Las perlas de vidrio pueden diseñarse para liberar nutrientes lentamente según las necesidades de las plantas, evitando la lixiviación y reduciendo la contaminación.
Las perlas de vidrio como sistema sostenible de suministro de nutrientes
Los fertilizantes agrícolas son fundamentales para alimentar a la creciente población mundial, restaurar la fertilidad del suelo y mantener la producción de cultivos. Sin embargo, el uso excesivo e ineficiente de estos insumos representa una amenaza ambiental, ya que contribuye a la contaminación de cuerpos de agua y a la emisión de gases de efecto invernadero, como el óxido nitroso. Frente a estos desafíos, un grupo de investigadores, en un estudio publicado en ACS Agricultural Science & Technology, ha desarrollado un novedoso sistema basado en perlas de vidrio fertilizante. Estas perlas permiten una liberación controlada de nutrientes, siendo una alternativa más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
Un enfoque más eficiente y sostenible
De acuerdo con Danilo Manzani, coautor del estudio, las perlas de vidrio pueden ser diseñadas para satisfacer las necesidades de las plantas, proporcionando nutrientes de manera lenta y sostenida, lo que incrementa la productividad sin comprometer la calidad del suelo.
El uso de fertilizantes químicos ha crecido de forma significativa en las últimas décadas. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), en 2020 se estimó que la demanda mundial de fertilizantes superaría los 200 millones de toneladas métricas. Estos fertilizantes contienen nutrientes esenciales como nitrógeno, fósforo y potasio, además de otros elementos en menor proporción, como calcio. No obstante, gran parte de estos nutrientes se pierden por lixiviación en aguas subterráneas o se liberan en forma de gases, lo que obliga a reaplicaciones frecuentes y genera problemas ambientales como floraciones algales tóxicas.
¿Cómo funcionan las perlas de vidrio fertilizante?
Para mejorar la eficiencia en la entrega de nutrientes, los investigadores, liderados por Manzani y Eduardo Ferreira, desarrollaron un vidrio fertilizante multicomponente y soluble en agua, capaz de liberar nutrientes de manera controlada. En su estudio, sintetizaron un vidrio con diversos macro y micronutrientes, como fósforo, potasio y calcio, el cual fue posteriormente triturado en partículas de menos de 0,85 milímetros y de entre 0,85 y 2 milímetros de diámetro.
Cuando estas partículas se sumergieron en agua o en una solución tampón que simulaba condiciones del suelo, los resultados mostraron que cada nutriente se liberaba de manera constante y homogénea durante 100 horas, con variaciones mínimas.
Comparación con fertilizantes convencionales
Para evaluar la efectividad de este fertilizante, los investigadores aplicaron una solución de nutrientes y diferentes dosis de perlas de vidrio a suelos con césped común y de campo de golf. Los resultados mostraron que la solución líquida generó un crecimiento rápido pero de corta duración. En contraste, una única aplicación de las perlas de vidrio mantuvo el crecimiento del césped durante un periodo prolongado, sin importar el tamaño de las partículas utilizadas, aunque la dosis influyó en el crecimiento total.
Asimismo, el equipo científico probó la posible ecotoxicidad de las perlas de vidrio fertilizante exponiendo semillas de lechuga y cebolla a estas partículas. Los resultados fueron alentadores: las semillas tratadas con el fertilizante de vidrio mostraron tasas de germinación y salud celular similares a las de aquellas que no estuvieron en contacto con el fertilizante o que fueron tratadas con nutrientes solubles convencionales.
Beneficios ambientales y perspectivas futuras
Este desarrollo representa una alternativa prometedora para reducir la contaminación causada por fertilizantes convencionales y mejorar la eficiencia en la absorción de nutrientes por las plantas. Algunas de las ventajas clave incluyen:
- Menor impacto ambiental, al evitar la lixiviación de nutrientes en cuerpos de agua y la emisión de gases contaminantes.
- Mayor eficiencia en la absorción de nutrientes, gracias a su liberación gradual.
- Reducción de la frecuencia de aplicación, disminuyendo costos y el uso excesivo de fertilizantes.
- Compatibilidad con diferentes tipos de suelos y cultivos, ampliando su aplicabilidad en la agricultura sostenible.
A futuro, se espera que se realicen estudios adicionales para optimizar la formulación del vidrio fertilizante y evaluar su desempeño en una variedad más amplia de cultivos y condiciones climáticas. Además, su producción a escala industrial podría reducir aún más su impacto ambiental y costos, consolidándose como una alternativa viable y sostenible dentro de la agricultura moderna.
Vía www.acs.org
Más información: Design and Performance of a Multicomponent Glass Fertilizer for Nutrient Delivery in Precision Agriculture https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsagscitech.4c00243
