El compost como fuente de organismos para la mejora ambiental

Investigadores de la Universidad de Almería obtienen, a partir del proceso de compostaje, un elenco de microorganismos capaces de contribuir a la mejora ambiental. El objetivo reside en favorecer la degradación de compuestos lignocelulósicos y plaguicidas, acumular metales pesados, generar sustancias reguladoras del crecimiento vegetal y determinar nuevas especies antagonistas frente a organismos fitopatógenos.

Rocío Gómez Rodríguez

El compostaje es un proceso biológico mediante el cual los microorganismos, en presencia de oxígeno, actúan sobre la materia orgánica rápidamente biodegradable (restos de cosecha, excrementos de animales, residuos urbanos, etc.) permitiendo obtener  un compuesto denominado compost. Se trata de un excelente abono para la agricultura, ya que supone una fuente de nutrientes para el suelo que, al mismo tiempo, mejora su estructura, ayuda a reducir la erosión y a incrementar la absorción de agua y nutrientes por parte de las plantas.

Carmen Vargas García en uno de los laboratorios de la UAL

Sin embargo, desde la Universidad de Almería, un equipo de expertos en valorización de residuos y compostaje, liderados por el doctor Joaquín Moreno Casco, se ha propuesto caracterizar dicho proceso ?desde un punto de vista biológico? con un objetivo completamente diferente. Según la investigadora responsable de este estudio, Mª del Carmen Vargas García, “pretendemos obtener una colección de microorganismos,  estudiar sus características y su funcionalidad para, posteriormente, ensayar y definir nuevas aplicaciones orientadas a la mejora medioambiental, en las que intervengan dichos organismos”.Para la consecución de este objetivo, los científicos almerienses proponen diferentes programas para el aislamiento y selección de microorganismos que posean capacidad degradadora de compuestos lignocelulósicos y plaguicidas, la acumulación de metales pesados, la generación de sustancias reguladoras del crecimiento vegetal y la determinación de nuevas especies antagonistas frente a organismos plaga de los cultivos (fitopatógenos).

De esta forma, a partir de un material residual de gran importancia geográfica en Almería (restos agrícolas) y otros dos tipos de distribución general (residuos sólidos urbanos y lodos de depuradoras), se pretende obtener una colección de organismos que posean estas capacidades especiales. “Hemos considerado estos tres tipos de residuos, ya que son los que se generan en mayor cantidad, no sólo a nivel provincial o autonómico, sino a nivel nacional e internacional”, argumenta Vargas García.

Aislamiento y selección de organismos

El proceso de selección microbiana se inicia con la caracterización de los diferentes microorganismos que dominan cada etapa del proceso de compostaje, los niveles de población existente (carga microbiana), su funcionalidad y el análisis de las potenciales aplicaciones que poseen fuera de este proceso. Para seguir esta metodología, los expertos utilizaron métodos tradicionales microbianos basados el enriquecimiento progresivo de las poblaciones a través de la creación de presiones selectivas en medios de cultivo.

El procedimiento consiste, por ejemplo, en el caso de definir nuevos microorganismos capaces de degradar compuestos fitosanitarios, en la obtención de un medio de cultivo básico, en el que se aportan los elementos nutricionales mínimos y que cuenta como única fuente de carbono y energía con los fitosanitarios. “Este proceso se repite varias veces con la intención de permitir exclusivamente el crecimiento de aquellas especies que sean capaces de resistir y crecer en estas condiciones tan particulares”.

Una vez efectuada esta presión selectiva, los organismos que han logrado desarrollarse en el medio de cultivo se traspasan a un medio sólido con características similares, que es el que realmente permite aislar y seleccionar los microorganismos idóneos para la degradación de este tipo de compuestos. Tras el establecimiento de la colección de cepas, se realizan estudios específicos en los que se varían las condiciones en las que actúan estas especies y la concentración de los componentes que se desean transformar o eliminar. En todos los casos, se determinan las concentraciones inicial y final de los compuestos de interés. De esta forma, se puede comprobar la capacidad real de actuación de los microorganismos seleccionados.

Imagen de diferentes muestras de cultivos biológicos

Mejoras ambientales

Este mismo procedimiento se aplica para la selección de organismos biorremediadores (capaces de eliminar metales pesados), y generadores de sustancias capaces de eliminar metales pesados,  sustituyendo los compuestos fitosanitarios por diferentes concentraciones de los metales objeto de estudio. En el caso de las especies generadoras de sustancias capaces de regular el crecimiento vegetal, se investiga la presencia de este tipo de moléculas en medios de cultivo líquidos.

No obstante, para determinar enemigos naturales para especies tales como, Pythium, Fusarium, Phytophtora, Xanthomonas, Erwinia y Pseudomonas, de potencial aplicación en la lucha biológica, la metodología empleada varía ligeramente. “Para ello, se enfrentan los microorganismos seleccionados con los fitopatógenos y se comprueba si tienen capacidad para inhibir su crecimiento o no”. Posteriormente, sobre diferentes cultivos protegidos existentes en la Finca Experimental que el grupo de investigación posee, se realizarán los ensayos de campo para comprobar su eficiencia en el medio natural.

Actualmente, la caracterización biológica del proceso está prácticamente finalizada y, durante el presente año, los expertos se ocuparán de determinar las posibles aplicaciones de los microorganismos definidos y ensayar su capacidad en condiciones reales. En palabras de Vargas García, “hasta la fecha, tenemos resultados bastante alentadores en condiciones de laboratorio, especialmente en lo que respecta a la acumulación de metales pesados y la selección de antagonistas biológicos. Ahora tenemos que comprobar su capacidad en condiciones reales”.

Este proyecto, titulado Caracterización microbiológica y bioquímica de compost y sus extractos líquidos. Aplicaciones ambientales y agronómicas de aislados microbianos se desarrolla de forma integra en la UAL gracias a una financiación de 108.000 euros otorgada por el antiguo Ministerio de Educación y Ciencia. Asimismo, su aplicabilidad es eminente ya que el objetivo último reside en contribuir a la mejora ambiental.

Es decir, “no sólo perseguimos la adquisición de nuevos conocimientos, sino también queremos desarrollar nuevos valores y ofrecer una perspectiva alternativa en lo que respecta a la actitud con la que la sociedad actual afronta su relación con el entorno en el que se desenvuelve, en la que se incluyan como valores de especial consideración el respeto, la mejora y la conservación del medio ambiente y el patrimonio natural”, expone María del Carmen Vargas.

Más información:

Joaquín Moreno Casco – María del Carmen Vargas García
Departamento de Biología Aplicada
Universidad de Almería
Telf.: 950 015 891
Email: mcvargas@ual.es