Estiércol de cerdo y bacterias serían grandes aliados para la producción sostenible de fertilizantes en Colombia – Redagrícola

Informe sobre la Producción Sostenible de Biofertilizantes a partir de Residuos Porcinos y su Alineación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

1. Introducción: Un Enfoque Innovador para la Agricultura Sostenible

El presente informe detalla una investigación que aborda dos desafíos críticos para el desarrollo sostenible: la dependencia de fertilizantes sintéticos y la gestión de residuos agroindustriales. La importación y aplicación masiva de fertilizantes químicos en Colombia (aproximadamente 392,5 kg por hectárea) genera altos costos económicos y un severo impacto ambiental. Paralelamente, la generación anual de 55 billones de toneladas de residuos animales, como el estiércol porcino, representa un foco de contaminación. Esta investigación propone una solución de economía circular que convierte los ácidos grasos volátiles (AGVs) del estiércol de cerdo en un sustrato para alimentar bacterias fijadoras de nitrógeno. Este enfoque se alinea directamente con múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), principalmente el ODS 2 (Hambre Cero), el ODS 12 (Producción y Consumo Responsables) y el ODS 13 (Acción por el Clima).

2. Metodología: Ingeniería de Microbiomas para la Sostenibilidad

El estudio, desarrollado por la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira en colaboración con la Universidad del Valle, implementó un método de ingeniería de microbiomas para desarrollar un biofertilizante eficaz y sostenible.

2.1. Selección y Cultivo de Comunidades Microbianas

El proceso se centró en potenciar la capacidad natural de las comunidades microbianas en lugar de utilizar cepas aisladas, lo que representa una innovación clave alineada con el ODS 9 (Industria, Innovación e Infraestructura).

1. Aislamiento Inicial: Se partió de una muestra de suelo con alta biodiversidad microbiana para asegurar un amplio acervo genético.
2. Presión Selectiva: Durante seis semanas, los microorganismos fueron cultivados en biorreactores bajo condiciones estrictas: los AGVs del estiércol como única fuente de carbono y el aire como única fuente de nitrógeno.
3. Selección Natural Acelerada: Este entorno forzó la supervivencia y proliferación exclusiva de las bacterias capaces de consumir los ácidos grasos y fijar nitrógeno atmosférico simultáneamente, optimizando la comunidad para la función deseada.

2.2. Transformación de Residuos en Recursos: Alineación con el ODS 12

La producción del sustrato microbiano es un ejemplo de valorización de residuos, un pilar del ODS 12 (Producción y Consumo Responsables) y una estrategia para cumplir con el ODS 6 (Agua Limpia y Saneamiento) al reducir la carga contaminante del estiércol.

1. Digestión Anaerobia: El estiércol de cerdo se descompuso en un ambiente sin oxígeno para liberar ácidos grasos volátiles (acético, propiónico, butírico).
2. Purificación del Sustrato: El líquido resultante fue sometido a filtración y centrifugación para eliminar impurezas.
3. Destilación Final: Se aplicó un proceso de destilación para obtener un sustrato líquido purificado y rico en carbono, ideal como alimento para las comunidades bacterianas.

3. Resultados y Hallazgos Clave

Los resultados validaron la eficacia del biofertilizante y revelaron importantes descubrimientos biotecnológicos.

3.1. Eficacia en la Fijación de Nitrógeno y Crecimiento de Cultivos

Las pruebas demostraron un impacto positivo directo en la productividad agrícola, contribuyendo al ODS 2 (Hambre Cero).

• Las comunidades microbianas seleccionadas aumentaron su capacidad de fijación de nitrógeno en un 76%.
• La inoculación en cultivos de tomate (tanto en hidroponía como en suelo) mejoró significativamente el crecimiento de las plantas.
• Los resultados de producción fueron equiparables a los obtenidos con la fertilización química convencional, pero sin el impacto ambiental asociado.
• Se alcanzaron valores de nitrógeno acumulado de hasta 9,8 mg·mL⁻¹ en el medio de cultivo.

3.2. Descubrimientos a Nivel Microbiológico

El análisis genético de las comunidades microbianas arrojó luz sobre su composición y comportamiento, lo cual es fundamental para el ODS 15 (Vida de Ecosistemas Terrestres) al promover la salud del suelo.

• Géneros Dominantes: Se identificaron tres géneros bacterianos predominantes: Taibaiella, Aureimonas y Sinirhodobacter, poco comunes en biofertilizantes comerciales y con un alto potencial biotecnológico.
• Interacciones Sinergicas: El análisis bioinformático sugirió que las bacterias actúan en sinergia, potenciando la fijación de nitrógeno.
• Simbiosis Personalizada: Se observó que la planta de tomate selecciona activamente los microorganismos más compatibles de la comunidad, estableciendo una simbiosis a medida. Este hallazgo abre la posibilidad de desarrollar biofertilizantes específicos para cada tipo de cultivo.

4. Conclusión: Impacto Integral en los Objetivos de Desarrollo Sostenible

Esta investigación presenta una solución biotecnológica que no solo resuelve un problema técnico en la agricultura, sino que también ofrece un modelo de producción sostenible con un impacto transversal en varios ODS. Al transformar un residuo contaminante en un biofertilizante de alto valor, el proyecto demuestra una ruta viable hacia una agricultura más resiliente, rentable y respetuosa con el medio ambiente.

• ODS 2 (Hambre Cero): Promueve una agricultura sostenible y mejora la productividad de los cultivos sin depender de insumos químicos costosos.
• ODS 6 (Agua Limpia y Saneamiento): Mitiga la contaminación del agua al dar un uso productivo al estiércol porcino y reducir el escurrimiento de fertilizantes sintéticos.
• ODS 9 (Industria, Innovación e Infraestructura): Representa una innovación científica con potencial para ser escalada a nivel industrial.
• ODS 12 (Producción y Consumo Responsables): Encarna los principios de la economía circular, convirtiendo residuos en recursos y promoviendo patrones de producción sostenibles.
• ODS 13 (Acción por el Clima): Contribuye a la mitigación del cambio climático al reducir la dependencia de fertilizantes nitrogenados sintéticos, cuya producción es intensiva en el uso de combustibles fósiles.
• ODS 15 (Vida de Ecosistemas Terrestres): Protege la biodiversidad y la salud del suelo al reemplazar productos químicos por soluciones biológicas que fomentan la vida microbiana benéfica.

Análisis de los Objetivos de Desarrollo Sostenible en el Artículo

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

El artículo aborda varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) a través de su enfoque en la creación de un biofertilizante a partir de residuos agroindustriales. Los ODS identificados son:

• ODS 2: Hambre Cero: El proyecto busca mejorar la producción agrícola de manera sostenible. Al desarrollar un biofertilizante que “mejoró la producción” de tomates y equiparó los “resultados obtenidos con fertilización química convencional”, contribuye directamente a aumentar la productividad agrícola y promover una agricultura sostenible.
• ODS 9: Industria, Innovación e Infraestructura: El artículo describe una investigación científica y una innovación tecnológica (“ingeniería de microbiomas”, “potencial biotecnológico”) que transforma un desecho en un producto de alto valor. Esto fomenta la investigación y el desarrollo de tecnologías limpias y sostenibles en el sector agroindustrial.
• ODS 12: Producción y Consumo Responsables: Este es un tema central. El artículo se enfoca en la gestión sostenible de los desechos (“55 billones de toneladas de residuos animales”) y la reducción del uso de productos químicos (“disminuir la contaminación asociada… con el uso de químicos”). La conversión de estiércol en fertilizante es un ejemplo claro de economía circular, reduciendo la generación de desechos mediante la reutilización.
• ODS 15: Vida de Ecosistemas Terrestres: Al proponer una alternativa a los fertilizantes sintéticos, que dejan “fuertes huellas ambientales”, el proyecto ayuda a reducir la contaminación del suelo y a proteger los ecosistemas terrestres. El uso de biofertilizantes promueve la salud del suelo y la biodiversidad microbiana en la rizosfera de las plantas.

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

Basado en el contenido del artículo, se pueden identificar las siguientes metas específicas de los ODS:

• Meta 2.4: “Para 2030, asegurar la sostenibilidad de los sistemas de producción de alimentos y aplicar prácticas agrícolas resilientes que aumenten la productividad y la producción… y mejoren progresivamente la calidad del suelo y la tierra”. El desarrollo de un biofertilizante que mejora el crecimiento de los cultivos utilizando procesos biológicos naturales es una práctica agrícola sostenible que se alinea directamente con esta meta.
• Meta 9.5: “Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales… alentando la innovación”. La investigación realizada por la Universidad Nacional de Colombia y la Universidad del Valle es un ejemplo explícito de esta meta, ya que aplica conocimiento científico para crear una solución biotecnológica innovadora.
• Meta 12.4: “Para 2030, lograr la gestión ecológicamente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida… y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo”. El proyecto aborda esta meta al gestionar el estiércol de cerdo (un desecho) y al reducir la necesidad de fertilizantes químicos, minimizando así la contaminación.
• Meta 12.5: “Para 2030, reducir considerablemente la generación de desechos mediante actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización”. El proceso descrito convierte un desecho masivo (“55 billones de toneladas de residuos animales”) en un insumo valioso, lo que representa una estrategia de reutilización y reciclaje a gran escala.

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

Sí, el artículo menciona o implica varios indicadores cuantitativos y cualitativos que pueden usarse para medir el progreso:

• Indicador implícito para la Meta 2.4: El artículo menciona que el tratamiento “mejoró la producción” y “equiparando resultados obtenidos con fertilización química convencional”. Un indicador directo sería el rendimiento de los cultivos (por ejemplo, kg de tomate por hectárea) utilizando el biofertilizante en comparación con los métodos tradicionales.
• Indicador implícito para la Meta 12.4: Se menciona que en Colombia se aplican “cerca de 392,5 kg por hectárea” de fertilizantes sintéticos. Un indicador clave para medir el progreso sería la reducción en el volumen de fertilizantes sintéticos utilizados por hectárea, gracias a la adopción de esta alternativa biológica.
• Indicador implícito para la Meta 12.5: El artículo destaca el problema de los “55 billones de toneladas de residuos animales que se generan cada año”. Un indicador de progreso sería la cantidad de residuos animales (en toneladas) procesados y convertidos en biofertilizantes, midiendo así la tasa de reciclaje y reutilización de este desecho.
• Indicadores específicos de la investigación (relacionados con la Meta 9.5): El artículo proporciona datos científicos que actúan como indicadores del éxito de la innovación:
  1. El aumento del “76 % [en la] capacidad de fijación de nitrógeno” de las comunidades microbianas.
  2. La concentración de “nitrógeno acumulado en el sobrenadante, que alcanzó valores de hasta 9,8 mg·mL⁻¹”.

  Estos datos cuantifican la eficacia de la tecnología desarrollada.

4. Tabla de ODS, metas e indicadores

Fuente: redagricola.com