Los microplásticos reducen la eficacia de los biofertilizantes generados por lombrices

Un equipo de investigación de la Universidad de Almería y la Universidad Miguel Hernández en Elche (Alicante) ha demostrado que los microplásticos reducen la eficacia de los biofertilizantes generados por las lombrices de tierra. Los expertos indican que estos materiales ponen en peligro la salud de estas especies y afectan a la calidad de los abonos porque disminuye su contenido en potasio, nitrógeno y fósforo, nutrientes necesarios para potenciar el crecimiento y las defensas de las plantas.

En concreto, los científicos ponen el foco en los efectos de los microplásticos, mesoplásticos y nanoplásticos -del tamaño de la punta de un cabello, un grano de arena y una bacteria, respectivamente- que pueden encontrarse en el entorno natural. Éstos perjudican al organismo de las lombrices, por ejemplo, afectan a agentes del organismo como las neuronas y la microbiota intestinal. “Este hallazgo es el primer paso para poder identificar qué microorganismos entran en acción para biodegradar los microplásticos y establecer si podemos potenciarlos para que, en el futuro, las lombrices puedan eliminarlos del sustrato y producir, al mismo tiempo, abono rico en nutrientes”, explica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Almería María José López.

El estudio se realizó con la lombriz Eisenia fetida, organismo modelo empleado habitualmente en el ámbito de la investigación.

Los microplásticos son contaminantes ambientales que pueden tener efectos negativos sobre los ecosistemas agrícolas y los alimentos producidos en esos suelos. Los encargados de eliminarlos del medio natural son microorganismos como hongos y bacterias que pueden “romper” las moléculas de este contaminante y digerirlo con el tiempo. Pero si los microplásticos se encuentran en el sustrato de los cultivos, éstos pueden adsorberlos. “Aunque la transferencia de estos contaminantes en la cadena trófica todavía se está estudiando, sí se ha demostrado que los microplásticos pueden acumularse en los tejidos animales y provocar efectos negativos”, añade María José López.

Humus de lombriz

Los investigadores ponen el foco en humus de lombriz. Este fertilizante orgánico se produce cuando los anélidos digieren materia orgánica procedente de los restos agrícolas o domésticos y la excretan en forma de vermicompost. Este abono, rico en nutrientes, se emplea habitualmente en la agricultura y jardinería, y además posee múltiples beneficios: mejora la fertilidad de las plantas, reduce la erosión, incrementa las defensas vegetales contra enfermedades y fomenta la actividad de microorganismos beneficiosos que se encuentran en el suelo, entre otros.

Placas de Petri donde se realizó el ensayo.

En su trabajo ‘Effect of agricultural microplastic and mesoplastic in the vermicomposting process: Response of Eisenia fetida and quality of the vermicomposts obtained’ publicado en Environmental Pollution,  los expertos analizaron cómo cinco variedades de plástico diferente afectan a la variedad Eisenia fetida, un organismo modelo que se emplea habitualmente en el ámbito de la investigación y que se utiliza en el vermicompostaje, es decir, el proceso biológico por el que las lombrices transforman la materia orgánica en biofertilizante.

Para comprobar los efectos de los microplásticos en las lombrices, los expertos emplearon ejemplares criados previamente en el laboratorio del grupo Investigación aplicada en agroquímica y medioambiente de la Universidad Miguel Hernández en Elche (Alicante). “Para replicar las condiciones normales en las que se produce el vermicompostaje, comprobamos que los anélidos estaban sanos, eran adultos que podían reproducirse sexualmente y estaban bien alimentados”, explica el Investigador de la Universidad Miguel Hernández Zbigniew Emil Blesa.

Equipo de investigación de la Universidad de Almería y de la Universidad Miguel Hernández de Elche (Alicante) que ha participado en el proyecto.

A continuación, simularon tres escenarios con las condiciones reales, como la humedad o la temperatura, que tendrían las lombrices y el fertilizante sin tratar en un proceso normal de vermicompostaje. En el primero, introdujeron materia orgánica procedente de residuos agrícolas con microplásticos sin lombrices. En el segundo, este mismo sustrato con los anélidos, pero sin microplásticos. Finalmente, el tercer ensayo contenía materia orgánica, lombrices y microplásticos. De este modo, los expertos pudieron comparar y analizar a lo largo de 45 días cómo evolucionaban tanto el compuesto del abono como los seres vivos que se alimentaban de los contaminantes.

Capacidad para digerir contaminantes

Al final del experimento, los científicos congelaron las lombrices y el biofertilizante para conservar sus características. A continuación, los expertos los analizaron mediante técnicas físicas -como una biopsia en el caso de los anélidos- y químicas, para identificar, por ejemplo, qué bacterias de su aparato digestivo e intestino habían entrado en acción para intentar degradar los microplásticos.

Así los expertos concluyeron, por un lado, que las lombrices sufrieron pérdida de peso y un severo daño oxidativo. Esto es, que sus tejidos fueron perdiendo la capacidad de regenerarse durante el tiempo que duró el experimento hasta que finalmente murieron. Por otro lado, el biofertilizante que produjeron fue más pobre en nutrientes como el fósforo, potasio y nitrógeno, perdiendo así calidad.

Extracto de proteínas del cuerpo de Eisenia fetida.

De este modo, los científicos establecen la “relación causa-efecto” que se produce en el organismo de las lombrices con el objetivo de continuar esta línea de investigación e identificar qué bacterias son beneficiosas en el proceso de biodegradación. “Nuestra meta final es potenciar la capacidad de los anélidos para digerir el microplástico. Así, el vermicompostaje se convertiría también en un proceso de “limpieza”, sin que esto perjudique tanto al abono y, por tanto, a los cultivos agrícolas”, añade Zbigniew Emil Blesa.

Este proyecto ha sido financiado por el programa ‘Horizonte 2020’ de la Unión Europea (proyecto 887648-RECOVER), el Consorcio de Industrias de Base Biológica, el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional bajo el proyecto ‘A way of making Europe’.

Reportaje sobre esta nota de prensa: Lombrices que comen microplásticos para preservar la salud de los suelos agrícolas

Referencias

Marco, Z. B.; Sáez, J. A.; Torres, A. P.; Sabater, E. M. et al. (2023). ‘Effect of agricultural microplastic and mesoplastic in the vermicomposting process: Response of Eisenia fetida and quality of the vermicomposts obtained’. Environmental Pollution, 122027.

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