Su contenido de nitrógeno es mucho más alto que el que se encuentra en otros fertilizantes orgánicos
Una nueva investigación informa que la biomasa elaborada a partir de la bacteria marina fotosintética púrpura Rhodovulum sulfidophilum es un excelente fertilizante nitrogenado.
Dirigido por Keiji Numata del Centro RIKEN para la Ciencia de Recursos Sostenibles (CSRS) y la Universidad de Kyoto, el estudio muestra que esta biomasa es tan eficaz como los fertilizantes sintéticos inorgánicos comunes, pero evita varios efectos secundarios que dañan el medio ambiente.
Aumentar la producción agrícola utilizando fertilizantes ricos en nitrógeno es una práctica común que se espera que aumente en las próximas décadas a medida que suba la demanda mundial de alimentos. Mientras esto sucede, también se espera que se disparen los efectos secundarios ecológicamente dañinos del uso excesivo de fertilizantes nitrogenados inorgánicos comunes, incluidas emisiones sustanciales de gases de efecto invernadero, aguas subterráneas contaminadas y mala calidad del suelo.
Por otro lado, los fertilizantes orgánicos como el compost y el estiércol tienen mucho menos nitrógeno y, por lo tanto, deben usarse en mayores cantidades para lograr el mismo efecto en el crecimiento de las plantas. Esto conduce a un suelo excesivamente salado, que es tóxico y frena el crecimiento de las plantas, así como a más subproductos de dióxido de carbono y óxido nitroso a largo plazo.
El equipo de investigación de biomacromoléculas de RIKEN CSRS ha estado buscando una fuente natural de nitrógeno que pueda reemplazar los fertilizantes sintéticos a base de amoníaco y ayudar a prevenir una crisis futura. Se sabe que las bacterias púrpura sin azufre (PNSB) tienen enzimas que les ayudan a tomar nitrógeno de la atmósfera e incorporarlo a las proteínas, pero hasta ahora nadie había probado su eficacia como fertilizantes.
Para crear un fertilizante PNSB para el nuevo estudio, el equipo trituró la PNSB R. sulfidophilum y generó biomasa seca a partir del material celular liberado. El análisis mostró que el contenido de nitrógeno del fertilizante PNSB era del 11% en peso, mucho más alto que el que se encuentra en otros fertilizantes orgánicos, incluida la biomasa elaborada a partir de otros microbios o microalgas.
Los investigadores compararon qué tan bien creció la espinaca japonesa komatsuna (Brassica rapa var. perviridis) cuando fue asistida por fertilizantes inorgánicos o el nuevo fertilizante de biomasa PNSB. El primer hallazgo importante fue que las espinacas japonesas podían absorber nitrógeno de la biomasa seca.
Imagen derecha: Representación esquemática del proceso de preparación de la biomasa bacteriana lisada y seca (Biomasa Procesada o PB) de R. sulfidophilum como fertilizante vegetal y su absorción por las plantas de komatsuna.
Otros experimentos demostraron que el fertilizante de biomasa estimulaba el crecimiento de las plantas tan bien como lo hacían los fertilizantes inorgánicos ricos en nitrógeno, tanto a temperaturas frías como cálidas. Además de eso, incluso cuando el fertilizante de biomasa contenía hasta cuatro veces la cantidad de nitrógeno, el pH y la salinidad del suelo se mantuvieron normales, similar al suelo fertilizado sin nitrógeno.
El fertilizante de biomasa PNSB tiene una baja proporción de carbono a nitrógeno y el nitrógeno se libera para uso de las plantas con relativa lentitud en comparación con los fertilizantes inorgánicos: alrededor del 60% en 30 días. Aunque esto significa que se necesitará el doble de fertilizante de biomasa para un crecimiento similar de los cultivos, la gran ventaja es que las emisiones de dióxido de carbono y óxido nitroso serán menores, y se vertirá menos nitrógeno al medio ambiente a través de la lixiviación.
"A largo plazo, esto podría revolucionar la agricultura y mitigar su impacto negativo en el medio ambiente", afirma Morey-Yagi, uno de los autores principales del estudio.
Aunque los experimentos básicos demuestran la eficacia del fertilizante de biomasa, los autores subrayan que los resultados son preliminares y que eventualmente será necesario tener en cuenta otros factores.
Como explica Numata, "será esencial una evaluación del ciclo de vida de este fertilizante para evaluar su huella ambiental durante la producción, el almacenamiento, la aplicación, el transporte y la eliminación".
Además, se debe considerar cómo ampliar el proceso de producción de biomasa y también se debe establecer la vida útil.
Los investigadores son optimistas en cuanto a que se superarán estos desafíos y que su descubrimiento ayudará a que los fertilizantes sean más ecológicos y ayudará a prevenir problemas futuros con la distribución de fertilizantes inorgánicos en la cadena de suministro.
Debido a que el fertilizante de biomasa se produce utilizando dióxido de carbono y nitrógeno del aire, lo llamaron Air Fertilizer y lo registraron para su uso como fertilizante orgánico en Japón como un producto comercializado por Symbiobe Inc.
La investigación ha sido publicada en npj Sustainable Agriculture: Utilization of lysed and dried bacterial biomass from the marine purple photosynthetic bacterium Rhodovulum sulfidophilum as a sustainable nitrogen fertilizer for plant production
