La aplicación de lodos urbanos como biofertilizante mejora la productividad de cultivo de la alfalfa (Medicago sativa L.) y mejora la calidad del suelo sin toxicidad por metales pesados

Convertir los residuos en un recurso agrícola

La agricultura moderna depende en gran medida de los fertilizantes químicos para mantener la productividad de los cultivos, pero eso conlleva costes crecientes y efectos ambientales. Al mismo tiempo, las ciudades de todo el mundo lidian con qué hacer con los enormes volúmenes de lodos generados tras el tratamiento de aguas residuales. Este estudio explora si esos lodos —cuando se tratan adecuadamente— pueden sustituir de forma segura parte del uso de fertilizantes, favoreciendo el crecimiento de la alfalfa, un cultivo forrajero importante, sin que ello provoque la preocupante acumulación de metales tóxicos en suelos y plantas.

De las aguas urbanas al suelo agrícola

Los lodos urbanos contienen abundante materia orgánica y nutrientes vegetales como nitrógeno, fósforo y potasio, todos necesarios para el desarrollo de los cultivos. Pero también pueden incluir sustancias indeseables, especialmente metales pesados como cadmio y plomo, que no se degradan en el medio ambiente. Los investigadores trabajaron con lodos procedentes de una depuradora municipal del suroeste de Arabia Saudí y con un suelo arenoso y con pocos nutrientes de la zona. Primero verificaron que los niveles de metales en los lodos estaban por debajo de los límites de seguridad internacionales para uso agrícola, y luego los mezclaron con el suelo en varias dosis para evaluar su eficacia como biofertilizante para la alfalfa.

Encontrar el punto óptimo para el crecimiento

Las plantas de alfalfa se cultivaron en macetas en condiciones de invernadero con distintas cantidades de lodo incorporado al suelo: ninguna, baja, media y alta. Solo las plantas del control, la dosis baja y la media sobrevivieron hasta la cosecha; las expuestas a las dosis más altas no completaron su ciclo vital, lo que demuestra que «más» lodo no siempre es mejor. A una tasa baja —10 gramos de lodo por kilogramo de suelo— la alfalfa creció de forma notable en comparación con el suelo sin enmienda. La altura de las plantas, el número de hojas, el área foliar, la biomasa total y la tasa de crecimiento aumentaron de manera marcada, y las hojas presentaron mayor contenido de pigmentos verdes asociados a la fotosíntesis. La dosis media mejoró el área foliar pero no produjo las mismas ventajas globales, lo que sugiere que existe una ventana estrecha de aplicación que ofrece los mejores resultados.

Comprobando riesgos ocultos por metales

Como la acumulación de metales pesados en cultivos para alimento o forraje puede afectar finalmente a la salud animal y humana, el equipo midió cuidadosamente nueve metales tanto en raíces como en partes aéreas de la alfalfa. A la dosis baja recomendada, los niveles de metales en las partes comestibles permanecieron dentro de los rangos de seguridad internacionales ampliamente aceptados para forraje, y fueron en su mayoría similares o solo ligeramente superiores a los de las plantas no tratadas. Un aumento moderado de níquel en las partes aéreas y de cadmio en las raíces se mantuvo por debajo de los umbrales de toxicidad reportados. Cálculos detallados de cuánto metal se trasladó del suelo a las raíces (bioacumulación) y de las raíces a las partes aéreas (translocación) mostraron que, para la mayoría de los metales, las raíces tendieron a retener lo que absorbieron, limitando la transferencia a las partes superiores consumidas por el ganado.

Suelo más sano tras la cosecha

Los beneficios del tratamiento con lodos se extendieron también al propio suelo. Tras la cosecha, los suelos que recibieron las dosis baja o media presentaron más materia orgánica y mejor retención de agua —ambos rasgos clave para sostener cultivos en regiones secas. Los niveles de los principales nutrientes nitrógeno, fósforo y potasio también aumentaron respecto al suelo sin enmienda, lo que ayuda a explicar el mayor vigor vegetal. La acidez del suelo se desplazó ligeramente hacia un rango más favorable y la conductividad eléctrica aumentó modestamente al quedar más nutrientes disueltos disponibles. Importante: a la tasa baja de lodo, las concentraciones de los metales analizados en el suelo no aumentaron hasta niveles dañinos, lo que indica que, al menos durante una temporada de cultivo, la enmienda mejoró la calidad del suelo sin contaminarlo.

Equilibrar oportunidad y precaución

Para un público no especializado, el mensaje clave es que el uso controlado y cuidadoso de lodos tratados puede convertir un problema de residuos en un recurso agrícola valioso. En este estudio, una dosis relativamente pequeña mejoró mucho el crecimiento de la alfalfa y enriqueció un suelo pobre y arenoso, sin elevar los niveles de metales pesados en plantas o suelo por encima de los límites de seguridad reconocidos. Sin embargo, los autores subrayan que sus resultados proceden de una única fuente de lodos, un tipo de suelo y una sola temporada de cultivo. A lo largo de muchos años, los metales pueden acumularse lentamente, por lo que cualquier programa a largo plazo debe ir acompañado de un seguimiento regular y directrices específicas por región. Bien usado, eso sí, el lodo urbano tiene el potencial de cerrar ciclos de nutrientes, reducir la dependencia de fertilizantes químicos costosos y favorecer una agricultura más sostenible.

Cita: Eid, E.M., Ahmed, M.T., Alrumman, S.A. et al. Application of sewage sludge as a soil biofertilizer enhances crop productivity of alfalfa plants (Medicago sativa L.) and improves soil quality without heavy metal toxicity. Sci Rep 16, 8524 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39561-w

Palabras clave: lodos urbanos, biofertilizante, alfalfa, fertilidad del suelo, metales pesados