Interacciones entre el suelo y las plantas y el efecto de los fertilizantes

En la segunda planta del ECW, el Centro de Estudios Ambientales de la Universidad de Bangor en Gales, normalmente sería fácil ver a Anna Ray trabajando en su Máster por Investigación (MRes). Pero en la actualidad, debido a la pandemia de la COVID-19, trabaja desde casa y se dedica a estudiar las interacciones entre el suelo y las plantas y el efecto de los fertilizantes en el césped. Un elemento clave de su estudio es la estruvita: un fertilizante de liberación lenta ecológico, que se extrae de las aguas residuales. El profesor Davey Jones, su supervisor en la Universidad de Bangor, cree que podría ser decisivo para el futuro: «Cultivamos alimentos, los comemos, expulsamos residuos y extraemos los nutrientes de ahí. El reciclaje a este nivel es algo revolucionario».

El profesor Davey Jones dirige un grupo de investigación que cubre tres áreas principales: 1) patógenos y enfermedades de los seres humanos, 2) eficiencia de los nutrientes en la agricultura, y 3) calidad del agua y contaminación. Empezó su carrera como edafólogo, luego hizo un doctorado en biología vegetal en la Universidad de Oxford y trabajó en Estados Unidos en el estudio de las interacciones entre suelo y plantas en el sector agrícola, hasta incorporarse en su puesto actual en la Universidad de Bangor en el Reino Unido.

Anna pasó su primer año de estudios en la India (con la Open University) y regresó a Bangor al terminar la carrera. «Volví porque la Universidad de Bangor es un buen lugar para los estudios medioambientales». Desde entonces, pasa muchas horas en los laboratorios. «He hecho varias prácticas en el ECW y en los laboratorios del departamento de Química. Pero por mucha experiencia que adquieras en los laboratorios, siempre hay cosas nuevas que aprender. En cada proyecto de investigación que empieza, es habitual utilizar técnicas innovadoras y nuevos instrumentos que nunca antes había usado, así que la curva de aprendizaje es constante».

En qué consiste el estudio

Anna investiga el efecto de los fertilizantes a base de fósforo en las interacciones entre el suelo y las plantas. Uno de los fertilizantes que está probando es la estruvita: una mezcla reciclada de magnesio, amoniaco y fosfatos que se extrae de las aguas residuales. Además de un estudio exhaustivo de literatura científica (una parte del proyecto que no se ha visto afectada por la COVID-19), Anna tiene previstos ocho experimentos durante su año de investigación: 1) evaluación de la toxicidad de los fertilizantes para medir el impacto inmediato de los fertilizantes en el suelo, 2) determinación de la ubicación del fósforo (P) en el suelo (adsorbido o disuelto) mediante isótopos ³³P radiomarcados, 3) análisis del efecto de la aplicación localizada de P en distintas formas como estimulante del desarrollo radicular, 4) observación del movimiento del P en distintas formas de fertilizantes, 5) análisis de la deficiencia de P e ingesta a partir de una solución líquida, 6) determinación del efecto de distintos fertilizantes con P en el aumento de los hongos de la micorriza arbuscular (HMA), 7) observación del efecto de los fertilizantes con P en la diversidad de las comunidades microbianas, 8) determinación de la velocidad de disolución de la estruvita.

Anna: «Cuando acabe el estudio de este año, espero poder ofrecer una explicación sobre la mecánica de las interacciones entre el suelo y las plantas con distintos fertilizantes a base de P para céspedes, además de una explicación de cómo afectan, específicamente, al desarrollo radicular de las plantas».

Según Andy Owen, Director Técnico Internacional de ICL: «En ICL, utilizamos estruvita de una empresa llamada Ostara, como parte de nuestra gama de productos Sierrablen Plus Pearl. Sabemos que este producto reciclado es una opción ecológica que, además, aporta beneficios reales a los céspedes. Estamos comprometidos al desarrollo de productos eficaces, por eso, recibimos con agrado todo nuevo estudio que contribuya a aclarar más las interacciones entre fertilizantes y plantas. La colaboración con la Universidad de Bangor nos permite profundizar en el estudio científico y nos ayuda a ser más claros en nuestras comunicaciones técnicas y campañas de marketing hacia nuestros clientes».

Los resultados hasta ahora

Antes de que se cerrase el laboratorio debido a la COVID-19, Anna estuvo trabajando en una evaluación de la interacción entre fertilizantes y actividad microbiana durante 7 días. Su ensayo estaba centrado en la actividad microbiana en el suelo y el efecto de distintos fertilizantes sobre ella. Las comunidades microbianas son un indicador biológico clave de la salud del suelo y las plantas, aunque, por ahora, no se ha estudiado lo suficiente el efecto de las aplicaciones de fertilizantes en estas comunidades. El trabajo demostró que las comunidades microbianas pueden verse afectadas, pero son resilientes y se recuperan relativamente rápido. «La estruvita tuvo un efecto similar en nuestra muestra de control (agua) durante todo el experimento, lo que sugiere que es ecológica. Los resultados son prometedores».

¿Por qué es tan importante este estudio?

Debido al aumento de la población en el mundo y la producción de alimentos, el uso de fertilizantes es inevitable, pero si se cuida la selección de productos y se aplican con precisión, el uso de los fertilizantes puede mejorar y hacerse más eficiente. Davey: «Especialmente en el campo, donde el 40 % de algunos nutrientes de los fertilizantes convencionales no llega a las plantas, es importante desarrollar fertilizantes ecológicos, que causen un impacto mínimo sobre el medio ambiente. El estudio de Anna nos ayudará a entender mejor cómo afectan los fertilizantes a la interacción entre el suelo y las plantas».

Participación de la industria

Un Máster por Investigación (MRes) es un proyecto de investigación de un año orientado a mejorar la comprensión de un tema mediante nuevos hallazgos científicos. La investigación de Anna está financiada por una beca KESS 2 (Knowledge Economy Skills Scholarship), que es como consiguió ponerse en contacto con ICL como empresa colaboradora. Gracias a la colaboración con ICL, Anna tiene la oportunidad de presentar sus ideas y resultados en la industria inmediatamente. «Cuando vuelvan a estar permitidos los viajes, visitaré ICL para conocer la industria y presentar mi estudio. Con ICL, hemos conversado sobre los objetivos para ambas partes. Es una colaboración para diseñar experimentos y creo que es importante que el mundo académico se mantenga en contacto con la industria y conozca sus necesidades».

La colaboración entre el mundo académico y el empresarial es importante, ya que combina lo mejor de los dos mundos. Davey está de acuerdo: «La industria aporta un aspecto económico y práctico a nuestro estudio. Podríamos diseñar los fertilizantes perfectos, pero probablemente no serían viables económicamente a escala masiva. Los investigadores podrían adquirir unos conocimientos que no se podrían aplicar comercialmente hasta dentro de otros 30 o 40 años. Esta unión entre los mundos académico y empresarial da un valor inmediato a nuestro estudio y responde perfectamente a una necesidad urgente del mercado, como es el uso de soluciones fertilizantes más ecológicas».

Planes para el futuro

En el futuro, Davey espera continuar con el estudio para crear productos fertilizantes más ecológicos y evaluarlos con sentido crítico frente a los productos convencionales. Davey comenta entre risas: «Como diría un científico: el viaje no ha hecho más que empezar. Y es verdad. Todavía queda mucho por descubrir. Por ejemplo, aún no acabamos de entender cómo interactúan las raíces y los fertilizantes, y por qué algunos fertilizantes inhiben el desarrollo radicular mientras que otros lo estimulan. Si hallamos la respuesta a estas preguntas, estaremos más cerca del fertilizante perfecto».