El fósforo como nutriente vegetal limitante en la agricultura mediterránea: estudio y validación de nuevas formas de fertilización fosfórica biótica y abiótica

• Autores: Lucía Valverde Vozmediano
• Directores de la Tesis: Maria De Los Angeles Bustamante Muñoz (dir. tes.), Encarnación Martínez Sabater (codir. tes.), Aurelia Pérez Espinosa (tut. tes.)
• Lectura: En la Universidad Miguel Hernández de Elche ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisca Suárez Estrella (presid.), Antonio Rosal Raya (secret.), Margarita Ros Muñoz (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Recursos y Tecnologías Agrarias, Agroambientales y Alimentarias por la Universidad Miguel Hernández de Elche
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• Resumen

  • La fertilización de los cultivos supuso una revolución al permitir incrementar de forma notoria su rendimiento y, así pues, la producción de alimentos necesaria para acompañar el crecimiento de la población a nivel global. El fósforo es un nutriente esencial para la nutrición de las plantas. La fertilización fosfórica ha sido tradicionalmente mineral, siendo los fertilizantes desarrollados fundamentalmente a partir de roca fosfórica. Sin embargo, el empleo de este tipo de fertilización tiene varios problemas y riesgos asociados. Por una parte, la roca fosfórica es un recurso limitado cuya extracción es costosa y, adicionalmente, se encuentra geográficamente muy concentrada. Esto sitúa a muchos países, entre ellos los países europeos, en una situación de alta dependencia de este recurso. Por otra parte, los fertilizantes minerales tienen el fósforo en forma inorgánica. Esto ha resultado ventajoso debido a su rápida disolución y absorción por parte de los cultivos, pero, al mismo tiempo, una gran parte del fósforo contenido en estos fertilizantes que no es inmediatamente absorbido por las plantas acaba siendo fijado en los suelos. Esto afecta a la calidad de los suelos y acarrea riesgos medioambientales como la eutrofización de las aguas. Ante este contexto, son cada vez mayores los esfuerzos por encontrar estrategias de fertilización fosfórica alternativas. En este trabajo se abordan dos estrategias de fertilización fosfórica alternativa.

    La primera estrategia de fertilización fosfórica alternativa validada en este trabajo fue el desarrollo de fertilizantes órgano-minerales (OMFs) de fósforo basados en compost, en un ensayo en maceta con lechuga (Lactuca sativa L.) como cultivo modelo bajo condiciones controladas de producción. En este ensayo se estudiaron comparativamente fuentes de fósforo convencionales (roca fosfórica (RP), fosfato monoamónico (MAP) y recuperadas a partir de residuos orgánicos (estruvita comercial (STR) y harina de hueso (BM). Como resultados más relevantes, se confirmó el efecto beneficioso de la adición de compost a las fuentes inorgánicas MAP y STR, que permitió mejorar propiedades del suelo como los contenidos en materia orgánica y fósforo disponible, así como aumentar significativamente el rendimiento del cultivo. Además, la estruvita tanto en forma simple como compleja (OMF con compost) se comportó de forma similar al fertilizante convencional MAP, lo que confirma su potencial como fuente alternativa de fósforo.

    La segunda estrategia estudiada fue la recuperación de fósforo en forma de estruvita a partir de residuos orgánicos ricos en este nutriente: estiércol y lodos de depuradora. Este procedimiento es habitual en las plantas de tratamiento de aguas residuales para reducir la concentración de fósforo de las aguas. El enfoque de este trabajo resulta novedoso al aplicar este tipo de procedimiento a los lodos de depuradora. Básicamente, para conseguir la extracción del fósforo de los residuos es necesario realizar una extracción en condiciones ácidas, lo cual se realiza habitualmente con reactivos químicos. En este trabajo se explora la generación del medio ácido necesario para la extracción de fósforo a través de un proceso fermentativo, es decir, de forma biótica. Para ello, se incubaron los residuos con una fuente de azúcar simple y una suspensión de la bacteria acido-láctica Lactobacillus acidophilus. Tras una fase de centrifugación, se precipitó estruvita a partir de la fase líquida recuperada mediante dosificación de MgCl2 y NaOH. A través del procedimiento implementado, se obtuvo una mezcla de minerales de fósforo recuperado con predominio de la estruvita, lo que fue confirmado a través de difracción de rayos X.

    Posteriormente, los minerales de fósforo recuperado obtenidos se validaron en el cultivo modelo empleado en el anterior ensayo (lechuga) mediante un ensayo en maceta en condiciones controladas de producción, durante dos ciclos de cultivo consecutivos, evaluando el efecto de la fuente de fósforo aplicada además de la influencia sobre la disponibilidad de fósforo de un factor abiótico, el pH del suelo, y uno biótico, la inoculación del suelo con bacterias solubilizadoras de fósforo. Los resultados obtenidos destacan el potencial de los fertilizantes órgano-minerales con fuentes de fósforo derivadas de residuos orgánicos como sustitutos alternativos a las fuentes inorgánicas convencionales de fósforo, ya que mostraron efectos similares respecto al rendimiento y la calidad del cultivo de lechuga, así como en cuanto al fósforo disponible y las actividades enzimáticas relacionadas con la mineralización de fósforo en el suelo. Por otra parte, el factor abiótico (pH del suelo) tuvo un claro efecto sobre el rendimiento y calidad de la planta, obteniendo los mejores resultados en condiciones ácidas. Sin embargo, la inoculación con bacterias solubilizadoras de fósforo no pareció tener un claro efecto durante los dos ciclos de cultivo en los parámetros estudiados en la planta y el suelo.