Agricultura Europa Fertilización y Riego

El fertilizante verde hecho de estiércol de vaca y plumas de pollo podría transformar la agricultura grande


Se está probando una serie de estrategias en Europa para convertir los desechos agrícolas ricos en nutrientes, como plumas de pollo, estiércol de vaca y tallos de plantas en fertilizante verde.


por Anthony King, de la revista Horizon , Horizon: la revista de investigación e innovación de la UE


Llenos de fósforo y nitrógeno, los productos reciclados podrían ayudar a reducir las emisiones de la agricultura intensiva y la dependencia de las importaciones de fertilizantes.

La agricultura europea produce una gran cantidad de alimentos de alta calidad, pero también grandes cantidades de desechos de cultivos y animales de granja , que incluyen alrededor de 1.400 millones de toneladas de estiércol cada año.

Los desechos de la granja están llenos de nutrientes, pero a menudo se encuentran en moléculas orgánicas complejas, que tardan en descomponerse en minerales para el uso de las plantas de cultivo . El estiércol es voluminoso, difícil de transportar y generalmente se genera lejos de los campos de cultivo. En consecuencia, los agricultores dependen de fertilizantes químicos que a menudo se importan a Europa.

Si bien el mercado de fertilizantes de la UE está valorado entre 20 y 25 mil millones de euros al año , el fertilizante sintético representa el 80% de los productos. El nitrógeno se produce al extraer el químico del aire y usar la energía de los combustibles fósiles para convertirlo en sales de amonio que las plantas consumen fácilmente. El fósforo, el otro ingrediente principal del fertilizante químico, está hecho de rocas extraídas principalmente en Marruecos , pero también en China y los Estados Unidos.

Mientras tanto, los nutrientes que se propagan a las tierras agrícolas pueden filtrarse en ríos y lagos, causando la proliferación de algas y la muerte de peces, o evaporarse como gases de efecto invernadero.

«Tenemos demasiados nutrientes circulando por Europa, causando problemas ambientales», dijo el profesor Erik Meers, químico ambientalista de la Universidad de Gante en Bélgica. «También tenemos una cantidad cada vez mayor de fertilizante químico, nitrógeno y fosfato, en uso».

Se estima que 13,6 millones de toneladas de nitrógeno y 1,8 millones de toneladas de fósforo ingresan a la agricultura europea cada año a través de fertilizantes, pero también los cultivos utilizados en la alimentación animal.

«No estamos reciclando todos los nutrientes que podríamos reutilizar», dijo el Dr. Victor Riau Arenas, científico del Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Cataluña, España. Dirige un proyecto llamado Circular Agronomics que tiene como objetivo impulsar el reciclaje de nutrientes en la cadena alimentaria agrícola y ayudar a reducir las emisiones. «Nuestro objetivo es convertir la cadena lineal que tenemos hoy en una cadena circular mediante el reciclaje de nutrientes».

Con la nueva legislación de la UE en marzo de 2019 que facilita la venta de productos fertilizantes hechos con materiales reciclados , el Dr. Riau y el Prof. Meers se encuentran entre los investigadores que ahora trabajan para extraer nutrientes puros de los desechos orgánicos para producir fertilizantes en bolsas sostenibles.

Microbios

El primer reto es procesar los residuos. El fertilizante químico llega a las puertas de la granja en bolsas con nutrientes minerales que están listos para usar. Sin embargo, los desechos animales y vegetales crudos, primero deben ser degradados por microbios antes de que las plantas puedan usarlos.

«Grandes cantidades de nutrientes están presentes en los residuos en forma orgánica y no son eficientes para la producción de plantas», dijo el Prof. Meers. ‘Es por eso que a los agricultores les gusta el fertilizante químico’.

El Prof. Meers dirige un proyecto de investigación llamado Nutri2Cycle que utiliza varios enfoques para abordar ambos lados de esta moneda: procesa los desechos de la granja y los utiliza para hacer productos lo suficientemente buenos como para reemplazar el fertilizante sintético importado.

Para procesar primero el estiércol, Nutri2Cycle lo vierte en un tanque grande llamado biodigestor donde los microbios vivos descomponen la materia orgánica. Un digerido líquido, que se parece y tiene la consistencia de los posos de café, sale por una tubería y deja un material sólido parecido al compost con la consistencia de una papilla.

El siguiente paso para los científicos es destilar la fracción líquida y tratarla hasta que se forme un compuesto químico puro, como una sal de amonio. Este es solo uno de los muchos procesos que el proyecto está poniendo a prueba.

El proyecto Nutri2Cycle también está utilizando sensores para aplicar bio-fertilizante en las cantidades correctas. Por ejemplo, los sensores de infrarrojo cercano podrían verificar con precisión qué nutrientes están yendo a un campo, o un sistema de sensores podría evaluar qué parches de pastizales necesitan fertilizante y cuáles no.

Economía circular

El enfoque es uno de los 24 que los científicos de Nutri2Cycle en toda Europa están explorando. Su objetivo es idear procesos industriales rurales para impulsar una economía agrícola circular. Para cerrar el ciclo, otros enfoques incluyen una planta piloto en la región de Flandes, Bélgica, que dará estiércol de cerdo tratado en forma líquida a la lenteja de agua. Esta planta flotante es rica en proteínas y se cosechará y probará como alimento para animales. Otras fuentes de alimento cultivadas a partir de nutrientes reciclados podrían incluir insectos o algas.

Un experimento como este podría, a su vez, ayudar a reemplazar algunos de los millones de toneladas de soja enviadas a Europa, principalmente desde los Estados Unidos , durante el año pasado. La soja es un alimento rico en proteínas. Pero también contiene nitrógeno, que es un componente crucial de la proteína y se puede recuperar en el estiércol animal. Lo mismo ocurre con el fósforo importado utilizado en los fertilizantes.

«Tenemos estos vastos flujos de nitrógeno y fósforo que vienen hacia Europa en forma de fertilizantes químicos importados y en forma de alimentos para animales importados», dijo el Prof. Meers. «Por lo tanto, estamos importando nitrógeno y fósforo, que luego terminan en estiércol».

Otros enfoques que están siendo explorados por el proyecto Nutri2Cycle incluyen pruebas de residuos de la industria láctea reciclada en cultivos en Irlanda. Este desperdicio proviene de la elaboración de queso y el procesamiento de la leche y es rico en nitrógeno, magnesio y fósforo. También analizarán muestras de estiércol de aves, tratamiento de aguas residuales de papa y tratamiento de aguas residuales urbanas en pastizales para alimentación animal y maíz.

Las granjas que utilizan desechos biológicos generalmente carecen de información adecuada, según el Dr. SM Ashekuzzaman, químico ambientalista de Teagasc, una organización irlandesa de investigación agrícola y científico de Nutri2Cycle. Es difícil decir a partir de los residuos biológicos cuántos nutrientes están listos para el uso de las plantas, dice.

‘Hay una brecha de conocimiento sobre la cantidad de nutrientes disponibles para las plantas. «Vamos a agregar a este conocimiento el uso de ensayos agronómicos y luego asesorar mejor a los agricultores», dijo.

Alimentación de precisión

Para ayudar a que la agricultura sea más eficiente, en Cataluña, Circular Agronomics utilizará en el futuro el calentamiento solar para procesar y secar el estiércol de los cerdos para producir fertilizantes. También alimentarán con precisión vacas lecheras para reducir el estiércol y las emisiones, mientras que se desarrollará una planta piloto en Alemania para recuperar el nitrógeno y el fósforo de los desechos de la industria alimentaria.

El Dr. Riau dice que, dado que la ganadería y la agricultura arables son actualmente responsables de la liberación de cantidades sustanciales de amoníaco y otros gases de efecto invernadero, el procesamiento de estos desechos ayudará a reducir las emisiones que están causando la emergencia climática.

«Reduciremos el uso de fertilizantes químicos, lo que reducirá los costos, pero también el impacto ambiental de la agricultura en los suelos y la lixiviación de nitratos en las aguas subterráneas», dijo.


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