IP 543-11 España

27 Abril 2011

Idea de Proyecto: Producción de abono para el suelo a partir de degradación microbiana

Actividad y experiencia del grupo ponente:

Tiene amplia experiencia en el fomento de la innovación a través de un modelo de transferencia del conocimiento mediante la utilización de las tecnologías de la información y las comunicaciones y la correcta gestión del cambio para su aplicación. Además tiene sus actividades consolidadas y está dotada de recursos y proyectos propios orientados a la promoción, dirección, gestión y desarrollo de proyectos de I+D+i, tanto a nivel nacional como internacional.

Tiene afianzada una línea de negocio que ayuda y permite a organizaciones terceras adquirir las habilidades necesarias para realizar I+D+i en sus sectores y llevar a cabo actividades de investigación y desarrollo tecnológico.

Descripción de la idea básica del proyecto que se propone

La urgencia mundial por reducir el impacto de la actividad humana sobre el medio ambiente y los efectos del cambio climático, debe ser combinada con la también imperiosa necesidad de producir alimentos sanos y con las condiciones de salubridad esenciales para una población en constante crecimiento.

Cerca de la mitad de las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas de la agricultura son generadas por la producción y uso de fertilizantes y plaguicidas inorgánicos, los cuales cada día se requieren en mayor cantidad, son de mayor costo y algunas veces se tornan escasos, constituyéndose en un problema de tipo estructural.

Desde el punto de vista ambiental el incremento del uso de insumos químicos ha generado problemas tales como el deterioro de la calidad del suelo, de aguas superficiales y subterráneas así como también la polución del aire, reducción en la biodiversidad y la supresión de la función de los ecosistemas.  Adicionalmente, la producción masiva de alimentos genera otras formas de contaminación, derivadas de la disposición final que le da el hombre a los residuos que se producen después de la cosecha, ejemplo de estos son las hojas, tallos, vainas, entre otros, que quedan después de recoger el producto principal del cultivo.

Estos residuos generalmente están compuestos por materiales como la celulosa y la lignina, el primero es el principal componente de la pared celular de las plantas superiores, y el segundo es la sustancia que acompaña a la celulosa en las paredes celulares de los tejidos lignificados.

Se han sugerido algunos usos para estos residuos lignocelulósicos biodegradables, entre ellos el uso como materia prima para la producción de etanol, para la manufactura de papel, para compostaje o directamente para alimentación animal.

El objeto final del proyecto que se propone persigue la investigación, diseño y desarrollo de un nuevo producto agroindustrial, basado en los procesos de degradación microbiana, para que en procesos in situ se desencadenen acciones de reducción de la lignina y celulosa de los residuos de cosecha, y que éstos actúen como abono y nutrientes para el suelo.

Sin embargo, para esto normalmente se requiere de pasos previos que incluyen pre-tratamiento (mecánico, químico o biológico) e hidrólisis de polímeros para producir moléculas fácilmente metabolizables, lo que encarece estos procesos. Adicionalmente, para el caso de los residuos de cosecha se hace necesario la recolección, transporte y disposición final de estos hasta su uso, lo que aumenta aún más el costo de estos procesos.

Por esta razón, infortunadamente, en muchas regiones del mundo aún se utiliza la quema a cielo abierto como una estrategia para la disposición final de los residuos de cosecha, con la consecuente afectación al medio ambiente.

En el caso del cultivo del arroz, el cual es uno de los que mayor cantidad de residuos lignocelulósicos genera, la alternativa a la quema es la incorporación de estos residuos al suelo. Esto conlleva beneficios a largo plazo como el aumento de la materia orgánica, mejorando las condiciones tanto físicas como químicas y biológicas de los suelos. Además aporta nutrientes para los microorganismos, ayudando así a que las plantas tengan una mejor asimilación (nitrógeno, fósforo y potasio). Adicionalmente el terreno es más fácil de preparar y se puede reducir el uso de fertilizantes minerales y racionalizar el consumo de agua.

Esta práctica conlleva a otros problemas ambientales ya que cuando los campos son inundados para la siembra,  el proceso de degradación de estos se produce en anaerobiosis generando gases como el metano, que es un potente gas invernadero. Para evitarlo, es necesario que antes de su incorporación al suelo, estos residuos de cosecha estén completamente degradados y esto se puede lograr mediante el uso de bioinoculantes preparados a base de microorganismos lignocelulolíticos.

Perfil o características de los socios buscados

Por las características del proyecto los socios deben estar comprometidos con el desarrollo sostenible y deben poseer una alta conciencia social.

Alrededor del 50% del peso seco de las plantas de arroz, corresponde la tamo, por lo que por cada tonelada de grano cosechada se producen aproximadamente 1.35 toneladas de tamo de arroz, es decir de residuos de cosecha.

El tamo de arroz es un material lignocelulósico típico, que difiere de los demás residuos de cultivo en su alto contenido de dióxido de sílice. En cuanto los productos basados en los microorganismos y no en sus enzimas, los microorganismos lignocelulósicos se han usado como aceleradores de compostaje. Para este fin se utilizan inóculos microbianos principalmente fúngicos, los más utilizados son Aspergillus niger y las especies del género Trichoderma, y bacterianos, basados en especies del género Bacillus, especialmente Bacillus subtilis, en la mayoría de los casos estos bioinoculantes se producen de manera artesanal. Existen pocos reportes sobre el uso de estos microorganismos para la degradación de residuos lignocelulósicos “in situ”.

En Colombia, FEDEARROZ ha evaluado el uso del hongo Trichoderma viride, utilizado para el control biológico de patógenos del suelo, encontrando excelentes resultados como agente descomponedor del tamo aunque este microorganismo no fue aislado y producido para tal fin

La investigación y desarrollo del nuevo producto bioinoculante a base de microorganismos lignocelulolíticos,  se constituiría en una verdadera solución al manejo de dichos residuos, ya que no existen en el mercado productos dirigidos específicamente a la degradación “in situ” de residuos de cosecha; generando así una valiosa innovación que contribuirá a darle una adecuada disposición final a los residuos de cosecha, aprovechando sus nutrientes, disminuyendo el impacto negativo al medio ambiente, disminuyendo costos y tiempos inherentes de la disposición final de estos residuos. En otras palabras, transformando lo que hoy es un problema en una novedosa solución.

Otras informaciones de interés

Los objetivos específicos de este proyecto son:

• Establecer las condiciones de producción y formulación a escala piloto de nuevos productos basados en microorganismos celulolíticos y ligninolíticos, a partir de los resultados de investigaciones previas desarrolladas por el grupo.
• Evaluar la eficacia en campo de la aplicación de los prototipos obtenidos a nivel piloto.
• Obtener los registros de venta ICA para los productos desarrollados a escala piloto.

Más Información

Ma. Isabel Torres Granda, Organismo Gestor Iberoeka, Programa CYTED

Teléfono: +506 2248 1515 ext. 193

Fax: +506 2257 8895

Google Talk: torresg.isabel

Apdo Postal: 5589-1000 San José, Costa Rica