel en la regulación del ciclo de los nutrientes y los flujos de energía. Las biopelículas perifíticas son omnipresentes en los humedales y constituyen principalmente una mezcla de algas, cianobacterias, microbios heterótrofos y otros micro y mesoorganismos adheridos a superficies sumergidas en suelos y sedimentos mediante la producción de sustancias poliméricas. Las biopelículas perifíticas desempeñan un papel dominante en la regulación del ciclo de nutrientes (fijación de carbono, fijación de nitrógeno, volatilización de amoníaco, nitrificación, desnitrificación, movilización de fósforo (P) y potasio) y los flujos de energía mediante el ajuste de los sumideros de nutrientes en los suelos. Las biopelículas microbianas están compuestas principalmente por sustancias poliméricas extracelulares (EPS) y células microbianas.Varios tipos de EPS microbianos contienen carbohidratos neutros (hexosas, pentosas) y ácidos urónicos, mientras que también se detectan ésteres de acetato, piruvatos, formatos y succinatos. La función principal de los EPS es permitir la adhesión celular y la distribución efectiva de nutrientes al formar una matriz filamentosa durante la maduración de la biopelícula, que puede servir como fuente de nutrientes durante condiciones desfavorables. ESTUDIOS DE CASO SOBRE EL USO DE BIOPELÍCULAS MICROBIANAS COMO INOCULANTES EN LA AGRICULTURA En la Fig. 2 se describe el papel funcional y los mecanismos subyacentes empleados por las biopelículas microbianas en la agricultura y el medio ambiente, en situaciones de cambio climático. Fomento del crecimiento de las plantas . El estrés por sequía en las plantas disminuye el rendimiento de las mismas, debido a la reducción de la eficiencia fotosintética y del crecimiento. Hay varios microbios que pueden aliviar este estrés Las biopelículas de cianobacterias mejoraron significativamente el crecimiento y el rendimiento de grano y paja del arroz, además de mejorar el contenido de nitrógeno y fósforo en los granos La capacidad de retención de nutrientes de los suelos se vio afectada debido a la mayor degradación de la materia orgánica del suelo, a causa del calentamiento, mediada por la menor capacidad de intercambio catiónico de los suelos. los efectos negativos del cambio climático sobre la fertilidad del suelo pueden mejorarse en mayor medida mediante la adopción de mejores prácticas de cultivo, abonos orgánicos, prácticas de conservación del suelo, etc., que pueden disminuir las emisiones de GEI y aumentar el almacenamiento de carbono orgánico en el suelo.
