AnoxiSmartFert: Bioestimulante coadyuvante para la entrega de nutrientes desde micrositiosanaeróbicos inexplorados en suelos agrícolas. FONDEF IDEA 2022: ID22I10079
El equipo del proyecto está formado por:
- Dr. Francisco Matus como Director Alterno SOIL-LAB UFRO
- Dr. Ignacio Jofré, Investigador SOIL-LAB UFRO
- Dra Maribel Parada, Investigadora CEBEM-UFRO
- Dra Marcela Calabi, Investigadora NANOBIOTECNOLOGIA APLICADA-UFRO
Este proyecto cuenta con el apoyo de las siguientes empresas asociadas:
- AGRÍCOLA SANTA AMALIA
- AGRÍCOLA LOS ENCINOS
- ANAGRA S.A.
Descripcion del proyecto.
La agricultura juega un papel importante en la satisfacción de las demandas de alimentos de una población humana en crecimiento, lo que lleva a una dependencia cada vez mayor de los fertilizantes químicos. El exceso de fertilizante químicos, particularmente N, conduce a una acidificación acelerada del suelo y emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que resultan en una baja eficiencia en el uso de nutrientes (EUN). Por ejemplo, los granos pequeños (arroz, maíz y trigo) en todo el mundo pueden recuperar aproximadamente 30 % del fertilizante nitrogenado, el 70 % restante se pierde por lixiviación. Otra pérdida son las emisiones gaseosas (5- 20%) y una inmovilización temporal en la raíces y microorganismos (20-35%). Según FAO en la próxima década se aplicará un promedio de 241 millones de toneladas anuales de fertilizantes a nivel mundial, mientras que en Chile en el 2017 los fertilizantes químicos N y P alcanzaron 263.680 y 79.115 toneladas anuales, cubriendo entre 7 y 10 millones de hectáreas (forestal, tierras de cultivo y ganadería). Como alternativa, los bioestimulantes se basan en microorganismos aeróbicos, aumentando la EUN disponibilizando nutrientes demandados por las plantas. En este proyecto proponemos un prototipo de bioestimulante coadyuvante llamado AnoxiSmartFert (ASF) basado en un consorcio de bacterias anaeróbicas reductoras (IRB) de hierro (Fe) encapsuladas capaces de solubilizar la materia orgánica del suelo (MOS) en los micrositios anaeróbico (sin oxígeno). Los micrositios del suelo pueden contener >30% de la MOS que puede potencialmente mineralizarse como complemento a la mineralización aeróbica. Los resultados preliminares indicaron que las IRB colonizaron los micrositios anaeróbicos adyacentes a la rizosfera para obtener energía del carbono exudado por las raíces, siendo capaces de solubilizan los óxidos de Fe unidos a la MOS, la cual una vez libre en la solución se mineraliza liberando nutrientes como NPK. Creemos que ASF se adaptará a los suelos volcánicos chilenos (5,1 de millones de ha) con alto contenido de Fe y MOS, dedicados principalmente a praderas de alta calidad, cereales y silvicultura. El prototipo ASF puede ser utilizado en cultivos emergentes de alta rentabilidad como praderas de corte o permanentes con manejo integrados de nutrientes en el sur de Chile. Aunque los suelos volcánicos son productivos, la principal limitación es la alta fijación de P en complejos organominerales, que se comparan a un banco de reservas de P las que pueden ser explotadas por ASF. Los resultados preliminares en Arabidospsissp. bajo condiciones controladas indicaron que EUN puede aumentar >30% para macro y micronutrientes. En estas condiciones, los macro- y micro-nutrientes se pueden mineralizar agregando un suministro adicional de nutrientes a los cultivos. El objetivo principal del proyecto es desarrollar ASF adaptado a suelos volcánicos como coadyuvante de la mineralización aeróbica en plantas modelo (cultivar de ballica y trébol blanco). El desarrollo de ASF se completará en 2 años. En el primer año, buscaremos optimizar las condiciones de cultivo, evaluar las interacciones bacterianas y micro encapsular para escalar efectivamente a una etapa preindustrial. En el segundo año, ASF se validará en experimentos en macetas en invernadero con suelos de interés de las empresas asociadas para determinar la EUN, disponibilidad de nutrientes del suelo y la recuperación por parte de las plantas.