Pastillas biodegradables de soja para nutrir cultivos ‘a la carta’

Los primeros agricultores de la historia veían cómo algunas zonas de sus cultivos eran más prósperas que otras. Su observación les llevó a relacionar este hecho con la reunión de ganado en esos lugares. Así, comprobaron que el responsable de que los sembrados dieran más fruto era el estiércol que iban dejando a su paso los animales. De esta manera, el ser humano comenzó a enriquecer las tierras con los nutrientes que les aportaban estos suplementos naturales para tener mejores cosechas.

Los arqueobiólogos han confirmado que esta práctica y el desarrollo de estructuras asociadas al manejo de ganado supusieron los inicios primitivos, pero efectivos, de la fertilización natural. A partir de aquí, el barbecho y el abonado con estiércol, restos vegetales o cenizas fueron las técnicas usadas para favorecer a la agricultura. No será hasta mediados del siglo XIX, cuando el químico alemán, Justus von Liebig, logre crear de manera artificial un producto que hacía que los cultivos fueran más rentables y cuantiosos, lo que le valió el sobrenombre de ‘padre de la industria de los fertilizantes’.

Esta fertilización especializada se traduce en cultivos más sanos, mayor rendimiento y mejor calidad de los productos agrícolas.

Desde entonces, los productos y procesos utilizados en agricultura han avanzado de manera exponencial para abastecer a la población mundial de los alimentos necesarios. Los fertilizantes evitan que los suelos pierdan sus propiedades y aportan los nutrientes que cada tipo de cultivo requiere en las distintas etapas de su crecimiento. 

Sin embargo, las últimas tendencias se dirigen hacia el abandono de químicos y el uso de productos orgánicos que sean respetuosos con el medio ambiente y al suministro de las carencias específicas y necesarias de cada terreno y los requisitos concretos de cada tipo de cultivo. Es la búsqueda de lo que podríamos llamar ‘fertilizantes naturales a la carta’.

Cápsulas fertilizantes

En esa línea, un equipo de investigación de las universidades de Sevilla y Huelva ha patentado unas pastillas biodegradables, procedentes de subproductos de la soja, que liberan de manera controlada zinc. Los investigadores parten de la necesidad que tienen los cultivos andaluces en este micronutriente, además de hierro, dos elementos fundamentales para un correcto desarrollo de las plantas. 

El equipo de la Universidad de Sevilla, responsable del artículo.

Debido a estas carencias, los agricultores deben suministrarlos de manera artificial. El método tradicional implica abonar la superficie en momentos concretos del proceso, pero existe un gran hándicap en este manejo: las lluvias o el riego barren los productos aplicados.

Esto provoca efectos indeseados:

• Hay que aplicar mayor cantidad de fertilizante por la pérdida de producto.
• Las cantidades que se asimilan no son las suficientes para el cultivo. 
• Las sustancias pasan al ciclo del agua por filtración al subsuelo, pudiendo contaminar acuíferos, pozos o manantiales.

Con la propuesta que realizan los expertos en la revista Industrial Crops and Products, se van liberando paulatinamente las cantidades que en cada momento requiere el cultivo, evitando el uso excesivo de los fertilizantes y la total asimilación del nutriente. Así, se produce una mejora del suelo más precisa y eficiente, tanto en productividad agrícola como en sostenibilidad ambiental al reducir el uso excesivo de abono y sus impactos asociados. 

Además, los expertos han logrado que el procesado de la proteína de soja sea fácil y eficiente, lo que lo hace muy competitivo. De esta manera, ya está prácticamente listo para su escalado industrial y su puesta en marcha en el mercado.

Por otro lado, el material creado tiene una gran capacidad de absorber agua, lo que puede reducir la necesidad de riego de la planta hasta en un 50%. “El proceso permite la incorporación de 116 gramos de zinc en un kilo de producto que puede ser liberado durante 9 ó 10 horas en agua”, indica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Sevilla Mercedes Jiménez Rosado, autora del artículo.

Compactación y liberación

Cada tipo de cultivo tiene requerimientos específicos para la liberación gradual de nutrientes, que está afectada por factores como la composición del fertilizante, la forma en que está procesado y cómo reacciona con el suelo. Por eso, comprender y controlar la dinámica de liberación permite ajustar el abono para que los nutrientes estén disponibles cuando las plantas los necesitan, optimizando así su absorción y crecimiento.

Los comprimidos creados logran ese control en la liberación gracias a su composición y propiedades. Se forman mediante la compactación de polvos proteicos por compresión y se les incluye el nutriente deseado, en este caso, el zinc. Esta técnica consiste en aplicar presión a los residuos triturados. De esta forma, los granos que componen el polvo se deforman, crean una tensión superficial que los mantiene unidos y logran un bloque compacto y permeable que liberará progresivamente el fertilizante, al mismo tiempo que se degrada de manera sostenible la proteína. 

Los comprimidos se forman mediante la compactación de polvos proteicos por compresión y se les incluye el nutriente deseado.

Adicionalmente, se puede recurrir a un tratamiento térmico para fortalecer sus propiedades mecánicas. “Este es un proceso sencillo, de bajo costo y fácilmente industrializable. Así, se pueden obtener comprimidos de liberación controlada a un bajo precio, lo que permite competir con los fertilizantes convencionales en el mercado actual”, añade la investigadora. 

Los expertos están inmersos en la fabricación de nuevas pastillas para la liberación de otros nutrientes, como el hierro, y con otros materiales procedentes de residuos que fomenten el ciclo económico y sostenible de la agricultura. 

Esta fertilización especializada contribuye a mejorar la productividad agrícola al asegurar que las plantas estén bien nutridas durante todo su ciclo de crecimiento, lo que se traduce en cultivos más sanos, mayor rendimiento y mejor calidad de los productos agrícolas. Además, se minimiza el riesgo de contaminación ambiental causada por el exceso de nutrientes que pueden llegar hasta las aguas subterráneas o causar otros impactos ambientales negativos.

La ingeniería química nos devuelve a un pasado más amable con el medio ambiente poniendo la tecnología más puntera al servicio de la agricultura y del logro del Objetivo de Desarrollo Sostenible ‘Hambre cero’. Estas pastillas, que no dejan huella ni restos, harán que los arqueobiólogos del futuro tengan complicado conocer cómo la sociedad actual mejoraba sus cultivos.