Los fertilizantes agrícolas son fundamentales para alimentar a la población mundial, restaurar la fertilidad del suelo y mantener los cultivos.
por la Sociedad Química Americana
El uso excesivo e ineficiente de esos recursos puede representar una amenaza ambiental, contaminando los cursos de agua y generando gases de efecto invernadero como el óxido nitroso. Ahora, los investigadores que informan en ACS Agricultural Science & Technology han abordado esos desafíos con perlas de vidrio fertilizantes. Las perlas controlan la liberación de nutrientes y los investigadores afirman que son compatibles con el medio ambiente.
«Los resultados muestran que los fertilizantes de vidrio pueden adaptarse a las necesidades de las plantas, liberando nutrientes de forma lenta y sostenible para aumentar la productividad sin dañar la calidad del suelo», afirma Danilo Manzani, coautor del estudio.
Con el tiempo, el uso de productos químicos agrícolas ha aumentado. En 2020, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura estimó que la demanda mundial de fertilizantes superaría los 200 millones de toneladas métricas. Los fertilizantes contienen nitrógeno, fósforo y cantidades menores de otros elementos como el calcio. Desafortunadamente, los beneficios de estos nutrientes se pierden a través de la lixiviación en las aguas subterráneas y las emisiones al aire, lo que requiere una reaplicación frecuente y crea problemas ambientales posteriores como la proliferación de algas tóxicas. Una posible solución podría provenir de pequeñas perlas de vidrio que los investigadores anteriores usaban para mejorar el crecimiento de las plantas. Para mejorar la eficiencia del suministro de nutrientes, Manzani, Eduardo Ferreira y sus colegas desarrollaron un fertilizante de vidrio multicomponente soluble en agua diseñado para la liberación controlada de nutrientes.
Los investigadores sintetizaron vidrio compuesto por varios micro y macronutrientes, como fósforo, potasio y calcio. Trituraron el vidrio en partículas pequeñas (de menos de 0,85 milímetros de ancho) y grandes (de 0,85 a 2 milímetros de ancho). En una prueba inicial, las partículas se añadieron a agua o a una solución tampón que imitaba las condiciones del suelo. Descubrieron que cada nutriente se liberaba de ambos tamaños de partículas de vidrio y se difundía en las soluciones de forma constante durante 100 horas con pequeñas fluctuaciones.
Luego aplicaron una solución nutritiva o diferentes cantidades de perlas de vidrio a un suelo sembrado con césped y césped de calle típicos, y compararon el crecimiento de las plantas en los dos tratamientos. La solución nutritiva, que se aplicó solo una vez, estimuló inmediatamente el crecimiento de las plantas , pero el efecto disminuyó rápidamente. Sin embargo, la aplicación única de fertilizante de vidrio sostuvo el crecimiento de las plantas independientemente del tamaño de las partículas , aunque el crecimiento general dependió de la dosis de perlas.
Manzani, Ferreira y sus colegas también examinaron la posible ecotoxicidad del fertilizante de vidrio al exponer las semillas de lechuga y cebolla a las perlas. Las semillas expuestas al fertilizante de vidrio tuvieron aproximadamente la misma tasa de germinación y salud celular que las que nunca estuvieron expuestas o que las tratadas con nutrientes solubles. Los investigadores dicen que estos resultados indican una alternativa eficiente y sostenida a los fertilizantes convencionales con un menor impacto ambiental.
Más información: José Hermeson da Silva Soares et al, Diseño y rendimiento de un fertilizante de vidrio multicomponente para la distribución de nutrientes en la agricultura de precisión, ACS Agricultural Science & Technology (2025). DOI: 10.1021/acsagscitech.4c00243
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