Vol. 12/ Núm. 1 2025 pág. 1877
https://doi.org/
10.69639/arandu.v12i1.716
Innovaciones en la producción de frutas, flores y cultivos
tropicales: Uso de bioinsumos y tecnologías emergentes

Innovations in the Production of Fruits, Flowers, and Tropical Crops: Use of Bioinputs
and Emerging Technologies

Juan Carlos Escaleras Medina

jescaleras@utmachala.edu.ec

https://orcid.org/0000-0001-5384-0829

Universidad Técnica de Machala

Machala Ecuador

Rene Fernando Baque Mite

renebaque28@gmail.com

https://orcid.org/0000-0001-5021-4451

Universidad Técnica de Quevedo

Los Ríos Ecuador

Artículo recibido: 10 enero 2025 - Aceptado para publicación: 20 febrero 2025

Conflictos de intereses: Ninguno que declarar

RESUMEN

La adopción de bioinsumos y tecnologías emergentes en la agricultura ofrece soluciones
sostenibles para aumentar la productividad y reducir el impacto ambiental. Los biofertilizantes y
biopesticidas han demostrado mejorar la fertilidad del suelo y la resistencia de los cultivos,
reduciendo la dependencia de insumos químicos (Ali et al., 2024). Sin embargo, su
implementación enfrenta barreras económicas y regulatorias, como altos costos iniciales y falta
de normativas estandarizadas (Koning et al., 2008; Sehgal et al., 2023). Las tecnologías
emergentes, como inteligencia artificial, sensores y sistemas de riego automatizados, están
revolucionando la gestión agrícola al optimizar el uso de recursos y mejorar la detección temprana
de plagas (Singhal et al., 2024; Nde et al., 2024). No obstante, su adopción sigue siendo limitada
por costos elevados y la necesidad de capacitación especializada (van Loon et al., 2018). Para
superar estos desafíos, se requiere el desarrollo de políticas públicas, incentivos financieros y
programas de educación dirigidos a los agricultores. Integrar bioinsumos y tecnologías
emergentes en la agricultura es clave para garantizar un sistema productivo más resiliente y
sostenible en el futuro (Gatkal et al., 2024).

Palabras clave: bioinsumos, tecnologías emergentes, agricultura sostenible, inteligencia
artificial, innovación agrícola
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ABSTRACT

The The adoption of bio-inputs and emerging technologies in agriculture offers sustainable
solutions to increase productivity and reduce environmental impact. Biofertilizers and
biopesticides have proven to improve soil fertility and crop resilience, reducing dependence on
chemical inputs (Ali et al., 2024). However, their implementation faces economic and regulatory
barriers, such as high initial costs and a lack of standardized regulations (Koning et al., 2008;
Sehgal et al., 2023). Emerging technologies, such as artificial intelligence, sensors, and automated
irrigation systems, are revolutionizing agricultural management by optimizing resource use and
improving early pest detection (Singhal et al., 2024; Nde et al., 2024). Nevertheless, their adoption
remains limited due to high costs and the need for specialized training (van Loon et al., 2018). To
overcome these challenges, the development of public policies, financial incentives, and
educational programs targeted at farmers is essential. Integrating bio-inputs and emerging
technologies into agriculture is key to ensuring a more resilient and sustainable production system
in the future (Gatkal et al., 2024).

Keywords: bio-inputs, emerging technologies, sustainable agricultura, artificial
intelligence, agricultural innovation

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licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
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INTRODUCCIÓN

La agricultura enfrenta desafíos crecientes debido al cambio climático, la degradación del
suelo y la creciente demanda de alimentos. En este contexto, los bioinsumos y las tecnologías
emergentes han surgido como soluciones innovadoras para mejorar la productividad agrícola y
reducir el impacto ambiental (Ali et al., 2024). Sin embargo, su adopción se ve limitada por
barreras económicas, regulatorias y tecnológicas, especialmente en países en desarrollo (Koning
et al., 2008).

Los bioinsumos, como los biofertilizantes y biopesticidas, han demostrado mejorar la
fertilidad del suelo y reducir la dependencia de productos químicos sintéticos. Microorganismos
como Trichoderma y Azotobacter aumentan la disponibilidad de nutrientes y fortalecen la
resistencia de los cultivos a enfermedades y estrés abiótico (Gatkal et al., 2024). Asimismo, los
biopesticidas han mostrado eficacia en el control de plagas sin generar residuos tóxicos, lo que
los convierte en una alternativa ecológica viable (Sehgal et al., 2023). A pesar de estos beneficios,
su adopción sigue siendo limitada debido a la falta de normativas homogéneas y a la
incertidumbre sobre su eficacia en diferentes condiciones agroecológicas (Gräfe et al., 2020).

Por otro lado, las tecnologías emergentes como la inteligencia artificial (IA), sensores de
monitoreo y sistemas de riego automatizados están revolucionando la gestión agrícola. La IA
permite optimizar el uso de recursos y predecir el rendimiento de los cultivos mediante el análisis
de datos climáticos y del suelo (Mikulic-Petkovsek et al., 2025). Los drones equipados con
sensores multiespectrales han demostrado ser herramientas eficaces para detectar plagas y
deficiencias nutricionales, permitiendo intervenciones más precisas y reduciendo el uso de
agroquímicos (Nde et al., 2024). Sin embargo, la adopción de estas tecnologías enfrenta desafíos
como el alto costo de adquisición y la necesidad de capacitación especializada, lo que dificulta su
implementación entre pequeños agricultores (van Loon et al., 2018).

Uno de los principales obstáculos en la adopción de bioinsumos y tecnologías emergentes
es el costo inicial. Aunque a largo plazo pueden reducir los gastos en fertilizantes y pesticidas,
los agricultores deben hacer inversiones significativas en infraestructura y formación técnica
(Koning et al., 2008). Además, la falta de incentivos gubernamentales y subsidios limita su
acceso, especialmente en regiones donde el crédito agrícola es escaso (Sehgal et al., 2023).

Otro desafío clave es la falta de conocimiento y capacitación. Muchos agricultores
desconocen el uso adecuado de bioinsumos y tecnologías digitales, lo que dificulta su integración
en las prácticas agrícolas tradicionales (Ali et al., 2024). La implementación de programas de
educación y asistencia técnica es fundamental para garantizar una adopción efectiva y sostenible
(Gatkal et al., 2024).

Además, la agroforestería se ha convertido en una estrategia complementaria para
mejorar la sostenibilidad agrícola. La integración de árboles y cultivos no solo favorece la
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biodiversidad, sino que también contribuye a la captura de carbono y mejora la calidad del suelo
(Abdulai et al., 2024). La diversificación de cultivos a través de sistemas agroforestales y
rotaciones estratégicas optimiza la disponibilidad de nutrientes y reduce la incidencia de plagas y
enfermedades (Morugán-Coronado et al., 2022).

A nivel global, la adopción de bioinsumos y tecnologías emergentes es crucial para
garantizar la seguridad alimentaria y la sostenibilidad del sector agrícola. Sin embargo, para lograr
una integración efectiva, es necesario que gobiernos, instituciones de investigación y el sector
privado trabajen en conjunto para desarrollar políticas de apoyo y estrategias de financiamiento.
La colaboración entre estos actores es clave para superar las barreras existentes y garantizar la
adopción de estas innovaciones en todos los niveles de producción (Prober et al., 2025).

En conclusión, la implementación de bioinsumos y tecnologías emergentes representa
una oportunidad para mejorar la productividad y la sostenibilidad agrícola. No obstante, su
adopción aún enfrenta desafíos económicos, regulatorios y tecnológicos que deben abordarse
mediante políticas adecuadas, incentivos financieros y programas de capacitación. La inversión
en investigación y desarrollo permitirá que estas innovaciones se conviertan en pilares
fundamentales para la agricultura del futuro, promoviendo sistemas más resilientes y sostenibles
(Kamath et al., 2024).

MATERIALES Y MÉTODOS

Esta investigación es de tipo documental y se basa en una revisión sistemática de la
literatura sobre innovaciones en la producción de frutas, flores y cultivos tropicales mediante el
uso de bioinsumos y tecnologías emergentes. Para la recopilación, selección y análisis de los
estudios, se utilizó el modelo PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and
Meta-Analyses), lo que permitió asegurar un proceso riguroso y estructurado en la identificación
de fuentes relevantes (Moher et al., 2009).

La búsqueda de información se realizó en bases de datos científicas reconocidas,
incluyendo ScienceDirect, Scopus, Web of Science, Taylor & Francis, SpringerLink, EBSCO,
ProQuest y Google Scholar. También se consultaron repositorios institucionales de universidades
y centros de investigación con el objetivo de ampliar el alcance de la revisión y garantizar la
inclusión de estudios actualizados y pertinentes (Higgins et al., 2011). Para optimizar la
recuperación de información relevante, se emplearon palabras clave como "bioinsumos en la
producción de cultivos tropicales", "tecnologías emergentes en la agricultura", "biopesticidas para
frutas y flores", "biofertilizantes en cultivos tropicales", "agricultura de precisión en cultivos
tropicales" e "inteligencia artificial en producción agrícola". Estas palabras clave se combinaron
con operadores booleanos (AND, OR, NOT) con el fin de afinar la búsqueda y garantizar la
inclusión de estudios de alto impacto en la temática analizada (Page et al., 2021).
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Para asegurar la relevancia y actualidad de los datos, se priorizaron artículos publicados en
los últimos diez años (2014-2024), aunque también se consideraron documentos clave con un
enfoque retrospectivo para comprender la evolución de las innovaciones en la producción
agrícola. En la primera fase de identificación se recopilaron 100 estudios, los cuales fueron
sometidos a un proceso de selección en el que se eliminaron los duplicados y aquellos que no
cumplían con los criterios de inclusión. Tras esta depuración, se obtuvieron 50 artículos elegibles
para la evaluación a texto completo, de los cuales, luego de un análisis crítico, se seleccionaron
20 que aportaron información sustancial a la revisión (Page et al., 2021).

Los criterios de inclusión consideraron estudios publicados en revistas indexadas con
revisión por pares, investigaciones relacionadas con bioinsumos y tecnologías emergentes en la
producción de frutas, flores y cultivos tropicales, artículos en inglés y español, y estudios con
datos experimentales, revisiones sistemáticas o meta-análisis sobre el tema (Gough et al., 2012).
Se excluyeron trabajos de opinión sin base empírica, estudios duplicados y artículos que no
abordaban directamente la temática de la investigación.

Para garantizar la calidad metodológica de los estudios incluidos, se utilizó la herramienta
de evaluación de riesgo de sesgo de Cochrane, la cual permitió identificar la fiabilidad de los
datos y minimizar posibles sesgos en la interpretación de resultados (Higgins et al., 2011). La
información recopilada se organizó en categorías temáticas que permitieron analizar distintos
aspectos clave, como el impacto de los bioinsumos en la producción de frutas, flores y cultivos
tropicales, el uso de tecnologías emergentes en la optimización del rendimiento y sostenibilidad
de estos cultivos, las barreras económicas, regulatorias y tecnológicas que limitan la adopción de
estas innovaciones, y las estrategias de integración de nuevas tecnologías en la agricultura tropical
y de alto valor comercial.

Dado que este estudio se basa en una revisión documental, no se requirió la aprobación de
un comité ético. No obstante, se respetaron los principios de integridad, transparencia y
rigurosidad científica en la selección y análisis de la información, asegurando que todas las
fuentes utilizadas fueran verificables y de alta calidad. La metodología aplicada permite ofrecer
una visión integral sobre los avances y desafíos en el uso de bioinsumos y tecnologías emergentes
en la producción de cultivos tropicales, contribuyendo al desarrollo de estrategias más sostenibles
y eficientes en el sector agrícola (Moher et al., 2009).

DESARROLLO

Bioinsumos en la producción de cultivos tropicales

Los microorganismos benéficos juegan un papel esencial en la sostenibilidad agrícola al
promover el crecimiento de las plantas, mejorar su resistencia a estreses abióticos y bióticos, y
optimizar la absorción de nutrientes. En este contexto, las micorrizas, las rizobacterias promotoras
del crecimiento vegetal (PGPR) y los hongos del género Trichoderma han demostrado ser aliados
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clave en la producción agrícola sostenible. Estos microorganismos no solo incrementan la
productividad de los cultivos, sino que también contribuyen a la restauración y mantenimiento de
la salud del suelo, reduciendo la dependencia de fertilizantes y pesticidas sintéticos.

Tabla 1

Bioinsumos en la producción de cultivos tropicales

Bioinsumo
Función en Cultivos Tropicales
Micorrizas arbusculares
Mejora la absorción de fósforo y agua, aumentando la
resistencia a sequías y enfermedades.

Rizobacterias promotoras del
crecimiento vegetal (PGPR)

Estimulan el crecimiento radicular y la absorción de
nutrientes mediante la producción de fitohormonas.

Trichoderma spp.
Actúa como agente de biocontrol contra hongos
fitopatógenos y promueve la resistencia sistémica.

Bacillus spp.
Solubiliza fósforo y produce sustancias antibióticas
contra patógenos del suelo.

Azospirillum spp.
Fija nitrógeno atmosférico en la rizosfera, mejorando la
fertilidad del suelo.

Rhizobium spp.
Forma simbiosis con leguminosas, permitiendo la fijación
biológica de nitrógeno.

Beauveria bassiana
Control biológico de plagas mediante infección de
insectos en cultivos tropicales.

Metarhizium anisopliae
Actúa como bioplaguicida contra insectos dañinos en
plantaciones tropicales.

Extracto de Neem (*Azadirachta
indica*)

Extracto botánico con propiedades insecticidas y
fungicidas para el manejo de plagas.

Fuente: Elaboración propia

Micorrizas

Las micorrizas arbusculares forman una simbiosis con las raíces de las plantas, facilitando
la absorción de agua y nutrientes esenciales, especialmente fósforo y nitrógeno. Este tipo de
simbiosis mejora la eficiencia en el uso del agua y fortalece las defensas antioxidantes del
hospedero, lo que resulta en una mayor tolerancia a la sequía y la salinidad (Zhou et al., 2021).

Estudios recientes han demostrado que las micorrizas no solo aumentan la disponibilidad
de nutrientes, sino que también modifican la expresión génica de la planta, promoviendo su
resistencia a patógenos y estreses ambientales (Jaemsaeng et al., 2018). En cultivos como trigo
(Triticum aestivum), la inoculación con micorrizas ha mostrado un incremento significativo en la
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absorción de agua y en la producción de compuestos antioxidantes, lo que protege a las plantas
contra el estrés oxidativo (Li et al., 2020).

Además, las micorrizas desempeñan un papel importante en la estabilidad del suelo,
mejorando su estructura y promoviendo la formación de agregados estables que incrementan la
capacidad de retención de agua (Ameen et al., 2024). Este beneficio es crucial en suelos
degradados o expuestos a condiciones climáticas extremas, donde las micorrizas pueden facilitar
la recuperación de la fertilidad del suelo y la estabilidad de los ecosistemas agrícolas.

Rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR)

Las rizobacterias han sido ampliamente estudiadas por su capacidad para mejorar el
crecimiento de las plantas mediante diversos mecanismos, como la fijación biológica de
nitrógeno, la solubilización de fósforo y la producción de fitohormonas. Bacterias del género
Pseudomonas y Bacillus han demostrado ser altamente eficientes en la estimulación del
crecimiento radicular y la absorción de nutrientes gracias a la producción de ácido indolacético
(IAA) y sideróforos, los cuales mejoran la disponibilidad de hierro en el suelo (Gamalero y Glick,
2022).

Tabla 2

Rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR)

Rizobacteria PGPR
Propiedades
Pseudomonas fluorescens
Solubilización de fósforo, producción de
sideróforos y antibióticos naturales.

Bacillus subtilis

Estimula el crecimiento vegetal mediante la
producción de fitohormonas y enzimas
antifúngicas.

Azospirillum brasilense
Fijación biológica de nitrógeno y mejora la
tolerancia al estrés abiótico.

Rhizobium leguminosarum
Simbiosis con leguminosas, promoviendo la
fijación de nitrógeno en el suelo.

Burkholderia cepacia
Biocontrol de fitopatógenos y producción de
sideróforos.

Serratia marcescens
Estimulación del crecimiento radicular y
producción de enzimas antifúngicas.

Enterobacter spp.
Producción de ácido indolacético (IAA) y mejora
la absorción de nutrientes.

Paenibacillus polymyxa
Inducción de resistencia sistémica en plantas y
producción de antibióticos naturales.
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Variovorax paradoxus
Favorece la degradación de compuestos orgánicos
y la promoción del crecimiento vegetal.

Acinetobacter spp.
Estimula la absorción de hierro y la solubilización
de fósforo en el suelo.

Fuente: Elaboración propia

Un aspecto clave de las PGPR es su capacidad para disminuir el impacto del estrés
abiótico en las plantas. Por ejemplo, ciertas cepas de Pseudomonas fluorescens poseen la enzima
ACC desaminasa, que degrada el precursor del etileno, una hormona que en altas concentraciones
inhibe el crecimiento vegetal en situaciones de estrés salino o hídrico (Chen et al., 2021). La
inoculación con PGPR en cultivos de maíz (Zea mays) ha demostrado un aumento significativo
en la biomasa y la eficiencia en el uso del agua (Yasmin et al., 2021).

Además, estudios han evidenciado que las rizobacterias pueden inducir resistencia
sistémica en las plantas, lo que las protege contra patógenos foliares y radiculares (Sangiorgio et
al., 2020). Esto ocurre a través de la activación de vías de señalización que desencadenan la
producción de compuestos antimicrobianos naturales y la fortificación de las paredes celulares de
las plantas.

La integración de rizobacterias en sistemas agrícolas no solo optimiza la productividad
de los cultivos, sino que también reduce la necesidad de fertilizantes sintéticos y pesticidas
químicos, contribuyendo a la sostenibilidad agrícola (Khan et al., 2022).

Trichoderma: hongo multifuncional en la agricultura

El género Trichoderma ha sido ampliamente estudiado por su papel en el biocontrol de
fitopatógenos y la promoción del crecimiento vegetal. En particular, Trichoderma harzianum ha
demostrado ser altamente eficaz en la inducción de resistencia sistémica en plantas, promoviendo
su tolerancia a condiciones de estrés como la sequía y la salinidad (Alwhibi et al., 2017).

Uno de los mecanismos principales de Trichoderma es la producción de metabolitos
secundarios que actúan como bioestimulantes y reguladores del crecimiento. En estudios con
tomate (Solanum lycopersicum), se ha observado que T. harzianum mejora la acumulación de
prolina y polifenoles, compuestos esenciales en la respuesta al estrés hídrico y la defensa contra
radicales libres (Jacob et al., 2018).

Otro aspecto clave de Trichoderma es su capacidad para secretar enzimas líticas como
quitinasas y glucanasas, las cuales degradan las paredes celulares de hongos fitopatógenos como
Sclerotium rolfsii, reduciendo significativamente la incidencia de enfermedades radiculares en
cultivos de maní (Arachis hypogaea) (Jacob et al., 2018).

Además de su efecto en la sanidad vegetal, Trichoderma promueve la mejora de la
estructura del suelo al incrementar la formación de compuestos orgánicos estabilizadores, lo que
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favorece la retención de agua y la disponibilidad de nutrientes en la rizosfera (Bano y Fatima,
2009).

Tabla 3

Tipos de Trichoderma y sus propiedades

Tipo de Trichoderma
Propiedades
Trichoderma harzianum
Biocontrol de patógenos del suelo, producción de enzimas
líticas y promoción del crecimiento vegetal.

Trichoderma viride
Solubilización de fósforo, degradación de celulosa y
antagonismo contra hongos fitopatógenos.

Trichoderma atroviride
Producción de antibióticos naturales y estimulación de la
resistencia sistémica en plantas.

Trichoderma koningii
Competencia por nutrientes y espacio con patógenos del
suelo, promoviendo el equilibrio microbiológico.

Trichoderma reesei
Alta producción de enzimas celulolíticas utilizadas en
procesos industriales y biotecnológicos.

Trichoderma asperellum

Control biológico de hongos fitopatógenos y estimulación
del crecimiento vegetal mediante la producción de
fitohormonas.

Trichoderma longibrachiatum
Mejora la disponibilidad de nutrientes en el suelo y
promueve la resistencia a enfermedades en cultivos.

Trichoderma hamatum
Favorece la colonización radicular y protege contra
infecciones de patógenos del suelo.

Trichoderma citrinoviride
Producción de compuestos antimicrobianos y mejora la
salud del suelo en cultivos agrícolas.

Trichoderma gamsii
Inducción de resistencia en plantas y control efectivo de
enfermedades fúngicas en sistemas agrícolas.

Fuente: Elaboración propia

El uso de Trichoderma en combinación con micorrizas y rizobacterias ha demostrado
efectos sinérgicos en la mejora de la productividad agrícola. La combinación de estos
microorganismos potencia los efectos positivos en la absorción de nutrientes, la resistencia a
enfermedades y la tolerancia al estrés ambiental, lo que representa una estrategia clave para la
agricultura sostenible del futuro (Ameen et al., 2024).

Biofertilizantes y biopesticidas: ventajas frente a insumos químicos

La agricultura moderna ha dependido durante décadas de insumos químicos como
fertilizantes sintéticos y pesticidas para maximizar la producción de cultivos. Sin embargo, el uso
excesivo de estos compuestos ha generado problemas ambientales y de salud, incluyendo la
contaminación del suelo y el agua, la pérdida de biodiversidad y la aparición de plagas resistentes
Vol. 12/ Núm. 1 2025 pág. 1886
(Ali et al., 2024). Frente a estos desafíos, los biofertilizantes y biopesticidas han surgido como
alternativas sostenibles que pueden mejorar la productividad agrícola sin comprometer la calidad
del medio ambiente.

Biofertilizantes: Una Alternativa Ecológica

Los biofertilizantes son productos formulados a partir de microorganismos beneficiosos,
como bacterias fijadoras de nitrógeno, micorrizas y rizobacterias promotoras del crecimiento
vegetal, que desempeñan un papel fundamental en la optimización de la absorción de nutrientes
y en la mejora de la estructura del suelo. Su aplicación en la agricultura ha demostrado ser una
estrategia sostenible para promover el crecimiento óptimo de las plantas y reducir la dependencia
de fertilizantes sintéticos (Adeleke et al., 2021).

Estos biofertilizantes actúan mediante distintos mecanismos biológicos que favorecen la
nutrición de los cultivos. Uno de los más importantes es la fijación biológica de nitrógeno
atmosférico, en la que bacterias como Rhizobium y Azospirillum convierten el nitrógeno gaseoso
en formas asimilables para las plantas, reduciendo así la necesidad de aplicar fertilizantes
nitrogenados de origen químico (Adeleke et al., 2021). Otro mecanismo esencial es la
solubilización de fósforo y potasio, facilitada por microorganismos como Pseudomonas y
Bacillus, que descomponen compuestos minerales insolubles, permitiendo que estos nutrientes
sean aprovechados por las raíces de las plantas (Ali et al., 2024). Además, algunos biofertilizantes
estimulan el crecimiento vegetal a través de la producción de fitohormonas como auxinas,
giberelinas y citoquininas, que regulan el desarrollo radicular y la elongación celular,
promoviendo un crecimiento más vigoroso y una mejor adaptación a condiciones ambientales
adversas (Oyedoh et al., 2023).

Las ventajas de los biofertilizantes sobre los fertilizantes sintéticos son múltiples y
contribuyen significativamente a la sostenibilidad agrícola. En primer lugar, mejoran la fertilidad
del suelo al incrementar la materia orgánica y la biodiversidad microbiana, favoreciendo la
actividad biológica del ecosistema edáfico y fortaleciendo la capacidad de las plantas para
absorber nutrientes de manera eficiente (Díaz-Urbano et al., 2023). También reducen la
contaminación ambiental al minimizar la lixiviación de nutrientes, evitando la eutrofización de
cuerpos de agua y mitigando los efectos negativos que los excesos de fertilizantes químicos
pueden generar en el medio ambiente (Graça et al., 2021). Desde una perspectiva económica, el
uso de biofertilizantes permite disminuir los costos de producción al reducir la dependencia de
insumos químicos costosos, lo que favorece la rentabilidad de los productores agrícolas y hace
más accesible la implementación de prácticas sostenibles en diversos sistemas productivos
(Boutahiri et al., 2024).

En un escenario agrícola donde la eficiencia en el uso de recursos y la reducción del
impacto ambiental son cada vez más relevantes, los biofertilizantes emergen como una alternativa
viable y eficaz para mejorar la productividad de los cultivos sin comprometer la salud del suelo
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ni la calidad de los ecosistemas agrícolas. Su aplicación no solo contribuye a la sostenibilidad de
los sistemas de producción, sino que también fortalece la resiliencia de los cultivos ante
condiciones adversas, asegurando un abastecimiento más estable y seguro de alimentos en el
futuro.

Biopesticidas: Un control natural de plagas

Los biopesticidas representan una alternativa ecológica y sostenible en la protección de
cultivos al estar formulados a partir de microorganismos, extractos vegetales o compuestos
naturales. Su uso ha cobrado relevancia en la agricultura debido a la necesidad de reducir la
dependencia de pesticidas químicos sintéticos, los cuales pueden generar resistencia en plagas y
afectar organismos no objetivo, comprometiendo la biodiversidad y la estabilidad de los
ecosistemas agrícolas (Mikulic-Petkovsek et al., 2025).

Estos biopesticidas pueden clasificarse en diferentes categorías según su origen y
mecanismo de acción. Los microbianos contienen bacterias, hongos o virus entomopatógenos que
atacan específicamente a ciertos insectos o patógenos. Un ejemplo ampliamente estudiado es
Bacillus thuringiensis (Bt), cuya capacidad para producir toxinas letales para insectos ha sido
clave en el control biológico de diversas plagas (Poveda, 2021). Por otro lado, los botánicos
derivan de compuestos extraídos de plantas con propiedades insecticidas o fungicidas. Un caso
destacado es el extracto de Azadirachta indica (neem), conocido por su eficacia en la inhibición
del crecimiento y reproducción de insectos plaga sin generar efectos adversos en organismos
beneficiosos (Chandukishore et al., 2023). Finalmente, los bioquímicos incluyen sustancias
naturales que interfieren con el desarrollo de plagas, como feromonas y reguladores del
crecimiento de insectos, los cuales desorientan o alteran los ciclos biológicos de los organismos
nocivos sin afectar negativamente al ambiente (Poveda, 2021).

El uso de biopesticidas presenta diversas ventajas en comparación con los pesticidas
químicos convencionales. Uno de sus principales beneficios es su alta selectividad, lo que permite
que solo afecten a organismos específicos sin alterar el equilibrio ecológico del agroecosistema.
A diferencia de los pesticidas sintéticos, que pueden eliminar indiscriminadamente insectos
benéficos y microorganismos del suelo, los biopesticidas protegen la biodiversidad y promueven
un ambiente agrícola más equilibrado (Ali et al., 2024). Además, presentan baja toxicidad para
humanos y animales, lo que reduce los riesgos de contaminación de alimentos y suelos,
contribuyendo a la seguridad alimentaria y la salud ambiental (Mikulic-Petkovsek et al., 2025).

Otro aspecto fundamental es que los biopesticidas reducen significativamente el riesgo
de resistencia en plagas. Mientras que el uso prolongado de pesticidas sintéticos ha favorecido la
evolución de insectos y patógenos resistentes, los biopesticidas, al actuar mediante múltiples
mecanismos de acción, minimizan esta posibilidad y aseguran una protección más efectiva a largo
plazo (Poveda, 2021).
Vol. 12/ Núm. 1 2025 pág. 1888
En un contexto donde la agricultura busca transitar hacia modelos más sostenibles, los
biopesticidas se consolidan como herramientas clave para la protección de cultivos sin
comprometer la salud del ambiente ni la seguridad alimentaria. Su adopción representa un paso
fundamental en la transformación de la producción agrícola, promoviendo sistemas más
resilientes, equilibrados y sostenibles frente a los desafíos ambientales y productivos actuales.

Tecnologías emergentes en la producción agrícola

La agricultura ha experimentado una transformación significativa en las últimas décadas
gracias a los avances tecnológicos. Métodos tradicionales están siendo reemplazados por sistemas
inteligentes que optimizan el uso de recursos, aumentan la productividad y mejoran la
sostenibilidad de los cultivos. Entre las innovaciones más destacadas se encuentran la agricultura
de precisión, el uso de inteligencia artificial (IA) y big data, y la biotecnología aplicada a la mejora
genética y resistencia de cultivos. Estas tecnologías han revolucionado la forma en que los
agricultores monitorean, gestionan y optimizan sus cultivos, reduciendo costos y minimizando el
impacto ambiental.

La agricultura de precisión utiliza tecnologías avanzadas para mejorar la toma de
decisiones en el campo. Sensores, drones y sistemas de riego inteligente permiten a los
agricultores recolectar datos en tiempo real sobre las condiciones del suelo, el clima y el
crecimiento de los cultivos.

Sensores y Monitoreo de Cultivos

Los sensores agrícolas han demostrado ser herramientas clave en la optimización de la
producción. Sensores de humedad, temperatura y contenido de nutrientes en el suelo permiten
aplicar fertilizantes y agua de manera eficiente, evitando el desperdicio de recursos y reduciendo
la contaminación ambiental (Sheikh et al., 2024). Estos dispositivos facilitan el monitoreo de la
salud de las plantas mediante imágenes multiespectrales y térmicas, lo que ayuda a detectar
enfermedades y deficiencias nutricionales antes de que se conviertan en problemas graves (Negus
et al., 2024).

Uso de Drones para la Agricultura

Los drones están desempeñando un papel crucial en la agricultura de precisión. Equipados
con cámaras de alta resolución y sensores infrarrojos, pueden realizar monitoreos detallados de
grandes extensiones de cultivos en cuestión de minutos (Gopalakrishnan et al., 2025). Su
capacidad para generar mapas de estrés hídrico, plagas y enfermedades permite a los agricultores
actuar con rapidez y precisión. Además, los drones también se utilizan para la aplicación dirigida
de fertilizantes y pesticidas, reduciendo la cantidad de insumos necesarios y mejorando la
eficiencia en el uso de productos agroquímicos (Guo et al., 2024).

Sistemas de Riego Inteligente

El riego por goteo y otros sistemas automatizados han mejorado significativamente el uso
del agua en la agricultura. Tecnologías como el riego basado en sensores y los algoritmos de
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predicción climática permiten un uso más eficiente del agua, reduciendo el consumo hasta en un
50 % sin afectar la productividad (Sharma & Shivandu, 2024). Estos sistemas analizan variables
como la humedad del suelo, la temperatura y la evapotranspiración para ajustar automáticamente
la cantidad de agua suministrada a cada cultivo, optimizando el rendimiento y minimizando el
desperdicio de agua (Narayanamurthy et al., 2025).

Uso de Inteligencia Artificial y Big Data en el Manejo de Cultivos

El análisis de datos a gran escala y el uso de inteligencia artificial están revolucionando
la agricultura moderna al proporcionar herramientas avanzadas que permiten detectar patrones en
datos climáticos, del suelo y del crecimiento de cultivos. Estas innovaciones han facilitado la toma
de decisiones informadas, mejorando la eficiencia en el uso de recursos y optimizando la
productividad agrícola. La capacidad de integrar información en tiempo real y aplicar modelos
predictivos basados en inteligencia artificial ha transformado el manejo de cultivos, permitiendo
a los agricultores anticiparse a riesgos climáticos, plagas y enfermedades con mayor precisión.

Uno de los principales avances en este campo ha sido la predicción del rendimiento y el
manejo de plagas mediante el aprendizaje automático y la inteligencia artificial. Modelos
predictivos han demostrado ser altamente eficaces en la estimación del rendimiento de los
cultivos, al integrar datos meteorológicos, históricos de producción y análisis del suelo, lo que
permite determinar el momento óptimo para la siembra, fertilización y cosecha (Mikulic-
Petkovsek et al., 2025). Además, la inteligencia artificial ha mejorado la identificación de plagas
y enfermedades a través del análisis de imágenes captadas por drones y cámaras fijas en el campo.
Algoritmos entrenados con redes neuronales pueden detectar síntomas tempranos de
enfermedades como la roya o el mildiú polvoriento, facilitando intervenciones oportunas que
previenen la propagación de patógenos y reducen la dependencia de pesticidas (Poveda, 2021).

El uso de big data en la agricultura ha permitido analizar grandes volúmenes de
información para optimizar los procesos productivos. Sensores IoT y plataformas en la nube
recopilan datos en tiempo real sobre humedad del suelo, temperatura, pH y concentración de
nutrientes, proporcionando información detallada para una gestión más eficiente de los cultivos
(Díaz-Urbano et al., 2023). Empresas agrícolas han implementado sistemas de recomendación
basados en big data para asesorar a los productores sobre la mejor combinación de cultivos, la
rotación de suelos y las estrategias de control de plagas. Estos sistemas han demostrado ser
efectivos para reducir costos operativos al optimizar la aplicación de fertilizantes y pesticidas
según las necesidades específicas de cada parcela (Oyedoh et al., 2023).

Junto con la inteligencia artificial y el big data, la biotecnología ha revolucionado la
agricultura, permitiendo la mejora genética de cultivos para aumentar su resistencia a
enfermedades y condiciones climáticas adversas. La edición genética a través de herramientas
como CRISPR-Cas9 ha facilitado el desarrollo de cultivos con características mejoradas, como
resistencia a plagas y enfermedades, tolerancia a sequías y mayor contenido nutricional. Ejemplos
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destacados incluyen variedades de arroz y trigo modificadas genéticamente para resistir
enfermedades fúngicas y mejorar su rendimiento en ambientes hostiles (Yeo et al., 2024).

Otra innovación clave es la biofortificación de cultivos, una estrategia que busca mejorar
el contenido nutricional de los alimentos mediante la ingeniería genética. Se han desarrollado
variedades de arroz y maíz enriquecidas con β-caroteno, hierro y zinc, micronutrientes esenciales
para combatir la malnutrición en comunidades vulnerables donde las deficiencias de estos
elementos afectan la salud de la población (Lee et al., 2024).

El avance de la inteligencia artificial, el big data y la biotecnología ha impulsado una
nueva era en la agricultura, en la que la eficiencia y la sostenibilidad se combinan para maximizar
la producción de cultivos con un menor impacto ambiental. La integración de estas tecnologías
no solo mejora la resiliencia de los sistemas agrícolas frente a los desafíos climáticos, sino que
también contribuye a la seguridad alimentaria global al optimizar la producción y la distribución
de alimentos de alta calidad. A medida que estas innovaciones continúan evolucionando, su
adopción masiva dependerá del desarrollo de regulaciones claras, inversiones en infraestructura
tecnológica y programas de capacitación para agricultores, garantizando así una transición
efectiva hacia una agricultura más inteligente y sostenible.

Impacto y desafíos en la adopción de bioinsumos y tecnologías emergentes

La adopción de bioinsumos y tecnologías emergentes en la agricultura ha generado
grandes expectativas en términos de sostenibilidad, aumento de la productividad y reducción del
impacto ambiental. Estas innovaciones incluyen biofertilizantes, biopesticidas, bioestimulantes y
el uso de tecnologías digitales como sensores, inteligencia artificial y sistemas de monitoreo para
optimizar la producción agrícola. Sin embargo, su implementación enfrenta desafíos
significativos, entre ellos barreras económicas, regulatorias y tecnológicas que dificultan su
adopción masiva.

Los bioinsumos, como biofertilizantes y biopesticidas, representan una alternativa
ecológica frente a los agroquímicos convencionales. Estudios han demostrado que los
biofertilizantes basados en hongos micorrícicos y bacterias promotoras del crecimiento vegetal
mejoran la absorción de nutrientes y aumentan la resistencia de los cultivos a condiciones
adversas como la sequía y la salinidad (Ali et al., 2024). Los biopesticidas, por su parte, han
mostrado ser eficaces en el control de plagas sin generar residuos tóxicos en el ambiente.
Investigaciones sobre bioformulaciones con Trichoderma y Azotobacter concluyen que estos
microorganismos mejoran la fertilidad del suelo y protegen los cultivos de patógenos, reduciendo
la necesidad de agroquímicos sintéticos (Gatkal et al., 2024). Además, el uso de bioinsumos
contribuye a la biodiversidad del suelo y la resiliencia de los ecosistemas agrícolas, fortaleciendo
la capacidad de defensa de las plantas frente a factores de estrés (van Loon et al., 2018).

A pesar de sus beneficios, la adopción de bioinsumos enfrenta diversas barreras. Desde
el punto de vista económico, los costos iniciales de implementación y la falta de incentivos
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financieros limitan su acceso, especialmente en países en desarrollo, donde los fertilizantes y
pesticidas convencionales siguen siendo la opción más asequible (Koning et al., 2008). Además,
la falta de regulaciones estandarizadas dificulta su comercialización y certificación, lo que reduce
la confianza de los agricultores y restringe su integración en mercados globales (Sehgal et al.,
2023). La burocracia y el desconocimiento sobre los procesos de registro también representan un
obstáculo para su adopción generalizada (Gräfe et al., 2020).

En términos tecnológicos, uno de los principales desafíos radica en la falta de
conocimiento sobre la correcta aplicación de los bioinsumos. Aunque su efectividad está
respaldada por numerosos estudios, muchos agricultores desconocen las dosis adecuadas, los
tiempos de aplicación y su compatibilidad con otros insumos agrícolas (Ali et al., 2024). Además,
las condiciones agroecológicas pueden influir en su rendimiento, lo que requiere adaptar las
formulaciones a diferentes tipos de suelo, pH y clima para garantizar su eficacia (Gatkal et al.,
2024).

Por otro lado, el uso de tecnologías emergentes como la inteligencia artificial, los sensores
remotos y los sistemas de riego automatizados ha revolucionado la gestión de cultivos,
permitiendo un monitoreo en tiempo real de las condiciones del suelo y optimizando el uso de
recursos (Singhal et al., 2024). La aplicación de drones y sensores multiespectrales ha demostrado
ser efectiva para la detección temprana de plagas y enfermedades, reduciendo el uso de pesticidas
y permitiendo intervenciones más precisas (Nde et al., 2024). Además, el big data y la inteligencia
artificial están siendo utilizados para predecir el rendimiento de los cultivos y optimizar el uso de
fertilizantes y agua, lo que contribuye a una producción más eficiente y sostenible (Sgroi et al.,
2023).

Sin embargo, la adopción de estas tecnologías también enfrenta barreras importantes,
como los costos de adquisición y la necesidad de capacitación especializada. En muchas regiones,
la falta de infraestructura y conectividad limita el acceso a estas herramientas digitales, lo que
impide que los agricultores aprovechen plenamente sus beneficios (van Loon et al., 2018). A pesar
de estos desafíos, la combinación de bioinsumos y tecnologías emergentes representa una
oportunidad clave para avanzar hacia una agricultura más sostenible, eficiente y resiliente frente
a los cambios ambientales y las demandas del mercado.

CONCLUSIONES

La integración de bioinsumos y tecnologías emergentes en la producción de frutas, flores
y cultivos tropicales representa un paso fundamental hacia una agricultura más sostenible,
resiliente y eficiente. Los biofertilizantes y biopesticidas han demostrado ser una alternativa
viable a los insumos sintéticos, promoviendo la salud del suelo y reduciendo el impacto ambiental.
A su vez, la inteligencia artificial, los sensores y los sistemas de riego automatizados están
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revolucionando la gestión agrícola, optimizando el uso de recursos y mejorando la detección
temprana de problemas en los cultivos.

Sin embargo, la adopción masiva de estas innovaciones aún enfrenta desafíos
económicos, regulatorios y tecnológicos. Es imperativo que gobiernos, instituciones académicas
y el sector privado trabajen en conjunto para generar políticas de apoyo, incentivos financieros y
programas de capacitación que faciliten su implementación. Solo a través de un esfuerzo
coordinado lograremos una transición efectiva hacia una agricultura más inteligente, sostenible y
capaz de garantizar la seguridad alimentaria global.
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