Investigadores de Brasil han propuesto sus soluciones para la biologización de la producción de cultivos
Un equipo de investigación afiliado al Laboratorio de Materiales Poliméricos y Biosorbentes de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), Estado de São Paulo, Brasil, ha producido y está probando materiales a base de celulosa para fertilizantes de alto rendimiento para reducir la liberación de no- productos químicos biodegradables en el ecosistema, escribe Janet Kanters en un artículo en informaconnect.com.
La investigación fue financiada por la FAPESP (Fundación de Investigación de São Paulo) y dirigida por Roselena Faez, profesora del Centro de Ciencias Agrarias (CCA-UFSCar).
En un artículo publicado previamente en la revista Carbohydrate Polymers, los científicos describieron cómo usaron nanocelulosa modificada para liberar nutrientes fertilizantes en el suelo de forma lenta y controlada, dado que el nitrógeno, el fósforo y el potasio son altamente solubles.
Los productos de liberación controlada están disponibles en el mercado, pero la mayoría están hechos de polímeros sintéticos no biodegradables.
Investigadores de la UFSCar desarrollaron un producto completamente diferente en el que una reacción química entre nanocelulosa modificada y sales minerales mantiene los nutrientes en el suelo. “Nos hemos centrado en los problemas más importantes: los nitratos y el potasio. El material que desarrollamos es totalmente biodegradable y libera estos nutrientes aproximadamente al mismo ritmo lento que los materiales sintéticos disponibles”, explica Faez.
Científicos de nanocelulosa producidos a partir de celulosa pura donada por una fábrica de papel. Las nanofibrillas se funcionalizaron con cargas positivas y negativas para mejorar la interacción en la sinergia polímero-nutriente.
“Debido a que las sales también están compuestas de especies cargadas positiva o negativamente y tienen una alta solubilidad, planteamos la hipótesis de que la nanocelulosa cargada negativamente reaccionaría con los iones positivos de las sales, mientras que la nanocelulosa cargada positivamente interactuaría con los iones negativos, reduciendo la solubilidad de las sales. . Esto se confirmó y el grupo pudo modular la liberación de nutrientes según el tipo de partículas en el material”, dijo Deborah Frans, primera autora del estudio.
El grupo produjo el producto en forma de tableta mediante dos métodos (pulverización y secado por pulverización para encapsular los nutrientes en nanocelulosa, seguido de un tratamiento térmico del polvo resultante, que se comprimió en un molde) y evaluó su eficacia en la liberación de nutrientes en el suelo.
“Evaluamos la entrada de nutrientes al suelo y la biodegradación del material en el sitio dentro de los 100 días. Usamos deliberadamente un suelo muy pobre con poca materia orgánica para que sea más fácil ver los efectos físicos del producto. Los resultados han sido prometedores”, dice Faez.
El grupo publicó un segundo artículo sobre la olla, que es en sí misma un alimento vegetal, en la revista Industrial Crops and Products, con contribuciones del químico Lucas Luis Messa. El objetivo del trabajo fue extraer celulosa de la torta de caña de azúcar y modificarla con carga superficial negativa por fosforilación (agregando un grupo fósforo) para proporcionar una liberación controlada de potasio. Teóricamente, la entrega de nutrientes a las plantas se ralentizará debido a la fosforilación de la celulosa, que creará cargas aniónicas en la superficie que se unirán a los cationes de macronutrientes y micronutrientes.
El grupo preparó tres tipos de estructuras fosforiladas de celulosa: una película similar al papel secada al horno, un polvo secado por aspersión y una masa porosa similar a la espuma de poliestireno liofilizada. Se ha observado que la liofilización o la liofilización dejan nutrientes en los vacíos que quedan después de que se ha eliminado el agua.
“Desde un punto de vista tecnológico, la estructura de papel fue el mejor material que produjimos para la entrega controlada de nutrientes. Se pueden crear varios productos a partir de este papel”, comentó Faez. El grupo pudo desarrollar macetas pequeñas para cultivar plántulas. Cuando este material se descompone, se libera el fósforo que contiene.
Las macetas de cultivo biodegradables ya están disponibles en el mercado. “Nuestro producto tiene fertilizante incorporado, lo cual es una gran ventaja competitiva. De hecho, solicitamos una patente y la primera compra la hizo un fabricante de flores en São Paulo”, dice Faez.
(Fuente: informaconnect.com. Autor: Janet Kanters.)
