Evaluación de fertilizantes agrícolas en la productividad de la microalga Chlorella sorokiniana.

Autores/as

  • Ana Margarita Silva-Benavides Universidad de Costa Rica, Escuela de Biología, Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología, San Pedro, San José

DOI:

https://doi.org/10.15517/am.v27i2.24361

Palabras clave:

fluorescencia de la clorofila, productividad microalgal, nitrógeno total, sulfato de magnesio.

Resumen

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la productividad de la microalga verde Chlorella sorokiniana UTEX 1230 con fertilizantes foliares usados en la agricultura y la comparación con el medio nutritivo Kolwitz (K3). Las variables evaluadas fueron el crecimiento celular, la productividad, la concentración de clorofila, la fluorescencia (Fv/Fm), proteínas y carbohidratos. Se usaron dos fertilizantes comerciales con la composición química NPK 20-20-20 y NPK 22-10-7 como medios nutritivos. El experimento se realizó en el Instituto de Estudios para los Ecosistemas, Florencia, Italia durante el año 2014. Cada experimento se repitió cinco veces con tres réplicas cada uno, a una intensidad lumínica de 150 μmol fotones m2/s, temperatura de 28 °C y CO2/aire (2:98 v/v). Con cada fertilizante se diseñaron los siguientes tratamientos: 1) NPK 20-20-20 (1,00 g/l) + 0,27 g/l MgSO4.7H2O, 2) NPK 22-10-7 (+2 MgO) (1,00 g/l) + 0,27 g/l MgSO4.7H2O, 3) NPK 22-10-7 (+2 MgO) (1,00 g/l), 4) NPK 20-20-20 (1,00 g/l). Se utilizó el medio nutritivo Kolwitz (K3) como control. Las mayores concentraciones celulares, productividad, clorofila, fluorescencia, proteínas y carbohidratos, se cuantificaron en los medios provistos de sulfato de magnesio (NPK 20-20-20 (1,00 g/l) + 0,27 g/l MgSO4.7H2O, y NPK 22-10-7 (+2 MgO) (1,00 g/l) + 0,27 g/l MgSO4.7H2O). Los menores crecimientos de la biomasa se observaron en los tratamientos carentes de este compuesto. El sulfuro y el magnesio tuvieron efecto positivo en el crecimiento y rendimiento del cultivo; así como las cantidades de urea y amonio en la composición química del fertilizante.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Abalde, J., A. Cid, P. Fidalgo, E. Torres, y C. Herrero. 1995. Microalgas: cultivos y aplicaciones. La Coruña: Universidade Da Coruña, ESP.

Acién, F.G., J. M. Fernández, J.J. Magán, and E. Molina. 2012. Production cost of a real microalgae production plant and strategies to reduce it. Biotechnol. Adv. 30: 1344-1353.

Arredondo, B.O., y D. Voltolina. 2007. Concentración, recuento celular y tasa de crecimiento. En: B. Arredondo, y D. Voltolina, editores, Métodos y herramientas analíticas en la evaluación de la biomasa microalgal. Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. La Paz, CA, USA. p. 17-26.

Becerra-Dórame, M., J. A. López, F. Enríquez, N. Huerta, D. Voltolina, I. Osuna, and G. Izaguirre. 2010. The effect of initial cell and nutrient concentrations on the growth and biomass production of outdoor cultures of Dunaliella sp. Ann. Bot. Fennici. 47:109-112.

Becker, E. 1995. Microalgae: Biotechnology and microbiology. Cambridge University Press, USA.

Becker, W. 2013. Microalgae for human and animal nutrition. In: A. Rhichmond, and Q. Hu, editors, Handbook of microalgal culture: applied phycology and biotechnology. John Wiley y Sons, Ltd. GBR. p.

-503.

Borowizka, M.A. 1999. Economic evaluation of microalgal processes and products. In: Z. Cohen, editor, Chemicals from microalgae. T.J. International Ltd, Padstow, GBR. p. 387-409.

Borowitzka, M.A. 2005. Culturing microalgae in outdoor ponds. En: R.A. Andersen, editor, Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press, CA, USA. p. 205-218.

Borowitzka, M. 2013. High-value products from microalgaetheir development and commercialization. J. Appl. Phycol. 25:743-756.

Concas, A., G. Lutzu, M. Pisu, and G. Cao. 2012. Experimental analysis and novel modeling of semibatch photobioreactorsoperated with Chlorella vulgaris and fed with 100% (v/v) CO2. Chem. Eng. J. 213:203-213.

Converti, A., A. Casazza, E. Ortiz, P. Perego, and Del Borghi. 2009. Effect of temperature and nitrogen concentration on the growth and lipid content of Nannochloropsis oculata and Chlorella vulgaris for biodiesel production. Chem. Eng. Process. 48:1146-1151.

Dubois, M., K. Guilles, J. Rebers, and F. Smith. 1956. Colorimetric method for determination of sugar and related substances. Anal. Chem. 28:350-356.

Fábregas, J., L. Toribio, J. Abalde, B. Cabezas, and C. Herrero. 1987. Approach to biomass production of the marine microalgae Tetraselmis suecica (Kylin) using common garden fertilizer and soil extract as cheap nutrient supply in batch cultures. Aquacult. Eng. 6:141-150.

Grobbelar, J. 2013. Inorganic algal nutrition. In: A. Rhichmond, and Q. Hu, editors, Handbook of microalgal culture: applied phycology and biotechnology. John Wiley y Sons, Ltd. GBR. p. 123-133.

Jad-Allah, K. 2012. Development of cheap and simple culture medium for the microalgae Nannochloropsis sp. based on agricultural grade fertlilizers available inthe local market of Gaza Strip (Palestine). J. Al Azhar University Gaza (Natural Sci.) 14:61-76.

Krause, G.H., and E. Weis. 1984. Chlorophyll fluorescence as a tool in plant physiology. 2. Interpretation of fluorescence signals. Photosynth Res. 5:139-157.

Lee, Y., W. Chen, H. Shen, D. Han, Y. Li, H. Jones, J. Timlin, and Q. Hu. 2013. Basic culturing and analytical measurement techniques. In: A. Rhichmond, and Q. Hu, editors, Handbook of microalgal culture: applied phycology and biotechnology. John Wiley y Sons, Ltd. GBR. p. 37-68.

Lichenthaler, H. 1987. Chlorophyll and carotenoids: pigments of photosynthetic membranes. Methods Enzymol. 148:350-82.

Liu, J., and Q. Hu. 2013. Chlorella: industrial production of cell mass and chemicals. In: A. Rhichmond, and Q. Hu, editors, Handbook of microalgal culture: applied phycology and biotechnology. John Wiley y Sons, Ltd. GBR. p. 329-338.

Lowry, O., and N. Rosenbrough. 1951. Protein measurement with the folin phenol reagent. J. Biol. Chem. 193:265-272.

Masojídek, J., G. Torzillo, and M. Koblízek. 2013. Photosynthesis in microalgae. In: A. Rhichmond, and Q. Hu, editors, Handbook of microalgal culture: applied phycology and biotechnology. John Wiley y Sons, Ltd. GBR. p. 21-36.

Mellis, A., L. Zhang, M. Forestier, M. Ghirardi, and M. Seibert. 2000. Sustained photobiological hydrogen gas production upon reversible inactivation of oxygen evolution in the green alga Chlamydomonas reinhardtii. Plant Physiol. 122:127-136.

Molina, G.E., H. Belarbi, F.G. Acién, A. Robles, and Y. Chisti. 2003. Recovery of microalgal biomass and metabolites: process options and economics. Biotech. Adv. 20:491-515.

Nieves, M., D. Voltolina, M. Sapién, H. Gerhardus, A.L. Robles, and M. Villa. 1996. Culturing microalgae with agricultural fertilizers. Riv. Ital. Acquacoltura 3:81-84.

Norsker, N.H., M.J. Barbosa, M. Vermue and R.H. Wijffels. 2011. Microalgal production - A close look at the economics. Biotechnol. Adv. 29:24-27.

Ortiz, M., C. Cortés, J. Sánchez, J. Padilla, y A.M. Otero. 2011. Evaluación del crecimiento de la microalga Chlorella sorokiniana en diferentes medios de cultivo en condiciones autotróficas y mixotróficas. ORINOQUIA 16:11-19.

Piña, P., A. Medina, M. Nieves, S. Leal, J.A. López, y M. Guerrero. 2007. Cultivo de cuatro especies de microalgas con diferentes fertilizantes utilizados en acuicultura. Rev. Invest. Mar. 28:225-236.

Richmond, A. 1999. Physiological principles and modes of cultivation in mass production of photoautotrophic microalgae. In: Z. Cohen, editor, Chemicals from microalgae. T.J. International Ltd, Padstow, GRB. p. 353-386.

Rocha, J.M.S., J.E. García, and M.H. Henriques. 2003. Growth aspects of the marine microalga Nannochloropsis gaditana. Biomol. Eng. 20:237-242.

Sánchez, H., J. Juscamaita, J. Vargas, y R. Oliveros. 2008. Producción de la microalga Nannochloropsis oculata (Droop) Hibberd en medios enriquecidos con ensilado biológico de pescado. Ecol. Apl. 7:149-158.

Schenk, P., A. Thomas-Hall, S. Stephens, U. Marx, J. Mussgnung, C. Posten, O. Kruse, and B. Hankamer. 2008. Second generation biofuels: high-efficiency microalgae for biodiesel production. BioEnergy Res. 1:20-43.

Schubert, E. 2003. Nonmotile coccoid and colonial green algae. In: J.D. Wehr, and R. Sheath, editors, Freshwater algae of North America: ecology and classification. CA, USA. p. 253-307.

Silva, A.M., and G. Torzillo. 2012. Nitrogen and phosphorus removals by means of laboratory batch cultures of the microalga Chlorella vulgaris and the cyanobacterium Planktothrix isothrix grown as monoalgal and as cocultures. J. Appl. Phycol. 24:267-276.

Silva, A.M., G. Torzillo, J. Kopecky, and J. Masojıdek. 2013. Productivity and biochemical compositio of Phaeodactylum tricornutum (Bacillariophyceae) cultures grown outdoors in tubular photobioreactors and open ponds. Biomas. Bioenergy 54:115-122.

Simental, J.A, and M. Sánchez. 2003. The effect of agricultural fertilizer on growth rate of benthic diatoms. Aquacult. Eng. 27:265-272.

Simental, J.A., M.P. Sánchez, and J. Correa. 2001. Biochemical composition of benthic marine diatoms using as culture medium a common agricultural fertilizer. J. Shellfish Res. 20:611-617.

Tam, N., and Y.S. Wong. 1990. The comparison of growth and

nutrient removal efficiency of Chlorella pyrenoidosa

in settled and activated sewages. Environ. Pollut.

:93-108.

Tam, N., and Y.S. Wong. 1996. Effect of ammonia concentrations on growth of Chlorella vulgaris and nitrogen removal from media. Bioresour. Technol. 57:45-50.

Tredici, M. 2010. Photobiology of microalgae mass cultures: understanding the tools for the next green revolution. Biofuels 1:143-162.

Torzillo, G., P. Accolla, E. Pinzani, and J. Masojidek. 1996. In situ monitoring of chlorophyll fluorescence to assess the synergistic effect of low temperature and high irradiance stress in Spirulina cultures grown outdoors in photobioreactors. J. Appl. Phycol. 7:1-9.

Torzillo, G., C. Faraloni, M. Silva, J. Kpecky, and J. Masojidek. 2012. Photoacclimation of P. tricornutum (Bacillariophycea) cultures grown outdoors in photobioreactors and open ponds. Eur. J. Phycol. 47: 169-181.

Torzillo, G., and A. Vonshak. 2013. Environmental stress physiology with references to mass cultures. In: A. Richmond, editor, Handbook of microalgal mass cultures. Blackwell Science, River Street, USA. p. 90-113.

Valenzuela, E., F. Lafarga De La Cruz, R. Milán, y F. Núñez. 2005. Crecimiento, consumo de nutrientes y composición proximal de Rhodomonas sp. cultivada en medio F/2 y fertilizantes agrícolas. Cienc. Mar. 31:79-89.

Watanabe, M. 2005. Freshwater cultura media. In: R. Andersen, editor, Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press, California, USA. p. 13-20.

Publicado

2016-06-20

Cómo citar

Silva-Benavides, A. M. (2016). Evaluación de fertilizantes agrícolas en la productividad de la microalga Chlorella sorokiniana. Agronomía Mesoamericana, 27(2), 265–275. https://doi.org/10.15517/am.v27i2.24361

Artículos similares

También puede {advancedSearchLink} para este artículo.