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Jun 06, 2023

Los ñames se benefician del capullo de 'papel' del plátano

Envolver semillas de ñame en papel biodegradable hecho de una mezcla de partes inutilizables de plantas de banano y cajas de cartón reciclado aumentó considerablemente el tamaño del ñame y el rendimiento en pruebas de campo realizadas en Benin.

Envolver semillas de ñame en papel biodegradable hecho de una mezcla de partes inutilizables de plantas de banano y cajas de cartón reciclado aumentó considerablemente el tamaño del ñame y el rendimiento en pruebas de campo realizadas en Benin, África.

Un estudio de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, publicado en Nature Food, muestra que el papel hecho con fibras de plátano y cartón ayudó a que las semillas de ñame plantadas dentro del papel (con y sin cantidades minúsculas de una sustancia química que mata plagas llamada abamectina) crecieran más y más abundantemente que los ñames plantados. por métodos tradicionales sin papel.

Además de mayores rendimientos y ñames más sanos, el estudio de cuatro años mostró reducciones significativas en los efectos de la plaga del nematodo del ñame (S. bradys) en las cáscaras de los tubérculos después de períodos de almacenamiento de tres y cinco meses, lo que indica la eficacia del método "envolver y plantar". método para reducir las pérdidas poscosecha. Los nematodos del ñame causan pudrición seca en el ñame y pueden hacer que los tubérculos sean más susceptibles a infecciones bacterianas y fúngicas.

"Comenzamos este método de fabricación de papel en el laboratorio, descubrimos cómo funciona el papel, lo llevamos al campo y vimos que funciona no solo en términos de ayudar a la producción de ñame sino también de mejorar la calidad del ñame almacenado", dijo Saad. Khan, profesor INVISTA de Ingeniería Química y Biomolecular en NC State y coautor correspondiente del artículo. “El papel se puede fabricar a gran escala en una fábrica comercial, por lo que eso no supone un problema. Es muy escalable y tiene un uso que va más allá de lo que se presenta aquí”.

“Estamos viendo tubérculos más limpios, más largos, con menos grietas y menos daños. A su vez, los productores obtienen un producto más saludable que es mucho más valioso para vender en el mercado”, dijo Charles Opperman, profesor de entomología y patología vegetal en NC State y coautor correspondiente del artículo. “El mantenimiento de la calidad de los tubérculos durante el almacenamiento es fundamental, ya que muchos productores almacenan el ñame durante el invierno. Por eso la calidad y la pérdida de peso son factores realmente importantes”.

Los investigadores dicen que el nematodo del ñame y otros nematodos patógenos pueden causar la pérdida anual del 17 al 50% de las cosechas mundiales de ñame. Son menos los agricultores que son más conscientes de estos peligros que los de Benin, que se encuentra en el “cinturón del ñame” de África y que produce alrededor del 92% de los ñames a nivel mundial.

El papel se hizo a partir de una suspensión acuosa de desechos de la cosecha de plátanos mezclados con cartón corrugado viejo, dijo Tahira Pirzada, coprimera autora del estudio e investigadora postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular del Estado de Carolina del Norte. La proporción más efectiva para formar una envoltura flexible y porosa fue cuatro partes de desechos de plátano por una parte de cartón.

Cuando se retira el agua de la lechada, se forman láminas de papel de plátano flexible. Se utiliza un cortador de papel para cortar el papel en trozos pequeños que puedan envolverse alrededor de las semillas de ñame; Luego se plantan esos paquetes.

"Estos son los aspectos positivos del proceso de producción: se utiliza sólo agua, sin productos químicos, y también se utiliza otro producto reciclado, cartón, que está fácilmente disponible", afirmó. “La forma en que lo procesamos es muy crítica para su biodegradabilidad y sostenibilidad.

“Diseñamos las propiedades del papel de tal manera que libere la abamectina muy lentamente sin comprometer el proceso de crecimiento de las raíces de la semilla de ñame. Dado que se utiliza como envoltorio, también tenemos que adaptar la resistencia del papel”.

En pruebas de campo diseñadas para probar la eficacia del papel de plátano, los investigadores plantaron semillas de ñame envueltas solo en papel de plátano, en papel de plátano con pequeñas dosis de abamectina y sin envoltorio de papel de plátano. Las pruebas de campo en tres regiones diferentes de Benin mostraron un aumento considerable en el rendimiento y la calidad de los cultivos producidos a partir de tubérculos tratados con papel de plátano cargado con abamectina o sin tratar. El papel de plátano cargado con abamectina proporcionó la mayor protección contra la pudrición seca y el agrietamiento, seguido por el papel de plátano solo.

Actualmente, los investigadores están probando la técnica de envolver y plantar en otros cultivos, incluidos los boniatos y la yuca, y buscan comercializar la tecnología, que podría impulsar el desarrollo económico en África. Investigaciones anteriores demostraron la eficacia del papel de plátano en los cultivos de patatas africanos.

"Se trata de algo más que simplemente controlar los nematodos en un ñame, se trata de desarrollar una infraestructura sostenible donde la gente estará mejor que antes de que apareciera la tecnología de envoltura y planta", dijo Opperman.

“Ahora estamos analizando esto en la batata en África, con resultados increíbles hasta el momento; También estamos trabajando en las primeras etapas con la batata en Carolina del Norte”, añadió Opperman. “También se han obtenido buenos resultados con la yuca en África. No vemos ninguna barrera para trabajar en cualquier cultivo que podamos. También estamos trabajando en modificaciones para utilizar esta plataforma con semillas reales”.

“A través de este proyecto, todos saben que el papel de plátano es una plataforma de entrega biodegradable, natural y libre de químicos”, dijo Pirzada. "Creo que este es el futuro de la agricultura".

Antoine Affokpon de la Universidad de Abomey-Calavi en Benin fue coautor del estudio. Otros coautores incluyen a Dick Guenther, Reny Mathew, Eric Davis, Tim Sit y Stephen Koenning del Departamento de Entomología y Fitopatología del Estado de Carolina del Norte; y Lokendra Pal, Medwick Byrd, Sachin Agate y Aitana Blevins del Departamento de Biomateriales Forestales del Estado de Carolina del Norte.

Este trabajo fue apoyado por la Fundación Bill y Melinda Gates (OPP1118810 y OPP1196989). Los autores también agradecen al Instituto Kenan de Ingeniería, Tecnología y Ciencia de NC State. Este trabajo se realizó en parte en la Instalación de Instrumentación Analítica (AIF) de NC State, que cuenta con el apoyo del estado de Carolina del Norte y la Fundación Nacional de Ciencias (número de premio ECCS-1542015). La AIF es miembro de la Red de Nanotecnología del Triángulo de Investigación de Carolina del Norte, un sitio en la Infraestructura Coordinada Nacional de Nanotecnología.

-kulikowski-

Nota para los editores: A continuación se presenta el resumen del artículo.

“Los envoltorios de semillas híbridas basadas en biomasa vegetal mitigan el rendimiento y las pérdidas poscosecha entre los pequeños agricultores del África subsahariana”

Autores: Tahira Pirzada, Antoine Affokpon, Richard Guenther, Reny Mathew, Sachin Agate, Altana Blevins, Medwick Byrd, Tim Sit, Stephen Koenning, Eric Davis, Lokendra Pal, Charles Opperman y Saad Khan

Publicado: 16 de febrero de 2023 en Alimentos naturales

DOI: 10.1038/s43016-023-00695-z

Abstracto : Las prácticas sostenibles que reducen la pérdida de alimentos son esenciales para mejorar la seguridad alimentaria mundial. Presentamos una plataforma de tratamiento de semillas para “envolver y plantar” para proteger los cultivos de los patógenos transmitidos por el suelo. Desarrolladas a partir de los abundantes desechos disponibles de la cosecha de plátanos y cajas de cartón corrugado viejas recicladas mediante despulpado sin químicos, estas envolturas de semillas biodegradables similares al papel exhiben integridad sintonizable y biodisponibilidad de los restos cargados. Estas envolturas se utilizaron para el control de nematodos en trozos de semillas de ñame (Dioscorea cayenensis-rotundata) en Benin, un importante productor de este cultivo básico en el "cinturón de ñame" del África subsahariana. Nuestras envolturas de semillas cargadas con un volumen ultrabajo de abamectina (1/100 menos o igual que la formulación comercial) controlaron consistentemente las poblaciones de nematodos del ñame (Scutellonema bradys) y al mismo tiempo aumentaron considerablemente el rendimiento en varios lugares durante 2015-2018. Se observó una reducción sustancial en la pérdida de peso y agrietamiento de los tubérculos poscosecha después de 3 y 5 meses de almacenamiento, lo que contribuyó al aumento del valor, la nutrición y la preferencia de las partes interesadas por la envoltura y el tratamiento de la planta.