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El nitrógeno de los biosólidos puede ayudar a los suelos urbanos y al crecimiento de las plantas


La tendencia de «desperdicio cero» podría tener un amigo en forma de biosólidos. Los biosólidos son los materiales producidos después de que los desechos domésticos son tratados en los sistemas de aguas residuales urbanas. 


Por Adityarup «Rup» Chakravorty


En el pasado, la mayor parte de este material sólido se transfería a vertederos. Pero los procesos desarrollados en las últimas décadas pueden crear biosólidos de «calidad excepcional».

Estos nuevos biosólidos «EQ» son bajos en contaminantes y patógenos, pero altos en nutrientes. Se pueden aplicar a suelos agrícolas o urbanos que necesitan fertilizantes y otras mejoras en la salud del suelo. Eso reutiliza un antiguo material de «desperdicio» y ayuda al medio ambiente en el camino.

Los biosólidos son valiosos porque son ricos en nitrógeno, un nutriente clave para las plantas. Pero, solo una fracción del nitrógeno en los biosólidos utilizados como fertilizante está disponible para las plantas. Esta fracción se llama nitrógeno biodisponible.

«Necesitamos saber cuánto nitrógeno se vuelve biodisponible cuando agregamos biosólidos al suelo», dice Odiney Alvarez-Campos, investigadora de Virginia Tech. «Queremos suministrar suficiente para un crecimiento y rendimiento de cultivos saludables, pero no excedente de nitrógeno».

Eso es porque demasiado nitrógeno puede contaminar el medio ambiente. Puede ingresar a las aguas superficiales y subterráneas y afectar los ecosistemas acuáticos. «Es un equilibrio entre apoyar el crecimiento de las plantas, sin contaminar», dice Alvarez-Campos.

En un nuevo estudio, Álvarez-Campos y sus colegas probaron qué cantidad de nitrógeno en diferentes productos biosólidos se convirtió en biodisponible en un suelo urbano. Descubrieron un factor de complicación. La naturaleza degradada de los suelos urbanos podría reducir la disponibilidad de nitrógeno de los biosólidos para las plantas.

“Los suelos urbanos son a menudo suelos compactados y degradados. Pueden tener poca materia orgánica y nutrientes ”, dice Alvarez-Campos. Las actividades humanas, como la construcción y el tráfico de vehículos pesados, pueden degradar los suelos urbanos.

«Los biosólidos tienen lo que necesitamos para ayudar a restaurar estos suelos», dice ella. Por ejemplo, la materia orgánica en los biosólidos puede reducir la compactación del suelo. Eso puede facilitar la labranza de los suelos y ayudar a que crezcan las raíces de las plantas. Los biosólidos también pueden aumentar la infiltración y retención de agua en los suelos, que son importantes para el crecimiento de las plantas.

Los investigadores probaron cinco productos diferentes de biosólidos. Todos los productos eran de «calidad excepcional». Algunos de los biosólidos tenían otros materiales mezclados. Estos materiales incluían material orgánico seco y mineral. El objetivo era secar los biosólidos.

«Uno de los principales desafíos que se enfrentan al aplicar biosólidos a las zonas urbanas es su alto contenido de humedad», dice Alvarez-Campos. Los productos biosólidos que tienen alta humedad son más difíciles de transportar, manipular y extender.

El estudio mostró que los biosólidos que no se mezclan con materiales leñosos producen más nitrógeno biodisponible que los productos biosólidos mezclados con materiales leñosos. La baja materia orgánica y el alto contenido de arcilla del suelo urbano redujeron la cantidad de nitrógeno biodisponible de los biosólidos. También redujeron la efectividad de los métodos de laboratorio para estimar el nitrógeno disponible.

Biosólidos negros junto al producto de compost de floración marrón.
El compost de biosólidos (izquierda) muestra la presencia de material leñoso mezclado durante el proceso de compostaje. El producto de biosólidos Bloom (derecha) muestra la textura seca y desmenuzable del producto. Crédito: Odiney Alvarez-Campos

Además, los investigadores se centraron en un método de laboratorio de uso común que proporcionaba las mejores estimaciones de la disponibilidad de nitrógeno de los biosólidos. Este método se llama incubación anaerobia de 7 días. «Mostró el mayor potencial para ser utilizado como un indicador de la disponibilidad de nitrógeno de un biosólido», dice Alvarez-Campos.

Saber que la disponibilidad de nitrógeno podría ser menor en suelos degradados es clave. «Ayudará a ajustar las tasas de aplicación de biosólidos para que coincidan con el grado de degradación del suelo», dice Alvarez-Campos.

Estos hallazgos son un primer paso importante. Los investigadores están evaluando la confiabilidad de las pruebas rápidas para estimar la disponibilidad de nitrógeno de los biosólidos aplicados a los suelos urbanos. También están buscando expandir su área de estudio. «En este estudio, utilizamos un representante de suelo de suelos urbanos en el suroeste de Virginia», dice ella. Los estudios futuros evaluarán el impacto de las aplicaciones de biosólidos en una mayor variedad de suelos y paisajes urbanos.

«Reciclar biosólidos en el suelo es una de las formas más sostenibles de gestionar los desechos», dice Alvarez-Campos. «Devuelve carbono y nutrientes, como nitrógeno, al suelo y ayuda a que crezca la vegetación».

Si los biosólidos no se aplican a campos agrícolas o paisajes urbanos, se eliminan en vertederos o se incineran. «Cuando se aplica a los suelos, los biosólidos se convierten en un recurso valioso en lugar de un desperdicio desagradable», dice ella.

Esta investigación fue publicada recientemente en el Soil Science Society of America Journal . El financiamiento fue proporcionado por el Consejo de Gobiernos Metropolitano de Washington, DC Water, la Fundación de Investigación del Medio Ambiente del Agua, la Estación Experimental Agrícola de Virginia y el Programa Hatch del Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura, Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.


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