La apuesta por la economía circular no sólo tendrá beneficios ambientales asociados a la correcta gestión de los residuos, sino también beneficios económicos y sociales

El sector agrícola es un pilar fundamental en la sociedad, la industria y la economía europeas. Sin embargo, este sector se enfrenta en la actualidad a importantes retos.

Estos retos del sector agrícola pasan por garantizar el suministro de alimentos de una sociedad en constante crecimiento, pero promoviendo un sistema sostenible, saludable, seguro y rentable, al tiempo que se lucha contra el cambio climático, se reduce el uso de recursos como el agua, se optimiza el uso de fertilizantes, se evitan las pérdidas de nutrientes que conducen a procesos de eutrofización, se evita la degradación del suelo y se preserva la biodiversidad reduciendo el uso de pesticidas químicos. Todo ello, manteniendo e incluso aumentando la productividad y la eficiencia.

En el último siglo se han logrado enormes avances para mejorar el bienestar humano gracias a los grandes saltos tecnológicos y las innovaciones en los sistemas de producción. En este sentido, la producción agrícola se ha triplicado entre 1960 y 2015, debido en parte a las tecnologías de la Revolución Verde, que mejoran la productividad, y a una importante expansión del uso de la tierra, el agua y otros recursos naturales con fines agrícolas. Sin embargo, el hambre y la malnutrición persistentes y generalizadas siguen siendo un enorme desafío en muchas partes del mundo.

La apuesta por la economía circular no sólo tendrá beneficios ambientales asociados a la correcta gestión de los residuos, sino también beneficios económicos y sociales. Así, la Comisión Europea ha estimado un ahorro en materias primas por parte de la industria de 600.000 millones de euros, que equivalen a un 8 % de la facturación anual de la Unión Europea (UE) en un año, según se recoge en la Estrategia Española de Economía Circular (España Circular 2030).

A ello hay que añadir el Pacto Verde Europeo (Green Deal) que se lanzó en 2020 y que busca que el continente sea climáticamente neutro en 2050 a través de una serie de medidas. Este pacto es el resultado de muchas iniciativas previas de la UE, como la Estrategia de Bioeconomía, la cual busca garantizar la seguridad alimentaria y nutricional a través de la gestión sostenible de los recursos o la reducción de la dependencia de los recursos no renovables o insostenibles.

Con todo ello se pretende contribuir a fortalecer y ampliar el sector y el mercado de base biológica, mediante el desarrollo de fertilizantes alternativos que impliquen una gestión más sostenible de los recursos naturales, incluso recurriendo a materias primas recicladas o renovables. Implementar con éxito estos productos contribuirá a la competitividad de las industrias innovadoras y de los agricultores europeos, ya que podrán acceder a nuevas herramientas que les ayuden a cultivar cosechas de alta calidad de forma sostenible.

Por todo ello, cada vez son más las empresas que buscan dar una nueva oportunidad a sus desechos y transformarlos en productos innovadores de alto valor añadido, mediante procesos sostenibles, de bajo impacto ambiental y eficientes.

Su utilización ha llevado al desarrollo de nueva legislación en la materia a nivel nacional, como el Real Decreto 999/2017, de 24 de noviembre, por el que se modifica el Real Decreto 506/2013, de 28 de junio, sobre productos fertilizantes, o el Reglamento (UE) 2019/1009, donde se regula el uso de estos microorganismos biofertilizantes y bioestimulantes.

Debido a su composición, los residuos agroalimentarios y los de origen urbano son una fuente adecuada de nutrientes para el crecimiento microbiano. Debido a su naturaleza recalcitrante, las enzimas hidrolíticas tienen dificultades para romper los enlaces moleculares. Por esta razón, es necesario realizar diferentes pretratamientos para liberar los nutrientes que se consideran un factor limitante en la producción de subproductos debido a su importancia para apoyar el crecimiento microbiano y también para minimizar los inhibidores del crecimiento.

Así, en este sentido, el centro tecnológico ITENE, ha estado trabajando en distintos procesos dentro del campo de la biotecnología que permiten desarrollar tratamientos capaces de liberar el máximo de nutrientes (principalmente azúcares) al tiempo que se reducen los inhibidores como el furfural o el ácido acético para mejorar los procesos posteriores, como el crecimiento fermentativo. Pueden ser físicos (molienda y cribado) o químicos (ácidos y bases) y, una vez acondicionado el medio, es posible despolimerizar los residuos lignocelulósicos para obtener extractos ricos en componentes fácilmente asimilables por los microorganismos. En la actualidad, la sacarificación enzimática es una alternativa más sostenible a este proceso, ya que es capaz de reducir los requerimientos de energía, presión, temperatura y pH. Por ello, se han aislado varios PGPRs y se han incluido en formulaciones para su uso como inoculantes en la agricultura, como alternativa inteligente para reducir el uso de fertilizantes químicos.

Desde el punto de vista ambiental, unido al creciente interés en la reducción de uso de agroquímicos, este tipo de microorganismos constituyen una alternativa al uso de fertilizantes y otros compuestos y, además, pueden ampliar el espectro de suelos que se pueden utilizar para el cultivo, ya que ayudan a disminuir el estrés en la planta y aumentan la producción de las especies vegetales de interés, cultivadas en suelos pobres, degradados e incluso contaminados.

Los mecanismos de acción de los PGPRs en el crecimiento de las plantas son variados y se pueden clasificar, de manera general, según su tipo de acción en indirectos, los cuales ocurren en la rizosfera, y directos, cuando ocurren dentro de ella y afectan directamente a su metabolismo a través de la modificación en la expresión génica.

Tabla 1. Principales mecanismos de acción de los PGPR.

Los microorganismos PGPR están involucrados en muchas de las actividades beneficiosas que tienen lugar en la rizosfera de las plantas, como es el caso de la mineralización de la materia orgánica, movilización de los nutrientes minerales, solubilización de fosfatos, nitrificación, fijación de nitrógeno, síntesis de fitohormonas, así como la supresión de enfermedades que ayudan a mejorar la fertilidad del suelo, y, en última estancia, mejorar la productividad.

La mejora del crecimiento de plantas in vitro y control biológico de patógenos radiculares a través de cepas de Pseudomonas fue la primera evidencia de que las bacterias rizosféricas podrían ser, por tanto, una excelente alternativa para la agricultura sostenible.

Este tipo de microorganismos han sido estudiados por numerosos investigadores, describiéndose microorganismos PGPR mediante actividades fijadoras de N₂, basados en la producción de fitohormonas (Figura 1), como auxinas, citoquininas, producción de sideróforos y solubilización de fosfatos.

Licinio Díaz.