* Microorganismos alimentados con ácidos del estiércol porcino impulsaron el crecimiento del tomate en suelo e hidroponía. Foto Cortesía: Unimedios.
Agricultura & Ganadería
(UN – Miércoles 19 de noviembre de 2025).- Colombia importa grandes volúmenes de fertilizantes sintéticos, de los cuales se aplican en los cultivos cerca de 392,5 kg por hectárea, una práctica costosa que además deja fuertes huellas ambientales. En contraste, el estiércol de cerdo —uno de los residuos agroindustriales más abundantes y ricos en carbono— suele desecharse sin aprovechamiento, pese a su potencial como insumo. Cuando este se descompone de forma controlada libera moléculas que actúan como fuente de energía para bacterias que pueden fijar nitrógeno de manera natural y favorecer el crecimiento de los cultivos.
Es urgente hacer un cambio, ya que hasta el 50% del nitrógeno aplicado se pierde en el suelo, y las emisiones de óxido nitroso —un gas 300 veces más potente que el CO₂— siguen en aumento. A esto se suma que desde 2020 los precios de los fertilizantes han aumentado más del 300% debido a la crisis de insumos provocada por la pandemia de Covid-19, un impacto fuerte para los productores.
En este contexto, convertir los ácidos derivados del estiércol porcino en alimento para bacterias fijadoras de nitrógeno abre una ruta sostenible para producir una alternativa biológica, reducir costos y disminuir la contaminación asociada tanto con el uso de químicos como con los 55 billones de toneladas de residuos animales que se generan cada año.
Frente a este crítico panorama es necesario buscar soluciones en los procesos y organismos naturales, y en esa línea la investigación realizada por Nicolás Rodríguez Romero, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, en conjunto con la Universidad del Valle, extrajo ácidos grasos volátiles del estiércol de cerdo y los convirtió en el alimento de comunidades microbianas capaces de fijar nitrógeno en las raíces del tomate.
Selección natural en pro de la abundancia
La fijación de nitrógeno es el segundo proceso biológico más importante para sostener la vida en el planeta, por lo que el punto de partida fue aislar microorganismos capaces de realizarla de manera eficiente. Estas bacterias funcionan mejor cuando actúan en comunidad, pues juntas potencian su capacidad para producir biofertilizantes.
En lugar del camino tradicional de trabajar con cepas aisladas, el investigador implementó un método de ingeniería de microbiomas, partiendo de una muestra de suelo rica en biodiversidad microbiana. A partir de allí se creó un sistema en donde solo podían prosperar los organismos capaces de fijar nitrógeno.
Durante 6 semanas los microorganismos se expusieron en biorreactores a condiciones altamente selectivas. El medio de cultivo incluía los ácidos grasos volátiles como única fuente de carbono y el aire como la única fuente de nitrógeno, una configuración que generó una presión evolutiva intensa, ya que allí solo sobrevivieron y se multiplicaron las bacterias capaces de consumir los ácidos grasos y fijar nitrógeno atmosférico al mismo tiempo.
El monitoreo reveló una especie de selección natural en miniatura. Semana tras semana, el magíster registró la disminución de los ácidos grasos y el aumento de nitrógeno disponible. “La desaparición de los ácidos grasos nos indicaba que estaban siendo consumidos, mientras que el aumento de nitrógeno en el medio nos confirmaba que la fijación biológica estaba ocurriendo de manera efectiva”, señala.
Las comunidades obtenidas lograron usar los ácidos grasos volátiles como alimento y aumentaron en 76 % su capacidad de fijación de nitrógeno, lo que se reflejó en un mejor crecimiento del tomate tanto en hidroponía como en suelo, frente a las plantas que no recibieron el tratamiento microbiano.
Además del seguimiento a los ácidos grasos y al nitrógeno total, se evaluó el desempeño de las comunidades en diferentes diluciones, se comparó su respuesta frente a mezclas de ácidos grasos volátiles (AGVs) tanto sintéticos como provenientes del estiércol, y se midió el nitrógeno acumulado en el sobrenadante, que alcanzó valores de hasta 9,8 mg·mL⁻¹.
Las pruebas en invernadero confirmaron que la inoculación modificó la composición microbiana de la rizosfera y mejoró la producción, equiparando resultados obtenidos con fertilización química convencional.
El análisis de estas comunidades reveló 3 géneros bacterianos dominantes: Taibaiella, Aureimonas y Sinirhodobacter, poco comunes en biofertilizantes comerciales y con un potencial biotecnológico aún por explorar. Para identificarlos, se extrajo ADN de los cultivos, se secuenció y se realizó un análisis bioinformático a partir del efluente de los reactores, procedimiento aplicado específicamente a los tratamientos con mezclas de AGVs de cerdo y AGVs sintéticos.
Este análisis permitió detectar taxones poco conocidos asociados con la fijación de nitrógeno y sugirió interacciones sinérgicas en la comunidad, un comportamiento compatible con el aumento de pH (acidez) y la mayor disponibilidad de nitrógeno observada durante el proceso.
Otro hallazgo fundamental fue el comportamiento “social” de estas comunidades al interactuar con la planta. “El tomate no aceptaba a toda la comunidad, sino que, través de señales químicas, seleccionaba activamente a los microorganismos más compatibles con su fisiología, estableciendo una simbiosis personalizada”, explica el investigador. Este proceso sugiere que cada cultivo podría elegir sus propios socios microbianos ideales, abriendo la puerta a biofertilizantes ajustados a las necesidades de cada planta.
De desechos orgánicos a alimento microbiano
Una vez la comunidad estaba establecida, había que buscar su alimento. Por eso, el punto de partida para obtener esos ácidos fue la digestión anaerobia realizada con el estiércol, un proceso que, en condiciones sin oxígeno, descompone la materia orgánica. De esto se obtiene biogás, pero también ácidos grasos ricos en moléculas conocidas como el acético, propiónico y butírico, “compuestos ricos energéticamente para el metabolismo microbiano”, explica el investigador Rodríguez.
El líquido resultante, rico en estos compuestos, pero aún con una composición compleja y presencia de sólidos, se sometió a un proceso de filtración y centrifugación para eliminar impurezas y partículas mayores. El resultado fue un licor que contenía la mezcla de ácidos, y para hacerlo aún más puro, el investigador implementó una fase de destilación, un método de separación que aprovecha los diferentes puntos de ebullición para generar una evaporación controlada de los componentes volátiles.
El producto final fue un sustrato líquido rico en carbono que constituyó la base del medio de cultivo para las comunidades microbianas. Esta transformación no solo resuelve un problema ambiental al darle un uso de alto valor a un desecho, sino que además reduce drásticamente los costos potenciales de producción del biofertilizante, ya que el sustrato principal proviene de una fuente gratuita y abundante.