La agricultura vive un momento decisivo. Los retos globales en seguridad alimentaria, disponibilidad de agua, cambio climático y exigencias de los mercados internacionales nos obligan a repensar la manera en que producimos, conservamos y exportamos nuestros alimentos. En este contexto, la tecnología se convierte no solo en un aliado, sino en el verdadero motor que impulsará la competitividad del campo mexicano.

En esta edición reunimos una serie de artículos técnicos que muestran cómo la innovación está transformando cada eslabón de la cadena agroalimentaria. Desde el uso de satélites y teledetección para el manejo hídrico, que permite optimizar el riego en tiempos de sequía, hasta la incorporación de realidad aumentada y gemelos digitales, que llevan la digitalización del campo a un nivel sin precedentes, acercándonos a una agricultura más precisa y eficiente.

La disponibilidad de agua sigue siendo un tema crítico, y tecnologías como la desalinización y la reutilización de aguas tratadas ofrecen alternativas viables para asegurar la producción agrícola en regiones áridas. Al mismo tiempo, innovaciones en fertilización de liberación controlada permiten aprovechar los nutrientes de forma más eficiente, reduciendo el impacto ambiental y mejorando la productividad.

En la esfera de la alimentación global, la producción de proteínas vegetales se ha convertido en una tendencia irreversible que abre enormes oportunidades para los productores mexicanos, gracias a nuestra diversidad de granos y leguminosas. Por su parte, en el ámbito de la postcosecha, la aplicación de plasma frío en la conservación de berriesrepresenta una solución disruptiva para extender la vida de exportación de uno de los cultivos estrella de México.

Todo ello converge en una reflexión mayor: el futuro de la agroexportación mexicana dependerá de la velocidad con que adoptemos estas tecnologías. La digitalización, la cadena de frío inteligente, los empaques innovadores y la trazabilidad serán las herramientas que permitirán abrir nuevos mercados, cumplir con normativas internacionales y mantenernos a la vanguardia en calidad e inocuidad.

En síntesis, esta edición busca no solo informar, sino inspirar a productores, técnicos y empresas a apostar por la innovación como el camino hacia un campo más competitivo, sostenible y preparado para el futuro. La agricultura mexicana tiene el potencial de liderar esta transformación; el momento de actuar es ahora.

El cargo Editorial TA 193. Innovación tecnológica: el motor de la agricultura y la agroexportación mexicana apareció primero en Revista Agrícola. TecnoAgro.

Dra. Ma. Dolores García Suárez

Dr. Héctor Serrano

INTRODUCCIÓN

Las técnicas biotecnológicas para la propagación de plantas de interés agrícola y comercial y en particular el uso del cultivo in vitro ha buscado métodos más efectivos que logren un mayor número de plantas, mayor eficiencia y menores costos, automatización y el uso de robots con diferente medio de cultivo que fascilite e incremente el crecimiento y desarrollo vegetal.

El denominado Sistema de Inmersión temporal, fue creado en el centro de investigación CIRAD en Francia, hacia 1997, aplicando flujo de aire con un compresor y mangueras a los frascos que contienen los explantes vegetales, el cual vierte y hace subir medio de cultivo líquido y de bañar los explantes vegetales, donde el medio desciende por gravedad, renovando la composición del aire de manera constante durante el período de transferencia, revolucionando así los métodos tradicionales de micropropagación, al lograr una mayor tasa de multiplicación, enraizamiento y aclimatación y supervivencia.

L as empresas que se dedican a la micropropagación de plantas de interes comercial a gran escala en condiciones in vitro., se han enfocado en técnicas biotecnológicas más actualizadas que produzcan así, un mayor número de plantas con un menor costo de producción.

Es en la actualidad que el método más adecuado para la reproducción de especies ornamentales, frutales y forestales, capaz de producir más de 200,000 plantas se realiza con la implementación del sistema de biorreactores de inmersión temporal conocido como sistema de inmersión temporal (SIT).

Los SIT empleados han demostrado ser una herramienta de gran utilidad para la semiautomatización de los cultivos in vitro, que en inicio su inversión es fuerte, pero una vez implementada ha comprobado que reduce los costos de operación y mano de obra, esta técnica se emplea para realizar la micropropagación masiva de varias especies de de interés agrícolas y forestales a gran escala y ha sido probada en México y otros países por varias empresas agrícolas (Etienne, et al., 1997; Preil et al., 1988).

DIFERENTES SISTEMAS SIT

El Sistema de Inmersión Temporal (SIT) permite la micropropagación de plantas en ambientes totalmente esterilizados y herméticos; sin el uso de medios sólidos ni gelificantes, lo que implica diseños semiautomatizados mas económicos. Se han ido implementado diferentes modelos según las necesidades y denominado por sus siglas como: SMIT, BIT, RITA, MATIS, PLANTIMA Y BIG todos ellos adaptandose a las necesidades en su implementación a los diferentes cultivos, tamaño y morfología de la plantas

E l sistema de cultivo de modo semiautomatizado permite la propagación bajo condiciones in vitro de las plantas, con el contacto intermitente del medio de cultivo líquido conlo explantes y éste se cambiado en periodos cortos mateniendo las condiciones del medio fresco y con todos los minerales y reguladores del crecimiento a la disposición directa de los tejidos vegetales, tambien lo hace de manera intermitente que evita que se cause hiiperhidricidad o vitrificación en los tejidos y la acumulación de gases tóxicos dentro del recipiente, con un ambiente 100% controlado de bacterias, hongos u otros patógenos.

FUENTES DEL EXPLANTE

En el sistema de inmersión temporal la fuente del explante que se ha utilizado para la multiplicación de plantas, ha sido a partir del cultivo de: yemas, embriones, trozos de hojas, tallos y de otros órganos en medio de cultivo líquido, obteniendo plantas con alta calidad fitosanitaria e integridad genética.

Asegurando una micropropagación que garantiza la producción de plántulas a gran escala, bajo condiciones controladas de cultivo y con reducción de mano de obra.

LA MULTIPLICACIÓN MASIVA GARANTIZADA

Se han desarrollado nuevos sistemas de micropropagación para obtener mejoras en el proceso de producción de plantas in vitro a gran escala, con el objetivo principal de aumentar la productividad y reducir costos frente a las técnicas convencionales. El sistema de inmersión temporal tiene varias ventajas frente al sistema de inmersión permanente, ya que permite una buena aireación del medio de cultivo y evita la excesiva hidratación del tejido vegetal. Tales beneficios se traducen en un mejor desarrollo y crecimiento de las plantas, aumentando el éxito del material vegetal en la etapa final de propagación, que precede a su siembra en campo.

Con ello tambien se controla factores físicos como la iluminación y calidad de luz, control de la temperatura, cantidad de líquido en el bombeo del medio y entrada de aire, factores bióticos como el crecimiento actual y futuro de la planta, y el contro y almacenaje de toda la información para ir haciendo un record del mejor crecimiento y las condiciones del cultivo, todo ello con el fin de mejorar paulatinamente los cultivos.

El uso de medio de cultivo líquido es parte del éxito de ésta técnica pues así se permite la automatización de los procesos de cultivo in vitro y se reduce el uso de mano de obra de personal especializado.

La entrada del medio líquido, debe ser intermitente para reducir cambios en la morfología de las plantas debido al contacto constante del agua utilizada en la elaboración de los medios de cultivo liquidos, renovándolos mediante el uso de mangueras e intercambiando el aire dentro de los recipientes evitando así la acumulación de gases tóxicos particularmente del etileno, de ahí el nombre de la técnica inmersión temporal.

Son varias especies de plantas que pueden ser cultivadas en el sistema de inmersión temporal, como por ejemplo:durazno, plátano, fresa, piña, uva, mango, caña de azúcar, frijol, papa, tabaco, orquídeas, rosas, dátiles, café y agaves entre algunas de las miles de especies de interes agrícola y comercial.

ESPECIES COMPLICADAS DOS EJEMPLOS

El sistema de inmersión temperal ha probado tener éxito en especies complicadas en su cultivo como son el plátano y los agaves ambas especies de lento crecimiento tanto sexual como asexual y cuya multiplicación masiva es complicada a través de métodos convencionales (González Durán Y Núñez Palenius, 2015; Ugarte Barco et al., 2021).

Estos dos ejemplos muestran que 1) En el plátano el uso de distintos SIT ha reportado superar las limitaciones de los cultivos in vitro en contacto permanente con el medio de cultivo. Mejorando la multiplicación de banano (Musa AAA cv. Williams), mediante el uso de un prototipo de SIT probando ser mejor que el SIT RITA® y el uso de sistema de medio de cultivo semisólido (SS) y 2) en el agave que es una de las plantas más representativas de México su multiplicación masiva para la producción de tequila mezcal o pulque, reduciría la sobreexplotación que de éstos se hace en sus medios nativos y siendo una especie con tejidos suculentos que comlican su tasa rápida de crecimiento el uso de esta tecnica SIT facilitaria y aceleraría su ta sa de crecimiento con el uso de reguladores del crecimiento adecuados (Ugarte Barco et al., 2021; Gonzalez Durán y Núñez Y Palenius, 2015 )

El sistema de inmersion temporal se ha ido modificando el tipo de recipientes según las necesidades del cultivo in vitro así como el tipo de iluminación que actualmente utiliza LED (TE-5000), que es un equipo desarrollado para la producción de plantulas con una luz de intensidad adecuada para que los explantes puedan realizar la fotosíntesis, con fotoperiodos controlados.

CONCLUSIÓN FINAL

El sistema de inmersión temporal utiliza recipientes que finalmente funcionan como biorreactores, diseñados para la producción a gran escala de plantas a partir de las células, tejidos y órganos vegetales que son expuestos a un medio líquido con minerales y reguladores del crecimiento, automatizados de manera temporal bajo condiciones axénicas y controladas.

El desarrollo de los sistemas de inmersión temporal han demostrado que puede adaptarse de muy diversas maneras a distintos cultivos, dependiendo de la morfología de las plantas producidas han ido diseñando diferentes recipientes para su cultivo, permitiendo la utilizacipn de medio de cultivo líquido, sin consecuentes efectos colaterales de hiperhidratación y vitrificación, al realizar la recirculación del medio de cultivo entre los frascos y la entrada de aire esterilizado por filtración, con el uso de control automatizado de los recambios de medio de cultivo y aire, proporcionado así el logro de un gran aumento en el índice de multiplicación, además de que reduce la mano de obra y finalmente logra bajar los costos de producción y con todo ello en conjunto, el éxito de ésta biotecnología

REFERENCIAS

Etienne, H., M. Lartuad, N. Michaux F., M. P. Carron, M. Berthouly, and C. Teisson. 1997. Improvement of somatic embryogenesis in Hevea brasiliensis (Müll. Arg.) using the temporary immersion technique. In Vitro Cell Dev. Biol. Plant 33: 81-87.

González Durán, B.M. , Núñez Palenius, H.G . 2015. Micropropagación de Agave durangensis en un Sistema de Inmersión Temporal (SIT). Jovenes en la Ciencia 1(1):1-5.

Lugo Espinosa, O. G. Arellano Ostoa y D. Hernández Cote. 2017. Automatización de un sistema de inmersión temporal con base en plataformas abiertas de hardware y software. Terra Latinoamericana: 35: 269-277.

Ugarte Barco, F. A., Bernal Pita Da Vega, M. A, Vidal González, N. P, & Moreno Herrera, A. (2021). Prototipo de sistema de inmersión temporal en fase de multiplicación en la micropropagación de banano Clon Williams. Revista Científica Agrosistemas 9(1): 18-26

fica Agroecosistemas, 9(1), 18-26

Dra. Ma. Dolores García Suárez. Departamento de Biología, Laboratorio de Micropropagación y Propagación Vegetal. Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa.

Dr. Héctor Serrano. Departamento de Ciencias de la Salud, Laboratorio de Biología Molecular y Regulación Endócrina. Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa.

El cargo Biotecnología para la mejora de la micropropagación: El Sistema de Inmersión Temporal (SIT) apareció primero en Revista Agrícola. TecnoAgro.

DC. José Octavio Rodiles López

DCE. Rafael Zamora Vega

DC. Héctor Eduardo Martínez Flores

QFB. UMSNH. Michoacán, México

Las innovaciones tecnológicas surgen de la ciencia como aplicaciones de la misma. Los científicos crean y desarrollan ideas que posteriormente tendrán una aplicación en la vida diaria, proceso conocido como tecnología.

Las innovaciones en agronomía pueden ser de carácter físico, químico, biológico o mezclas de los mismos. Entre las físicas podemos incluir el uso de drones para monitorear los cultivos, la automatización por computadoras para optimizar la producción, y el uso de computadoras para saber en tiempo real que sucede en un determinado cultivo sin la necesidad de estar presente. Desde un punto químico podemos señalar el desarrollo de nuevos plaguicidas y fertilizantes con mejores rendimientos de cultivo y una ecología verde con la mínima generación de sustancias tóxicas. Y en los avances biológicos tenemos el uso de microorganismos para aumentar la eficiencia de la fotosíntesis a nivel de raíces y con ello mejorar la productividad agrícola, además de la revolución tecnológica por el uso de organismos transgénicos. En esta ocasión hablaremos de los transgénicos y su base científica para el desarrollo de los mismos.

Los transgénicos, también llamados organismos genéticamente modificados, OGM, son todos aquellos seres vivos que han sido modificados genéticamente, y abarcan desde microorganismos, plantas y hasta animales. La ciencia que los estudia y desarrolla se le conoce como Ingeniería Genética. El proceso es muy simple… quitar o agregar pedazos de DNA, y en el caso de agregar, implica añadir el pedazo de DNA de un determinado ser a otro organismo.

El proceso de intercambiar DNA se basa en un principio de la Biología, y llamado “Dogma Central de la Biología Celular” que comparten todos los seres vivos, incluyendo a los virus. Se puede decir que todo ser vivo realiza dicho Dogma y bajo los mismos mecanismos. El dogma señala brevemente que la información contenida en el DNA generará una serie de proteínas mediante la unión de aminoácidos. Cada ser vivo tiene su propio y único DNA, y por tanto, una serie de proteínas. Ahora bien, entre el DNA y la proteína formada se encuentra otra molécula, el RNA, y todos en conjunto se les conoce como elementos genéticos.

DNA

Este es el ácido desoxirribonucleico y es un polímero de nucleótidos en forma de doble hélice que mantiene la información genética de todos los seres vivos, aunque existen algunos virus que no poseen DNA, sino únicamente RNA, y llamados virus de RNA, ejemplo, el virus de COVID.

Un nucleótido está formado por tres compuestos: un azúcar, un grupo fosfato, y una base nitrogenada. El azúcar y el grupo fosfato tiene funciones estructurales, es decir, ayudan a formar la estructura del DNA, pero no almacenan información genética. La información genética esta almacenada en las bases nitrogenadas. El azúcar se une a la base nitrogenada y al grupo fosfato, y los grupos fosfatos se unen para formar el polímero de nucleótidos. El fosfato no se une a las bases nitrogenadas. Ahora bien, la unión de la doble hélice del DNA se da mediante la unión de las bases nitrogenadas de cada hebra.

Las bases nitrogenadas del DNA son cuatro: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). Su función es almacenar la información genética y con ello sintetizar proteínas y algunos tipos de RNA. La parte del DNA que codifica la información genética es llamada gen. “Cada gen se encarga de sintetizar una única y determinada proteína”.

Una de las particularidades del DNA es la complementariedad de bases. Dijimos que el DNA es una doble hélice, pero ésta se encuentra en forma de espejo. Siempre que haya una adenina de un lado, siempre habrá un timina del otro lado, y si hay una guanina, siempre habrá una citosina, regla básica para conservar la información genética y que se pueda transmitir a los descendientes.

RNA

Este es el ácido ribonucleico, y también es un polímero de nucleótidos como el DNA. Sin embargo, este no forma una doble hélice como el DNA, y cuyas bases nitrogenadas también son cuatro; adenina, guanina, citosina y uracilo (U). La timina del DNA es sustituida por uracilo. Cabe señalar que químicamente la timina es más estable que el uracilo y da mayor protección al DNA contra posibles mutaciones. Se piensa que los primeros seres vivos del planeta usaban el RNA como la molécula hereditaria en lugar del DNA; primero fue el RNA y después el DNA. Todos los seres vivos contienen RNA; no así el DNA, ya que algunos virus no contienen DNA y solamente RNA. Además existen diferentes tipos de RNA y cada uno con sus propias funciones.

Proteínas

Este es un polímero de aminoácidos, es decir, se forman por la unión de varios aminoácidos. Se puede decir que una casa es una proteína y que los ladrillos son los aminoácidos. Existen muchas casas diferentes, pero todas formadas de ladrillos. No hay límite en su tamaño, ya que pueden ir desde unas decenas, hasta cientos de aminoácidos. Estas tienen varias funciones esenciales en los seres vivos, pero una de las principales es la catálisis de todas las reacciones químicas, y llamadas enzimas. Una enzima es una molécula proteica que permite la reacción entre otras moléculas, ya sea dirigiendo la reacción o acelerando dicha reacción.

ribosomas

Los ribosomas son complejos macromoleculares formados por ciertas proteínas y RNA que se encuentran en el citoplasma, así como en mitocondrias, cloroplastos, y retículo endoplasmático. Estos son esenciales para la vida y su función es sintetizar las proteínas de cada ser vivo por la información contenida en las bases nitrogenadas de un tipo de RNA, llamado RNA mensajero.

Cabe señalar que todos los virus no poseen ribosomas y necesitan usar los ribosomas de las células huésped para poderse replicar. Esto implica que todos los virus sean patógenos, ya que necesitan robarse los ribosomas de la célula a la que van a atacar. Por otro lado, las bacterias si tiene ribosomas, y por tanto, no todas las bacterias son patógenas y sus mecanismos de patogenicidad son diferentes al de los virus. Existen virus que también pueden atacar a las bacterias, llamados bacteriófagos.

Dogma Central de la Biología Molecular

La genética es la ciencia que estudia los mecanismos por los que la herencia pasa de un ser vivo a otro y de cómo se expresan. La genética molecular estudia cómo se realiza el flujo de la información genética en los seres vivos. Esto nos permite comprender la variabilidad y evolución de las especies. La unidad en el flujo de la información genética es el gen. El gen dirige la secuencia de aminoácidos para la creación de una determinada proteína por la información del DNA.

La mayoría de los genes son iguales en todas las personas, pero una pequeña cantidad son diferentes, y son estas pequeñas diferencias lo que contribuye a las características físicas únicas de cada persona o ser vivo. Por ejemplo, las rosas poseen prácticamente el mismo DNA, pero pequeñas diferencias nos permite tener rosas blancas, rojas o amarillas. Esta variación en un determinado gen es lo que se llama alelo.

El flujo de la información genética implica tres pasos de forma continua: Replicación, Transcripción, y Traducción, y conocido en conjunto como Dogma Central de la Biología Molecular.

En la replicación, las dos hebras del DNA se abren y se realiza una copia de cada una de ellas, para generar dos dobles hélices. Recordemos que la doble hélice esta formada en espejo, así, las dos nuevas hélices son copias exactas de cada una. Esta es la base de la herencia… el DNA original copia dos nuevos DNA idénticos.

Después, en la replicación, se vuelve a abrir el DNA, pero ahora se hace una copia de un solo segmente y vía un RNA, llamada RNA mensajero. Este RNA mensajero ya formado se dirige hacia los ribosomas. Este segmento copiado es lo que llamamos un gen.

Ya en el ribosoma, se realiza la tercera etapa, la traducción. El RNA mensajero contiene la información genética, bases nitrogenadas. Dentro del ribosoma se manda una señal para ir metiendo aminoácidos al mismo ribosoma, cabe mencionar que los aminoácidos se encuentran en el citoplasma de la célula. Posteriormente, los aminoácidos son unidos químicamente para ir formando una determinada proteína. La unión química se realiza mediante otro tipo de RNA, llamado RNA de transferencia.

Bueno, vamos a explicar este último paso, y porque se le llama Traducción. El RNA es un polímero de nucleótidos y una proteína es un polímero de aminoácidos. No hay una reacción química donde los nucleótidos se convierten en aminoácidos. Cada tres nucleótidos continuos del RNA mensajero codifica para un determinado aminoácido… podríamos decir que los nucleótidos es un lenguaje como el español y los aminoácidos es otro idioma, por ejemplo inglés, entonces el lenguaje de español se traduce al lenguaje de inglés. Estos tres nucleótidos continuos es lo que se llama codón.

Las teorías actuales señalan que el RNA y las proteínas surgieron de forma paralela, y cada una tenía sus propias funciones, ya posteriormente, evolución, ambos interaccionaron para trabajar en conjunto.

Un dato curioso… existen solamente 20 aminoácidos que forman a las proteínas, existen otros, pero no forman proteínas, y según el código genético existen 64 posibles combinaciones -quedamos que cada tres bases continuas es información genética y hay cuatros bases nitrogenadas (4x4x4 = 64). ¿Qué está pasando?… esto implica que hay codones que codifican para un mismo aminoácido. Esto ayuda a evitar mutaciones, ya podemos tener un ligero cambio en el DNA, pero no en la proteína que se está formando.

Una mutación es un cambio en la información genética de un ser vivo que produce una variación en las características de este y que se presenta de manera espontánea y súbita y que se puede heredar a la descendencia.

ingeniería genética

Esta es la capacidad tecnológica de manipular el DNA. Se puede eliminar, insertar o duplicar material genético. Esta tecnología permite el intercambio genético entre diferentes especies de seres vivos a nivel de laboratorio. Mediante ingeniería genética se puede agregar un gen de una especie a un organismo de otra especie para producir un rasgo deseado, “Organismos Transgénicos”.

Se usan enzimas que cortan DNA, endonucleasas de restricción, y después enzimas que pegan DNA, DNA ligasas, y de esta manera se insertan genes. Como resultado, un gen proveniente de cualquier organismo viviente puede ser introducido a otro organismo sin importar la especie a que pertenezcan.

Los organismos transgénicos son seres vivos hechos en un laboratorio y que tiene la capacidad de poderse reproducir. Un ejemplo, la insulina actual para diabéticos esta hecha a partir de bacterias. Se extrajo la parte del DNA humano que codifica para la síntesis de insulina. Este DNA humano se insertó en una bacteria. Ahora bien, cuando se cultiva a la bacteria en un reactor industrial dicha bacteria produce insulina, cosa que la bacteria original no producía. Esto abarata costos y permite la producción a gran escala.

Este gran avance tecnológico se pudo lograr porque todos los seres vivos realizan el Dogma Central de la Biología Celular. Realizar la Replicación, Transcripción y Traducción solo es cuestión de tener DNA, no importa qué tipo de DNA es el que se maneja.

Sin embargo, existe el gran debate si los organismos transgénicos son buenos o malos. Existe la gran duda si consumir vegetales o animales transgénicos puede afectar a la salud… respuesta que solo se contestará en varios años, ya que la existencia de estos organismos es relativamente nueva. Por ejemplo, se ha reportado que ciertas flores transgénicas provocan la muerte de las abejas.

Otro gran problema que se ha generado es que muchas empresas que producen transgénicos han patentado sus invenciones y hay que pagar para poderlas usar. El problema es que dichas empresas manejan genéticamente al nuevo ser para que no se pueda reproducir, y entonces, por ejemplo, hay que comprar la semilla del transgénico cada año de cultivo.

Definitivamente una de la tecnología que más ha impactado a la agricultura moderna es el cultivo de transgénicos. Estos son seres vivos creados en un laboratorio y que tienen la capacidad de reproducirse. “Ahora podemos modificar a los seres vivos en función de nuestras necesidades”.

El cargo Transgénicos apareció primero en Revista Agrícola. TecnoAgro.

Introducción

Las berries —como fresa, frambuesa, arándano y zarzamora— son frutas altamente demandadas en los mercados internacionales por su valor nutricional y propiedades antioxidantes. México es líder en su producción y exportación, pero enfrenta un reto crítico: su alta perecibilidad. Estas frutas son muy sensibles a la deshidratación, al daño mecánico y a la proliferación de microorganismos, lo que limita su vida de anaquel y genera importantes pérdidas postcosecha.

En este contexto, el plasma frío se ha posicionado como una tecnología emergente que ofrece una alternativa innovadora para prolongar la conservación de las berries, reduciendo el uso de químicos y garantizando la inocuidad alimentaria.

¿Qué es el plasma frío?

El plasma frío es un estado de la materia generado al aplicar energía eléctrica a un gas (como aire, oxígeno, nitrógeno o argón) a temperatura ambiente. Este proceso produce un conjunto de especies reactivas (radicales libres, ozono, iones y electrones) con alta capacidad antimicrobiana.

A diferencia de los métodos térmicos convencionales, el plasma frío no eleva significativamente la temperatura de los productos tratados, lo que lo hace ideal para frutas frescas como las berries, que son sensibles al calor.

Mecanismo de acción en postcosecha

• Inactivación microbiana: destruye bacterias, hongos y esporas en la superficie de las frutas.
• Descomposición de etileno: retrasa la maduración y senescencia de los frutos.
• Inducción de resistencia: estimula defensas naturales de la fruta frente al estrés oxidativo.
• Mejora en calidad superficial: reduce manchas y retrasa la aparición de mohos.

Evidencias científicas en berries

Diversos estudios han demostrado la efectividad del plasma frío:

• Fresas: tratamientos de 1 a 3 minutos reducen significativamente la carga de Botrytis cinerea (moho gris), alargando su vida de anaquel hasta en 5-7 días.
• Arándanos: el plasma frío disminuye el crecimiento de hongos y mantiene firmeza y color durante almacenamiento refrigerado.
• Frambuesas: al aplicar plasma frío se logra reducir la incidencia de hongos sin afectar la textura ni el contenido de vitamina C.
• Zarzamoras: se ha comprobado una disminución en la deshidratación y retraso en el oscurecimiento de la superficie.

Ventajas del plasma frío en la conservación de berries

• Tecnología no térmica: mantiene frescura, color, textura y nutrientes.
• Reducción de químicos: alternativa a fungicidas postcosecha.
• Seguridad alimentaria: elimina patógenos como E. coli o Salmonella.
• Compatibilidad con otras tecnologías: puede combinarse con atmósferas modificadas o recubrimientos comestibles.
• Eficiencia energética: menor consumo en comparación con tratamientos térmicos prolongados.

Limitaciones y desafíos actuales

• Penetración limitada: el plasma actúa principalmente en la superficie, por lo que no elimina patógenos internos.
• Estandarización: falta establecer protocolos específicos de dosis y tiempos para cada berry.
• Costos de implementación: requiere inversión en equipos especializados.
• Escalabilidad industrial: aún se encuentra en fase piloto en muchas regiones.

Oportunidades para México

México, como principal exportador mundial de berries (especialmente arándano y frambuesa), tiene una gran oportunidad para adoptar plasma frío en su cadena de postcosecha:

• Extender la vida de exportación: mayor firmeza y frescura en envíos a EE.UU., Europa y Asia.
• Cumplimiento normativo: responder a exigencias internacionales de reducción de residuos químicos.
• Valor agregado: posicionar a México como pionero en el uso de tecnologías limpias en postcosecha.
• Aplicación en clústeres de berries (Jalisco, Michoacán, Guanajuato): incorporación de plantas piloto en empaques y centros de acopio.

Perspectivas futuras

• Integración con IA y sensores IoT: monitoreo en tiempo real del efecto del plasma frío en cámaras de conservación.
• Uso combinado: sinergia con recubrimientos comestibles y empaques activos.
• Desarrollo de equipos portátiles: para aplicación directa en campos y empaques.
• Certificaciones internacionales: validación por parte de FDA, EFSA y organismos mexicanos para uso masivo en exportación.

Conclusiones

La conservación de berries con plasma frío representa una innovación disruptiva en postcosecha, capaz de extender la vida útil, garantizar inocuidad y abrir mercados internacionales con mayores exigencias en calidad.

Si bien todavía enfrenta retos de estandarización y costos, su potencial para revolucionar la cadena de valor de las berries mexicanas es enorme, consolidando al país como líder no solo en producción, sino también en adopción de tecnologías de vanguardia.

El cargo Conservación de berries con plasma frío: una innovación en postcosecha apareció primero en Revista Agrícola. TecnoAgro.

Introducción

El agua es el recurso más crítico para la producción agrícola y, a la vez, uno de los más limitados. En regiones áridas y semiáridas como el norte de México, la sobreexplotación de acuíferos y la variabilidad climática han reducido la disponibilidad de agua para riego. Según la FAO, se estima que en los próximos 30 años la agricultura deberá producir un 50% más de alimentos, mientras que el recurso hídrico disponible por persona disminuirá drásticamente.

Ante este panorama, la desalinización y la reutilización de aguas residuales tratadas se posicionan como estrategias clave para garantizar la seguridad hídrica y alimentar a una población creciente sin comprometer los ecosistemas.

Desalinización: convertir agua salina en recurso productivo

La desalinización consiste en eliminar las sales disueltas en el agua de mar o en aguas salobres subterráneas, transformándola en agua apta para consumo humano o riego agrícola.

Tecnologías más utilizadas:

1. Ósmosis inversa (RO):
   • La más extendida a nivel mundial.
   • Utiliza membranas semipermeables que retienen sales y contaminantes.
   • Ha reducido costos gracias a mejoras en eficiencia energética.
2. Destilación térmica (MSF, MED):
   • Emplea calor para evaporar y condensar agua libre de sales.
   • Más común en países con energía barata (Medio Oriente).
3. Electrodiálisis (ED):
   • Adecuada para aguas con salinidad moderada.
   • Consume menos energía que la ósmosis en algunos casos.

Ventajas en agricultura:

• Acceso a nuevas fuentes de agua en zonas costeras y áridas.
• Reducción de la dependencia de acuíferos sobreexplotados.
• Producción agrícola sostenible en regiones con estrés hídrico.

Limitaciones:

• Alto consumo energético → incrementa costos de producción.
• Generación de salmuera concentrada, un residuo que debe gestionarse adecuadamente.
• Inversión inicial elevada en infraestructura.

Reutilización de aguas residuales tratadas

La reutilización consiste en aplicar tecnologías de tratamiento a aguas residuales urbanas o industriales para convertirlas en agua de calidad apta para riego agrícola.

Tecnologías de tratamiento:

• Filtros biológicos y lodos activados: eliminan materia orgánica.
• Procesos terciarios (ultrafiltración, ozonización, rayos UV): garantizan la eliminación de patógenos.
• Membranas de nanofiltración: mejoran la calidad química para cultivos sensibles.

Beneficios:

• Fuente constante y predecible de agua.
• Aporte de nutrientes (nitrógeno, fósforo) que reducen el uso de fertilizantes.
• Reducción de vertidos contaminantes en ríos y lagos.
• Menor presión sobre presas y acuíferos.

Retos:

• Percepción social negativa sobre el uso de aguas residuales en alimentos.
• Necesidad de normativas estrictas para garantizar inocuidad.
• Costos de operación y mantenimiento de plantas de tratamiento.

Experiencias internacionales

• Israel: líder mundial en reutilización; más del 80% de sus aguas residuales tratadas se destinan a agricultura.
• España: el 20% del agua usada en riego en la cuenca mediterránea proviene de aguas regeneradas.
• Chile y Perú: comienzan a aplicar desalinización para riego en la fruticultura de exportación.

Situación en México

• Baja California: existen plantas desalinizadoras en Ensenada y San Quintín para abastecer comunidades y proyectos agrícolas.
• Sonora: proyectos piloto de desalinización para uso agrícola en zonas costeras con alta salinidad.
• Valle de México y Monterrey: plantas de tratamiento de aguas residuales que ya generan agua reutilizada para áreas verdes y algunos cultivos industriales.
• Norma NOM-003-SEMARNAT: regula la calidad de aguas tratadas para uso agrícola y establece límites de patógenos y contaminantes.

Integración con agricultura moderna

La combinación de desalinización + reutilización + tecnologías digitales abre nuevas oportunidades:

• Sensores IoT para medir salinidad y nutrientes en tiempo real.
• Riego de precisión que optimiza el uso de agua tratada en cultivos específicos.
• Gemelos digitales que simulan el impacto de diferentes calidades de agua en la productividad.
• Economía circular: aguas residuales urbanas → tratadas → usadas en agricultura → retornan como alimentos a las ciudades.

Conclusiones

La desalinización y reutilización de agua representan alternativas viables y necesarias para enfrentar la crisis hídrica que afecta a la agricultura mexicana y mundial.

Aunque todavía enfrentan desafíos en términos de costos, percepción social y gestión de residuos, la tendencia global indica una creciente adopción de estas soluciones. La integración con energías renovables, sistemas de riego inteligentes y modelos de economía circular permitirá que el agua deje de ser un limitante y se convierta en un motor de innovación agrícola.

El futuro de la seguridad alimentaria dependerá, en gran medida, de la capacidad de producir más alimentos con menos agua, y estas tecnologías son piezas clave en ese rompecabezas.

El cargo Desalinización y reutilización de agua en agricultura: soluciones para un recurso cada vez más escaso apareció primero en Revista Agrícola. TecnoAgro.

Introducción

México es una de las potencias agroexportadoras del mundo. De acuerdo con datos de la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural (SADER), el país se ubica entre los diez principales exportadores de productos agroalimentarios a nivel global, con envíos de aguacate, berries, tomate, cerveza y tequila que llegan a más de 190 países.

El éxito ha sido resultado de la calidad de los productos y la ubicación estratégica de México, pero los retos del futuro —cambio climático, exigencias en inocuidad, reducción de mermas postcosecha y digitalización del comercio internacional— exigen un salto tecnológico que garantice la permanencia y crecimiento de las agroexportaciones mexicanas en los próximos años.

Nuevas tecnologías que están transformando la agroexportación

1. Digitalización y trazabilidad con blockchain

• Permite dar seguimiento al producto desde el campo hasta el consumidor final.
• Garantiza transparencia en origen, calidad, certificaciones y prácticas sostenibles.
• Ejemplo: exportadores de aguacate en Michoacán implementan sistemas digitales para cumplir con las exigencias de la FDA y la UE.

2. Sensores IoT y agricultura de precisión

• Monitoreo en tiempo real de humedad, nutrientes y estado del cultivo.
• Asegura rendimientos consistentes y uniformidad en la calidad de exportación.
• En invernaderos de Querétaro y Guanajuato ya se usan sistemas IoT para hortalizas premium.

3. Inteligencia artificial y análisis predictivo

• Modelos de IA predicen rendimientos, detectan plagas tempranas y calculan la vida de anaquel de frutas.
• Facilitan decisiones sobre logística de exportación.
• Beneficia especialmente a productores de berries, que requieren estimar calidad para envíos de largo trayecto.

4. Cadena de frío inteligente

• Integración de sensores de temperatura, humedad y etileno en transporte.
• Disminuye pérdidas postcosecha y mantiene frescura en trayectos largos (Asia, Europa).
• Empresas mexicanas de logística ya implementan contenedores refrigerados inteligentes para aguacate y mango.

5. Tecnologías de postcosecha

• Uso de plasma frío, atmósferas controladas y recubrimientos comestibles para extender la vida útil.
• Aplicaciones especialmente relevantes para berries y productos de alto valor de exportación.

6. Automatización y robótica

• Robots de cosecha y clasificación que garantizan homogeneidad en fruta destinada a exportación.
• Reducción de costos laborales y mayor velocidad en procesos de selección.

7. Certificaciones digitales y agricultura sostenible

• Herramientas digitales para cumplir con normativas internacionales de inocuidad (FSMA, GlobalG.A.P., ESG).
• Acceso a mercados premium mediante certificaciones de carbono neutral y producción sustentable.

Retos que enfrenta México en la adopción tecnológica

• Brecha tecnológica entre pequeños y grandes productores: mientras los exportadores grandes invierten en IoT y blockchain, muchos pequeños carecen de acceso a crédito y capacitación.
• Infraestructura logística: puertos, carreteras y aduanas requieren modernización para aprovechar plenamente las nuevas tecnologías.
• Conectividad rural: el acceso limitado a internet en zonas agrícolas frena la digitalización.
• Capacitación especializada: falta de técnicos y agrónomos capacitados en tecnologías de punta.

Oportunidades estratégicas para México

• Mayor valor agregado: pasar de exportar productos frescos a vender alimentos procesados y listos para consumo con certificaciones digitales.
• Expansión de mercados: con trazabilidad y calidad garantizada, México puede aumentar exportaciones hacia Asia y Medio Oriente.
• Alianzas tecnológicas: colaboración entre universidades, startups agrotech y empresas exportadoras.
• Economía circular: reutilización de subproductos agrícolas (semillas, cáscaras, bagazo) para obtener proteínas, bioplásticos o biofertilizantes de exportación.
• Sostenibilidad como diferenciador: consumidores internacionales valoran cada vez más productos con baja huella hídrica y de carbono.

Caso de éxito: berries mexicanas

• México exporta más de 700 mil toneladas de berries al año, principalmente a EE.UU., Canadá y Europa.
• Con tecnologías de cadena de frío inteligente, empaques activos y monitoreo satelital, los exportadores han logrado aumentar la vida de anaquel hasta en un 40%.
• La incorporación de plataformas de trazabilidad digital ha permitido entrar en supermercados europeos con estándares muy estrictos.

Conclusiones

El futuro de la agroexportación mexicana está estrechamente ligado a la adopción de nuevas tecnologías que aseguren competitividad, sostenibilidad e inocuidad.

México cuenta con una posición privilegiada en el comercio agrícola mundial, pero el reto será integrar la innovación tecnológica en todos los niveles de la cadena: desde pequeños productores hasta grandes agroindustrias.

La digitalización, la inteligencia artificial, la cadena de frío inteligente y las tecnologías postcosecha serán los pilares para consolidar a México como un líder global en exportación de alimentos de alta calidad y valor agregado.

El cargo El futuro de la agroexportación mexicana con nuevas tecnologías apareció primero en Revista Agrícola. TecnoAgro.

Introducción

La fertilización es uno de los pilares de la agricultura moderna, ya que asegura el aporte de nutrientes esenciales para alcanzar altos rendimientos. Sin embargo, el uso excesivo o ineficiente de fertilizantes convencionales ha generado problemas ambientales, como contaminación de aguas subterráneas, emisiones de gases de efecto invernadero y degradación del suelo.

Ante estos desafíos, las tecnologías de fertilización de liberación controlada (FLC) han surgido como soluciones innovadoras que permiten maximizar la eficiencia del uso de nutrientes (EUN), reducir pérdidas y mejorar la sostenibilidad en los sistemas agrícolas.

¿Qué son los fertilizantes de liberación controlada?

Los fertilizantes de liberación controlada están diseñados para suministrar nutrientes de manera gradual y sincronizada con las necesidades fisiológicas de los cultivos, evitando pérdidas por lixiviación, volatilización o fijación en el suelo.

Se diferencian de los fertilizantes convencionales porque:

• Poseen recubrimientos o formulaciones especiales que regulan la liberación.
• Mantienen la disponibilidad de nutrientes por periodos más prolongados.
• Mejoran la absorción por parte de la planta, aumentando la eficiencia.

Tecnologías innovadoras en fertilización de liberación controlada

1. Recubrimientos poliméricos biodegradables

• Sustituyen recubrimientos plásticos tradicionales por materiales biodegradables como almidones, proteínas vegetales o biopolímeros.
• Se degradan sin dejar residuos en el suelo.
• Ejemplo: fertilizantes recubiertos con biopolímeros derivados del maíz o la celulosa.

2. Nanotecnología aplicada a la fertilización

• Desarrollo de nanocápsulas de nutrientes que liberan elementos de manera precisa.
• Alta área superficial que mejora la absorción.
• Capacidad de responder a estímulos externos (pH, humedad, temperatura).

3. Fertilizantes inteligentes (Smart Fertilizers)

• Sistemas que liberan nutrientes en función de condiciones ambientales específicas.
• Ejemplo: recubrimientos que responden a la humedad del suelo o la temperatura.

4. Liberación controlada por microorganismos

• Formulaciones que integran microorganismos benéficos capaces de degradar las capas de recubrimiento y liberar nutrientes de manera gradual.
• Favorecen la biofertilización y regeneración del suelo.

5. Fertilizantes de matriz inorgánica porosa

• Uso de zeolitas, arcillas y materiales porosos que absorben nutrientes y los liberan lentamente.
• Particularmente útiles en suelos arenosos con alta lixiviación.

Beneficios de los fertilizantes de liberación controlada

• Mayor eficiencia en uso de nutrientes (EUN): reducción de pérdidas por lixiviación de nitratos y volatilización de amoníaco.
• Ahorro de costos: disminución en la frecuencia de aplicaciones.
• Mayor productividad: cultivos con acceso constante a nutrientes esenciales.
• Reducción del impacto ambiental: menor contaminación de suelos y aguas.
• Facilidad en la logística agrícola: menos aplicaciones, menos gasto en maquinaria y mano de obra.

Aplicaciones prácticas en México

• Hortalizas en invernadero (Querétaro, Guanajuato): uso de fertilizantes poliméricos para sincronizar el suministro de nitrógeno con etapas críticas del cultivo.
• Caña de azúcar (Veracruz, Morelos): programas piloto de fertilización controlada han reducido pérdidas de nitrógeno en suelos con alta lixiviación.
• Maíz y trigo en zonas semiáridas (Sonora, Sinaloa): se emplean fertilizantes de liberación lenta para mejorar la eficiencia del agua y nutrientes.
• Frutales de exportación (aguacate en Michoacán, berries en Jalisco): incorporación de tecnologías de liberación inteligente para garantizar calidad uniforme en cosechas.

Desafíos actuales

• Costo inicial más alto: aunque se compensa con ahorro a mediano plazo, sigue siendo una barrera para pequeños productores.
• Acceso y disponibilidad: aún limitada en ciertas regiones de México.
• Conocimiento técnico: se requiere capacitación para ajustar dosis y calendarios de aplicación.
• Normatividad y certificación: aún faltan marcos normativos claros para fertilizantes con nanotecnología o bioinsumos integrados.

Tendencias futuras

• Fertilizantes híbridos: combinación de nutrientes + bioestimulantes + microorganismos.
• Integración con agricultura de precisión: uso de sensores e imágenes satelitales para aplicar fertilizantes de liberación controlada solo en zonas específicas del campo.
• Desarrollo local en México: empresas e instituciones mexicanas trabajan en recubrimientos biodegradables basados en residuos agroindustriales (ej. bagazo de agave, cáscara de mango).
• Enfoque en carbono neutral: fertilizantes diseñados para reducir la huella de carbono en toda la cadena agrícola.

Conclusiones

Los fertilizantes de liberación controlada representan una de las innovaciones más relevantes para la agricultura del futuro. Su capacidad de sincronizar la liberación de nutrientes con las necesidades de los cultivos no solo mejora la productividad, sino que también responde a la urgencia de producir de manera sostenible.

En México, donde la agricultura es altamente diversa y enfrenta retos hídricos y de suelo, estas tecnologías se perfilan como aliadas estratégicas para aumentar la competitividad, garantizar la seguridad alimentaria y cuidar los recursos naturales.

El cargo Innovaciones en fertilización de liberación controlada: eficiencia, productividad y sostenibilidad agrícola apareció primero en Revista Agrícola. TecnoAgro.

Introducción

La demanda de proteínas a nivel mundial está en constante crecimiento debido al aumento poblacional, los cambios en los hábitos de consumo y la necesidad de transitar hacia sistemas alimentarios más sostenibles. Según la FAO, para 2050 se requerirá producir un 70% más de alimentos, lo que plantea un enorme reto frente a limitaciones de tierra, agua y emisiones de gases de efecto invernadero.

En este escenario, las proteínas vegetales se consolidan como una alternativa clave frente a las de origen animal, no solo por sus beneficios nutricionales, sino también por su menor impacto ambiental y su potencial para generar nuevas cadenas de valor agrícola.

¿Qué son las proteínas vegetales?

Las proteínas vegetales se obtienen a partir de leguminosas, cereales, semillas oleaginosas, algas y otras fuentes vegetales. Mediante procesos de extracción y concentración, se producen ingredientes proteicos que se utilizan en alimentos funcionales, suplementos, productos cárnicos vegetales y bebidas fortificadas.

Principales fuentes actuales:

• Soya: proteína vegetal más utilizada a nivel global.
• Guisante (pea protein): en rápido crecimiento por ser hipoalergénica.
• Arroz y garbanzo: empleadas en mezclas para lograr perfiles completos de aminoácidos.
• Chía, amaranto y quinoa: granos andinos y mexicanos con alto valor proteico.
• Microalgas y espirulina: emergen como fuentes con alta densidad de nutrientes y bajo impacto ambiental.

Avances tecnológicos en la producción de proteínas vegetales

1. Procesos de extracción y purificación avanzados

• Extracción por agua y procesos enzimáticos que sustituyen solventes químicos.
• Mayor rendimiento proteico y conservación de propiedades funcionales.

2. Texturización por extrusión

• Tecnología que transforma aislados de proteína vegetal en productos con textura similar a la carne.
• Base para la industria de “plant-based meat” (hamburguesas, salchichas, nuggets).

3. Fermentación de precisión

• Uso de microorganismos que mejoran la biodisponibilidad de aminoácidos.
• Reducción de compuestos antinutricionales presentes en algunas leguminosas.

4. Edición genética y mejoramiento de cultivos

• CRISPR y biotecnología aplicadas a soya, chícharo y amaranto para aumentar contenido proteico.
• Cultivos adaptados a climas extremos, clave frente al cambio climático.

5. Proteínas de nueva generación

• Desarrollo de harinas proteicas a partir de residuos agroindustriales (ej. bagazo de agave, cáscaras de frutas).
• Microproteínas obtenidas por fermentación de hongos y algas unicelulares.

Beneficios de la transición hacia proteínas vegetales

• Ambientales: menor huella de carbono y reducción en uso de agua y tierra.
• Nutricionales: aportan fibra, antioxidantes y aminoácidos esenciales (cuando se combinan adecuadamente).
• Económicos: abren nuevas oportunidades de negocio para productores agrícolas y agroindustrias.
• Sociales: contribuyen a la seguridad alimentaria, ofreciendo opciones más accesibles en comparación con proteínas animales.

Panorama global de la tendencia

• El mercado mundial de proteínas vegetales alcanzó en 2023 los USD 17,000 millones y se proyecta que supere los USD 40,000 millones para 2030.
• Las regiones con mayor crecimiento son Norteamérica, Europa y Asia-Pacífico, impulsadas por consumidores preocupados por salud y sostenibilidad.
• Grandes empresas de alimentos (Nestlé, Cargill, Beyond Meat) invierten en investigación y plantas de producción de proteínas vegetales.

Oportunidades para México

México posee condiciones privilegiadas para impulsar esta tendencia:

• Cultivos con potencial proteico: amaranto, frijol, garbanzo, chía y maíz.
• Biodiversidad de leguminosas y granos andinos-mesoamericanos, subutilizados en cadenas globales.
• Mercado interno en crecimiento: aumento del consumo de productos plant-based en supermercados y restaurantes.
• Posibilidades de exportación: proteína de garbanzo de Sonora y proteína de amaranto en mercados europeos y asiáticos.

Sin embargo, aún existen retos en inversión en infraestructura de extracción, investigación aplicada y certificaciones internacionales.

Desafíos actuales

• Costo de producción: aún superior al de proteínas animales en muchos casos.
• Aceptación del consumidor: mejorar sabor, textura y percepción.
• Acceso a tecnología: necesidad de alianzas entre sector público, privado y académico.
• Regulación y etiquetado: establecer normas claras para garantizar calidad e inocuidad.

Tendencias futuras

• Proteínas híbridas: combinación de proteínas vegetales con cultivadas en laboratorio.
• Microproteínas y algas: nuevos ingredientes con aplicaciones en suplementos y alimentos funcionales.
• Producción local y regionalizada: cadenas de valor cortas para reducir costos logísticos.
• Agrotech aplicada: integración de gemelos digitales, IA y agricultura de precisión para maximizar el rendimiento proteico de cultivos.

Conclusiones

La producción de proteínas vegetales es mucho más que una moda: constituye una tendencia global irreversible que responde a la urgencia de producir alimentos saludables y sostenibles.

Para México, representa una oportunidad estratégica no solo para diversificar cultivos y generar valor agregado, sino también para consolidarse como un proveedor de ingredientes proteicos hacia mercados internacionales.

El reto será acelerar la investigación, las alianzas público-privadas y la adopción de tecnologías de extracción y procesamiento que permitan que los productores mexicanos participen activamente en esta nueva revolución alimentaria.

El cargo Producción de proteínas vegetales: la tendencia global que transforma la agricultura apareció primero en Revista Agrícola. TecnoAgro.