Biofertilizantes: alternativa biotecnológica para los agroecosistemas

The increase in the world population has generated a greater demand in food production. Therefore, agriculture has become one of its most representative sectors while providing balance to the economic system, given its contribution to world GDP through the generation of different agricultural products. However, the development of extensive production practices, which are aimed at improving productivity, has promoted the excessive use of chemical supplies, and caused environmental problems such as eutrophication of water sources, soil acidification, decrease in biodiversity or greenhouse gas emissions. Therefore, providing food security without affecting environmental sustainability is our greatest challenge. The development of sustainable agriculture requires reducing the use of agrochemicals and their replacement by more ecological, efficient, and economical products or processes. In this context, the use of biofertilizers has been promoted considering the dynamics and importance of soil microbial communities, as well as their beneficial and cooperative functions in agricultural productivity. This article presents a review of the use of fertilizers, environmental pollution in agroecosystems, biofertilizers and the properties of some microorganisms that serve as the basis for their manufacture (nitrogen fixers and phosphate solubilizers), as well as the general steps of their production process, in such a way that the knowledge of this biotechnology for agroecosystem management is promoted. Today, changes aimed at improving sustainability are taking place with respect to agricultural practices and food production. For this reason, the study of processes such as molecular nitrogen fixation and phosphate solubilization is the basis for improving the quality of biological inputs.El aumento poblacional ha creado una mayor demanda en la producción de alimentos en el ámbito mundial, por lo cual la agricultura es uno de los sectores más representativos, al tiempo que proporciona equilibrio al sistema económico dado su aporte al pib mundial por la generación de diferentes productos agrícolas. Sin embargo, el desarrollo de prácticas productivas extensivas en busca de mejorar la productividad ha promovido la utilización excesiva de insumos químicos y causado problemas ambientales como eutrofización de fuentes hídricas, acidificación del suelo, disminución de biodiversidad o emisión de gases de efecto invernadero. Por ello, el gran desafío es proporcionar seguridad alimentaria sin afectar la sostenibilidad ambiental. El desarrollo de agricultura sostenible requiere reducción del uso de agroquímicos y reemplazo por productos o procesos más ecológicos, eficientes y económicos; contexto en el que se ha promovido el uso de biofertilizantes teniendo en cuenta la dinámica e importancia de las comunidades microbianas del suelo, así como sus funciones benéficas y cooperativas en la productividad agrícola. Este artículo presenta una revisión acerca del uso de fertilizantes, la contaminación ambiental en agroecosistemas, los biofertilizantes y las propiedades de algunos microorganismos que sirven como base para su fabricación (fijadores de nitrógeno y solubilizadores de fosfato), al igual que los pasos generales del proceso de producción, de tal forma que se promueva el conocimiento de esta biotecnología para manejo de agroecosistemas. Hoy se están produciendo cambios respecto a las prácticas agrícolas y la producción de alimentos en busca de la sostenibilidad; por tal motivo, el estudio de procesos como fijación de nitrógeno molecular y solubilización de fosfatos constituye una base para mejorar la calidad de los insumos biológicos

Evaluación de especies vegetales para el manejo de la acidez en suelos sulfatados ácidos de Paipa, Boyacá

Acid sulfated soils are characterized by high amounts of iron and sulfur, which in presence of air are oxidized and form sulfuric horizons extremely acidic, generating environmental changes ranging from water pollution to problems associated with fertility and crop production, among others. This research was conducted in order to identify suitable plant species to control the acidity of these soils in the town of Paipa, Boyacá, Colombia. A completely randomized experimental design with 6 treatments and 3 replications was implemented in potting shed; there, the response of Beta vulgaris L. (forage beet), Brassica rapa L. (forage turnip) and Raphanus sativus L. (forage radish) on the acidity of sulfated acid soil, contrasted with a non-sulfated soil, was evaluated, after correction with liming. To assess the effects, pH and exchangeable acidity (H+ + Al+3 cmolc/kg) were measured in the two types of soil before and after seeding; the agronomic response of plants in each treatment was determined at the end of the growing season (120 days after seeding). On acid sulfated soils, species B. rapa, R. sativus and B. vulgaris along with the complementary use of liming as corrective induced a reduction in exchangeable acidity; B. rapa and R. sativus showed better growth potential and resistance, while B. vulgaris was affected in height and root diameter.Los suelos sulfatados ácidos se caracterizan por conteneraltas cantidades de hierro y azufre, que en presencia de aire se oxidan y forman horizontes sulfúricos extremadamente ácidos, los cuales generan alteraciones ambientales que van desde la contaminación hídrica hasta problemas asociados con su fertilidad y producción de cultivos, entre otros. Esta investigación se realizó con el fin de identificar especies vegetales adecuadas para el manejo de la acidez de estos suelos en el municipio de Paipa, Boyacá, Colombia. Se implementó bajo cubierta un diseño experimental completamente al azar con 6 tratamientos y 3 repeticiones, donde se evaluó la respuesta de Beta vulgaris L. (remolacha forrajera), Brassica rapa L. (nabo forrajero) y Raphanus sativus L. (rábano forrajero) sobre la acidez de un suelo sulfatado ácido, contrastado con uno no sulfatado, previa corrección con enmienda calcárea. Para estimar sus efectos, se midió pH y acidez intercambiable (H+ + Al+3 cmolc/kg) en los dos tipos de suelo, antes y después de la siembra; al finalizar el periodo vegetativo (120 días después de la siembra) se determinó la respuesta agronómica de las plantas en cada tratamiento. En el suelo sulfatado ácido, las especies B. rapa, R. sativus y B. vulgaris junto con el uso complementario de enmiendas calcáreas como correctivo indujeron una reducción en la acidez intercambiable; B. rapa y R. sativus presentaron mejor potencial de crecimiento y tolerancia, mientras que B. vulgaris se vio afectada en altura y diámetro de raíz

Estudio preliminar de variables químicas en suelos con procesos de revegetalización en el municipio de Villa de Leyva (Boyacá, Colombia)

The present study was carried out withthe objective of analyzing the organic mattercontent (OM), pH, cation exchange capacity (CEC)and electrical conductivity (EC), in soils located inthe village Ritoque Alto of the municipality of Villade Leyva (Boyacá-Colombia) where processes ofrevegetation have been advanced. Some chemicalcharacteristics of the soil were studied to be ableto evaluate in the future if the revegetalizationprocess has had any effect on them, andwhether it can be considered as an alternative ofmanagement and restoration of degraded areas.For this, six samples were carried out in a sitewhere previous processes of revegetation withfour native plant, for restoration purposes (and theproposed variables were quantified. There weresignificant statistical differences (p‰¤0.05) in theOM and EC parameters. The results indicate thatthe evaluated soil has a very high OM content,very strongly acidic pH, CEC within normal limits,and a low EC, which suggests the need to applysome type of amendment in such a way that thesoil can recover certain chemical properties, andwith this to positively affect the process of recoveryadvanced in the area.El proyecto de investigación que origina este artículo tiene como objetivo analizar el contenido de materia orgánica (MO), pH, capacidad de intercambio catiónico (CIC) y conductividad eléctrica (CE) en suelos ubicados en la vereda Ritoque Alto del municipio de Villa de Leyva (Boyacá-Colombia), en donde se adelantan procesos de revegetalización. De igual manera, se estudian algunas características químicas del suelo para evaluar a futuro el efecto del procesode revegetalización y poder considerar una alternativa de manejo y restauración de áreas degradadas. Para ello se realizan seis muestreos en un predio donde se adelantan procesos previos de revegetalización con cuatro especies vegetales nativas con fines de restauración (y se cuantifican las variables propuestas. Además, se presentan diferencias estadísticas significativas (p‰¤0,05) en los parámetros MO y CE. Los resultados indican que el suelo evaluado presenta un contenido muy alto de MO, pH muy fuertemente ácido, CIC dentro de los límites normales y una baja CE, lo que sugiere la necesidad de aplicar algún tipo de enmienda de tal forma que el suelo pueda recuperar ciertas propiedades químicas e incidir positivamente sobre el proceso de recuperación adelantado en la zona

Producción Más Limpia: una revisión de aspectos generales

Este artículo presenta una revisión de aspectos básicos de la Producción Más Limpia (PML) como estrategia ambiental preventiva, la cual se integra a los procesos productivos con el fin de hacerlos más eficientes ambientalmente en cuanto a la utilización de recursos y materias primas, entre otros. Se mencionan aspectos generales en cuanto al impacto ambiental en Colombia enfocado en los sistemas productivos, origen y evolución general del concepto, así como definición, aspectos generales, beneficios y dificultades para su implementación. De manera general, se concluye que la PML es una estrategia que puede contribuir en la disminución del impacto ambiental generado por los diferentes sistemas productivos; sin embargo, es necesario realizar actividades que permitan impulsar su difusión y conocimiento por parte de los diferentes actores involucrados, así como resaltar los beneficios sociales, ambientales y económicos que su aplicación podría generar. Palabras clave: impacto ambiental, producción más limpia, sistemas productivos, sistemas de gestión ambiental

Management of Used Tires in Low Complexity Municipalities in the Central Province of the Department of Boyacá, Colombia

En Colombia las llantas usadas no son consideradas un residuo peligroso. Sin embargo, estas se componen de sustancias con dicha connotación, las cuales generan impactos negativos sobre la salud y el ambiente si no se realiza un manejo adecuado. Aunque en Colombia se han generado instrumentos normativos de sistemas de recolección selectiva, se tiene escaso conocimiento de aspectos relacionados con su gestión, generación y manejo; situación que se acrecienta en municipios de baja complejidad donde a pesar de su generación no se realiza seguimiento y la oferta de empresas de recolección o centros de acopio es limitada. Por ello, se realizó un estudio sobre la gestión de llantas usadas en municipios de baja complejidad de la Provincia Centro del departamento de Boyacá, con el fin de indagar acerca de su generación, disposición y manejo, al igual que sobre el conocimiento de programas de recolección selectiva, aprovechamiento y cumplimiento de normatividad. Se aplicaron encuestas a establecimientos de 14 municipios de la provincia cuyas actividades comerciales estuvieran relacionadas con la distribución, el almacenamiento o el montaje de llantas. Se identificó desconocimiento del tema por parte de los administradores de los establecimientos evaluados y falta de acercamiento por parte de los proveedores de estos municipios. Aunque existen estrategias que permiten realizar un manejo adecuado de las llantas usadas, se hace necesaria la inclusión de los diferentes actores involucrados, así como el aumento de incentivos o beneficios para empresas que realicen este proceso de manera apropiada, o para quienes realicen actividades de reutilización, lo cual favorecería la gestión adecuada de este residuo.In Colombia, used tires are not considered hazardous waste despite being composed of substances with this connotation, which generate negative impacts on health and the environment in case proper management is not performed. Although national regulatory instruments for selective collection systems have been generated, there is little knowledge of aspects related to their management, generation and handling; a situation that increases in low complexity municipalities where —despite its generation— adequate monitoring is not carried out and the supply of collection companies or collection centers is limited. Hence, a study on the management of used tires in low complexity municipalities of the Central Province of the department of Boyacá was carried out in order to inquire about their generation, disposal and management, as well as on the knowledge of selective collection programs, their use, and regulations compliance. Surveys were applied to establishments in 14 municipalities of the province whose commercial activities were related to tires distribution, storage or assembly. Lack of knowledge on the studied subject was identified in the administrators of the evaluated establishments, as well as a lack of rapprochement by tire suppliers of these municipalities. Although there are strategies that allow proper management of used tires, it is necessary to include the different actors involved and increase the incentives or benefits for companies that carry out this process properly, or for those who participate in reuse activities, which would favor the proper management of this type of waste

Fitorremediación en la recuperación de suelos: una visión general

En esta investigación se revisan aspectos fundamentales de la fitorremediación como técnica en la recuperación de suelos, la cual se emplea para eliminar o disminuir la contaminación o degradación de los mismos, por medio de la utilización de especies vegetales. Se encontró que técnicas tales como la fitoextracción, rizofiltración, fitoestabilización, fitodegradación, rizodegradación y fitovolatilización, están determinadas principalmente por el tipo de contaminante, diversidad microbiana y propiedades del suelo. Se mencionan algunos  spectos en cuanto a la nutrición mineral y la tolerancia de las plantas, las principales ventajas y desventajas que ofrece esta técnica, algunas especies empleadas para su implementación y unos estudios de caso. Se concluye que el conocimiento de los procesos fisiológicos en la planta y los compuestos tóxicos, permite que se puedan seleccionar especies vegetales con mayores niveles de tolerancia hacia contaminantes específicos; y adicionalmente, por medio de modificaciones genéticas se puede incrementar la biomasa vegetal, su morfología, densidad radicular o penetración en profundidad, así como favorecer la existencia de asociaciones específicas entre microorganismos y raíces

Fitorremediación en la recuperación de suelos: una visión general

En esta investigación se revisan aspectos fundamentales de la fitorremediación como técnica en la recuperación de suelos, la cual se emplea para eliminar o disminuir la contaminación o degradación de los mismos, por medio de la utilización de especies vegetales. Se encontró que técnicas tales como la fitoextracción, rizofiltración, fitoestabilización, fitodegradación, rizodegradación y fitovolatilización, están determinadas principalmente por el tipo de contaminante, diversidad microbiana y propiedades del suelo. Se mencionan algunos  spectos en cuanto a la nutrición mineral y la tolerancia de las plantas, las principales ventajas y desventajas que ofrece esta técnica, algunas especies empleadas para su implementación y unos estudios de caso. Se concluye que el conocimiento de los procesos fisiológicos en la planta y los compuestos tóxicos, permite que se puedan seleccionar especies vegetales con mayores niveles de tolerancia hacia contaminantes específicos; y adicionalmente, por medio de modificaciones genéticas se puede incrementar la biomasa vegetal, su morfología, densidad radicular o penetración en profundidad, así como favorecer la existencia de asociaciones específicas entre microorganismos y raíces

Efecto de especies forrajeras sobre las bases intercambiables de un suelo sulfatado ácido del municipio de Paipa (Colombia)

One of the limitations on acid sulphated soils (SSA) is related to the inhibition in the absorption of interchangeable bases generated mainly by excesses of aluminum oxide of change; this affects its productivity and limits the availability of nutrients for plants. This research evaluated in greenhouse, the effect of fodder beet (Beta vulgaris L.), forage turnip (Brassica rapa L.) and fodder radish (Raphanus sativus L.) on the interchangeable bases of an SSA, contrasted with a not sulfated ground, in order to identify species for management and rehabilitation of these soils in Paipa (Boyacá). An experimental design was implemented with 6 treatments and 3 repetitions in which the basis measurement was made in the ground before and after the species plating and the measured leaf area and plants height when their vegetative period ended. Several significative statistic differences were found (P<0.01) in the basis concentration, as well as in the variables in the leaf area and height of the plant. The results indicated that the growth of the turnip (B. rapa) and horseradish (R. sativus) fodder, along with the complementary use of calcareous amendments as a corrective, led to an increase in the concentrations of Ca, Mg, K, and Na in the SSA, and presented a better growth and resistance to them. Similarly, the planting of fodder beet (B. vulgaris) generated positive effects in the soil; however, the height and leaf area of this species were affected in the SSA, which limits their productivity.Uma limitação em solos sulfatados ácidos (SSA) está relacionada com a inibição na absorção das bases trocáveis , gerada principalmente por excesso de alumínio trocável, isso afeta a produtividade e limita a disponibilidade de nutrientes para as plantas. Esta pesquisa avaliou em casa de vegetação o efeito da beterraba forrageira (Beta vulgaris L.), os nabos forrageiros (Brassica rapa L.) e nabo forrageiro (Raphanus sativus L.) sobre bases trocáveis em um SSA contrastado com solo não-sulfatado, a fim de identificar as espécies de gestão e reabilitação destes solos em Paipa (Boyacá). Foi implementado um delineamento experimental com 6 tratamentos e três repetições, com medição de bases no solo antes e após o plantio de espécies, e área foliar e altura das plantas foi medida no final do seu período de crescimento. Apresentaram- se diferenças estatisticamente significativas (P<0,01) na concentração de bases, bem como nas variáveis área folhar e altura de planta. Os resultados indicaram que o crescimento do nabo (B. rapa) e rábano forrageiro (R.sativus), juntamente com a utilização complementar de calagem como corretivo , levou a um aumento das concentrações de Ca, Mg, K e Na no SSA, e apresentou melhor crescimento e resistência a eles. Da mesma forma, o plantio de beterraba forrageira (B. vulgaris) produziu efeitos positivos sobre o solo; no entanto, altura e área foliar desta espécie foram afetadas no SSA, o que limita sua produtividade.Una de las limitaciones en suelos sulfatados ácidos (SSA) está relacionada con la inhibición en la absorción de bases intercambiables generada principalmente por excesos de aluminio de cambio, esto afecta su productividad y limita la disponibilidad de nutrientes para las plantas. La presente investigación evaluó en invernadero el efecto de remolacha forrajera (Beta vulgaris L.), nabo forrajero (Brassica rapa L.) y rábano forrajero (Raphanus sativus L.) sobre las bases intercambiables de un SSA, contrastado con un suelo no sulfatado, con el fin de identificar especies para manejo y rehabilitación de estos suelos en Paipa (Boyacá). Se implementó un diseño experimental con 6 tratamientos y 3 repeticiones en los cuales se realizó la medición de bases en el suelo antes y después de la siembra de las especies, y se midió área foliar y altura de las plantas al finalizar su periodo vegetativo. Se presentaron diferencias estadísticas significativas (P<0,01) en la concentración de bases, así como en las variables área foliar y altura de la planta. Los resultados indicaron que el crecimiento del nabo (B. rapa) y rábano (R. sativus) forrajeros, junto con el uso complementario de enmiendas calcáreas como correctivo, indujeron a un aumento en las concentraciones de Ca, Mg, K y Na en el SSA, y presentaron un mejor crecimiento y resistencia a los mismos. Igualmente, la siembra de remolacha forrajera (B. vulgaris) generó efectos positivos en el suelo; sin embargo, la altura y área foliar de esta especie se afectaron en el SSA, lo cual limita su productividad

Efeito de espécies forrageiras em bases trocáveis de um solo ácido sulfatada Township Paipa (Colômbia)

One of the limitations on acid sulphated soils (SSA) is related to the inhibition in the absorption of interchangeable bases generated mainly by excesses of aluminum oxide of change; this affects its productivity and limits the availability of nutrients for plants. This research evaluated in greenhouse, the effect of fodder beet (Beta vulgaris L.), forage turnip (Brassica rapa L.) and fodder radish (Raphanus sativus L.) on the interchangeable bases of an SSA, contrasted with a not sulfated ground, in order to identify species for management and rehabilitation of these soils in Paipa (Boyacá). An experimental design was implemented with 6 treatments and 3 repetitions in which the basis measurement was made in the ground before and after the species plating and the measured leaf area and plants height when their vegetative period ended. Several significative statistic differences were found (P<0.01) in the basis concentration, as well as in the variables in the leaf area and height of the plant. The results indicated that the growth of the turnip (B. rapa) and horseradish (R. sativus) fodder, along with the complementary use of calcareous amendments as a corrective, led to an increase in the concentrations of Ca, Mg, K, and Na in the SSA, and presented a better growth and resistance to them. Similarly, the planting of fodder beet (B. vulgaris) generated positive effects in the soil; however, the height and leaf area of this species were affected in the SSA, which limits their productivity.Una de las limitaciones en suelos sulfatados ácidos (SSA) está relacionada con la inhibición en la absorción de bases intercambiables generada principalmente por excesos de aluminio de cambio, esto afecta su productividad y limita la disponibilidad de nutrientes para las plantas. La presente investigación evaluó en invernadero el efecto de remolacha forrajera (Beta vulgaris L.), nabo forrajero (Brassica rapa L.) y rábano forrajero (Raphanus sativus L.) sobre las bases intercambiables de un SSA, contrastado con un suelo no sulfatado, con el fin de identificar especies para manejo y rehabilitación de estos suelos en Paipa (Boyacá). Se implementó un diseño experimental con 6 tratamientos y 3 repeticiones en los cuales se realizó la medición de bases en el suelo antes y después de la siembra de las especies, y se midió área foliar y altura de las plantas al finalizar su periodo vegetativo. Se presentaron diferencias estadísticas significativas (P<0,01) en la concentración de bases, así como en las variables área foliar y altura de la planta. Los resultados indicaron que el crecimiento del nabo (B. rapa) y rábano (R. sativus) forrajeros, junto con el uso complementario de enmiendas calcáreas como correctivo, indujeron a un aumento en las concentraciones de Ca, Mg, K y Na en el SSA, y presentaron un mejor crecimiento y resistencia a los mismos. Igualmente, la siembra de remolacha forrajera (B. vulgaris) generó efectos positivos en el suelo; sin embargo, la altura y área foliar de esta especie se afectaron en el SSA, lo cual limita su productividad.Uma limitação em solos sulfatados ácidos (SSA) está relacionada com a inibição na absorção das bases trocáveis , gerada principalmente por excesso de alumínio trocável, isso afeta a produtividade e limita a disponibilidade de nutrientes para as plantas. Esta pesquisa avaliou em casa de vegetação o efeito da beterraba forrageira (Beta vulgaris L.), os nabos forrageiros (Brassica rapa L.) e nabo forrageiro (Raphanus sativus L.) sobre bases trocáveis em um SSA contrastado com solo não-sulfatado, a fim de identificar as espécies de gestão e reabilitação destes solos em Paipa (Boyacá). Foi implementado um delineamento experimental com 6 tratamentos e três repetições, com medição de bases no solo antes e após o plantio de espécies, e área foliar e altura das plantas foi medida no final do seu período de crescimento. Apresentaram- se diferenças estatisticamente significativas (P<0,01) na concentração de bases, bem como nas variáveis área folhar e altura de planta. Os resultados indicaram que o crescimento do nabo (B. rapa) e rábano forrageiro (R.sativus), juntamente com a utilização complementar de calagem como corretivo , levou a um aumento das concentrações de Ca, Mg, K e Na no SSA, e apresentou melhor crescimento e resistência a eles. Da mesma forma, o plantio de beterraba forrageira (B. vulgaris) produziu efeitos positivos sobre o solo; no entanto, altura e área foliar desta espécie foram afetadas no SSA, o que limita sua produtividade

Efecto de especies forrajeras sobre las bases intercambiables de un suelo sulfatado ácido del municipio de Paipa (Colombia)

Una de las limitaciones en suelos sulfatados ácidos (SSA) está relacionada con la inhibición en la absorción de bases intercambiables generada principalmente por excesos de aluminio de cambio, esto afecta su productividad y limita la disponibilidad de nutrientes para las plantas. La presente investigación evaluó en invernadero el efecto de remolacha forrajera (Beta vulgaris L.), nabo forrajero (Brassica rapa L.) y rábano forrajero (Raphanus sativus L.) sobre las bases intercambiables de un SSA, contrastado con un suelo no sulfatado, con el fin de identificar especies para manejo y rehabilitación de estos suelos en Paipa (Boyacá). Se implementó un diseño experimental con 6 tratamientos y 3 repeticiones en los cuales se realizó la medición de bases en el suelo antes y después de la siembra de las especies, y se midió área foliar y altura de las plantas al finalizar su periodo vegetativo. Se presentaron diferencias estadísticas significativas (P<0,01) en la concentración de bases, así como en las variables área foliar y altura de la planta. Los resultados indicaron que el crecimiento del nabo (B. rapa) y rábano (R. sativus) forrajeros, junto con el uso complementario de enmiendas calcáreas como correctivo, indujeron a un aumento en las concentraciones de Ca, Mg, K y Na en el SSA, y presentaron un mejor crecimiento y resistencia a los mismos. Igualmente, la siembra de remolacha forrajera (B. vulgaris) generó efectos positivos en el suelo; sin embargo, la altura y área foliar de esta especie se afectaron en el SSA, lo cual limita su productividad