Algas. recuperar nutrientes residuales, bioestimular cultivos y suelos

YACIMIENTOS MINERALES FINITOS

En la fabricación de los fertilizantes minerales se generan Gases de Efecto Invernadero (GEI), provenientes de la combustión de gas natural para la producción de amoníaco. En el caso de los fertilizantes fosfatados, es el transporte el factor de emisión más importante.

Estos fertilizantes son necesarios para la agricultura, especialmente para satisfacer una demanda creciente de alimentos, donde se prevé un aumento del 60% para el 2050 [1]. Además es necesario asegurar un suministro adecuado de estos elementos fertilizantes de acuerdo con las necesidades del cultivo. En cuanto al fósforo, las extracciones de roca fosfórica en 2015 fueron de 223 millones de toneladas, estimándose las reservas mundiales en más de 300 billones de toneladas [2]. Las reservas de potasio se estiman en 3.700 billones de toneladas oxido de potasio (K₂O) [2] con un consumo de 35.768 millones de toneladas estimadas en K₂O [3].  Es decir yacimientos de fósforo y potasio son finitos, y es estratégicamente necesario potenciar la recuperación de éstos y otros nutrientes de los efluentes residuales.

Las tecnologías para la recuperación de los nutrientes residuales que se pueden aplicar son varias. Tecnologías biológicas como el compostaje y la digestión anaerobia u otras que están siendo a día de hoy más investigadas, como es la recuperación de fósforo en forma de estruvita [4], [5] o la recuperación de amonio a través de membranas permeables [6]. Son también tecnologías aplicables la recuperación de los nutrientes residuales en forma de biomasa de microalgas, que posteriormente se utilice como enmienda orgánica fertilizante.

PRODUCCION DE ALGAS PARA RECUPERAR NUTRIENTES RESIDUALES

Las aguas con elevadas concentraciones de fósforo y otros nutrientes conducen a una eutrofización de las aguas continentales, al aumentar la productividad vegetal, entre ellas las de las algas. Ya que son las algas, microrganismos que demandan en su crecimiento nutrientes como el nitrógeno (N) y el fosforo (P), fijándolos en forma de biomasa algal, por lo que su utilización en depuración constituye también una prometedora tecnología de recuperación de nutrientes en los efluentes residuales.

Tecnología de producción de algas para la recuperación de nutrientes residuales

EL POTENCIAL AGRONÓMICO DE LAS ALGAS

En 1979, Benemann [7] presentaba a las microalgas y cianobacterias como productores potenciales en la obtención de fertilizantes nitrogenados. En estos años se han ensayado extractos de algas marinas mediante aplicación foliar en trigo [8], o a través del recubrimiento con cianobacterias de semillas de trigo en el momento de la siembra, relacionado su efecto con la generación de fitohormonas, que como por ejemplo el ácido indolacético [10] o la actividad de la nitrogenasa, estimulan el desarrollo vegetal (imagen de abajo) o incrementan la fijación de N₂ atmosférico [11]. La aplicación de algas también contribuye a un aumento del contenido de carbono del suelo y su actividad biológica (imagen de cabecera), potenciando su biodiversidad [12][13].

Por lo tanto esta biota edáfica produce compuestos importantes para la fertilidad de los suelos y la productividad de los cultivos. También el efecto de estas algas en el suelo tiene además propiedades bio-pesticidas, por su capacidad de control de microorganismos edáficos, como son los hongos fitopatógenos. Kim y Kim [14] demostraron que extractos de algas tienen efectos inhibitorios en el desarrollo de Fusarium oxiporum sp., tambien Tiwari y Kaur [15] demuestran que existe efecto alelopático de las cianobacterias Spirulina platensis, Anabaena variabilis y Synechococcus elongates, frente a los hongos Aspergillus niger y Alternaria solani.

La producción de biomasa algas es una forma de recuperar los nutrientes residuales con la posibilidad de obtener un bio-fertilizante. Son varios los trabajos en este sentido que han evaluado diferentes residuos como fuente de nutriente de estas algas: utilizando purín de cerdo [16], digestato de origen agroganadero [17] o efluentes urbanos [18].