Investigadores brasileños desarrollaron un recubrimiento a base de polímeros derivados de aceite de ricino y arcilla mineral capaz de liberar la urea de forma controlada, un fertilizante nitrogenado ampliamente utilizado en la agricultura. Los ensayos con pasto piatã mostraron que el fertilizante recubierto favoreció una mejor absorción de nitrógeno por parte de la planta y mayor producción de biomasa en comparación con la urea no recubierta, según informó el portal de Embrapa.
El trabajo está siendo llevado a cabo por los investigadores de Embrapa y de la universidad de Ribeirão Preto (Unaerp), la Universidad Estatal de São Paulo (Unesp) y la Universidad de São Paulo (USP).
La urea no recubierta liberó más del 85 % del nitrógeno en solo cuatro horas en las pruebas de liberación de agua, según el profesor de Unaerp Ricardo Bortoletto-Santos, supervisado en sus estudios postdoctorales por el investigador de Embrapa y coordinador del LNNA, Caue Ribeiro. «Cuando la urea se recubrió únicamente con poliuretano, un polímero derivado del aceite de ricino, esta liberación se retrasó, pero alcanzó alrededor del 70 % en nueve días. Por otro lado, la incorporación solo del 5 % del mineral nanoarcilla montmorillonita en la matriz polimérica redujo drásticamente esta tasa: solo el 22 % del nitrógeno se liberó en el mismo periodo, lo que evidencia el papel de la nanoestructura del recubrimiento en el control de la liberación del nutriente», encontró Bortoletto-Santos.
Para la investigadora Caue Ribeiro, este efecto ocurre porque la nanoarcilla crea una especie de barrera inteligente dentro del recubrimiento. «Además de dificultar físicamente el paso del agua, interactúa químicamente con el nitrógeno liberado. Así, retiene el nutriente durante más tiempo y lo libera gradualmente, más cerca de la tasa de absorción de la planta», explica el especialista en nanotecnología.
La urea es el fertilizante nitrogenado más utilizado en el mundo, principalmente debido a su alto contenido de nitrógeno (aproximadamente el 45 % en masa). Pero su alta solubilidad en el suelo supone un gran desafío agronómico, ya que puede provocar transformaciones en el suelo y diferentes procesos de emisión gaseosa.
«En condiciones normales, el fertilizante se disuelve rápidamente, lo que provoca pérdidas ambientales significativas, como la volatilización del amoníaco y la emisión de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero», observa Caue Ribeiro.
La innovación desarrollada por los investigadores, por otro lado, resultó en la formación de una capa fina, plástica, continua y homogénea alrededor de los gránulos de urea. El rendimiento superior de la urea recubierta estuvo directamente asociado a la estructura nanocompuesta interna de la cubierta y a su comportamiento funcional.
Durante el ensayo en el invernadero, la nutrición con fertilizante de liberación controlada tuvo un impacto significativo en la eficiencia agronómica. Hubo un efecto acumulativo evidente en los cuatro cortes secuenciales de gramínea al final de los 135 días de producción, lo que demostró la eficacia del nuevo recubrimiento. La fertilización se realizó 15 días después de la germinación de la semilla, en una disposición aleatoria en bloques con dos plantas cultivadas en cada una de las 35 macetas con cinco réplicas.
Con el uso de fertilizantes recubiertos de nanoarcilla, ambas tasas de producción de materia seca fueron mayores durante el experimento; ya que la absorción total de nitrógeno fue significativamente mayor, alcanzando el doble de tasa de absorción en comparación con la fertilización de control con urea no recubierta.
«Por tanto, los resultados ponen de manifiesto el papel crucial de la nanoestructura del recubrimiento en el aumento de la eficiencia del uso de nutrientes minimizando las pérdidas ambientales. El enfoque es prometedor porque permite el uso de recubrimientos más finos, sin comprometer el rendimiento, lo que ofrece una alternativa sostenible para la próxima generación de fertilizantes de liberación controlada», afirma Bortoletto-Santos.
[Foto: Revestimiento de urea en granos / Gentileza Embrapa]
