ES2928824T3

ES2928824T3 - Uso de microalgas verdes para mejorar el crecimiento de las plantas

Info

Publication number: ES2928824T3
Application number: ES19732033T
Authority: ES
Inventors: Robert Baard; Wishwas Abhyankar; Stanley Brul
Original assignee: Algae Innovations Netherlands BV; Universiteit Van Amsterdam
Current assignee: Algae Innovations Netherlands BV; Universiteit Van Amsterdam
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2039-06-21
Also published as: JP2021528082A; PT3809829T; US20210171413A1; EP3809829A1; WO2019243587A1; US11771028B2; EP3809829B1

Abstract

La presente invención se refiere a una composición líquida que comprende microalgas verdes vivas para mejorar el crecimiento de las plantas. La composición líquida se prepara cultivando microalgas verdes a un pH de 10-12 en presencia de carbonato de hidrógeno como fuente de carbono inorgánico. La composición líquida se puede almacenar entre 4 y 25 grados C hasta su uso. La composición líquida se puede usar para mejorar los fertilizantes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Uso de microalgas verdes para mejorar el crecimiento de las plantas

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición líquida basada en microalgas para mejorar el crecimiento de las plantas. También se refiere a un método para su preparación y al uso de la composición líquida.

Antecedentes de la invención

A lo largo de los años, el amplio uso de fertilizantes ha causado problemas al medioambiente. Estos fertilizantes contienen principalmente minerales disueltos, nutrientes para la planta. Las interacciones tierra-planta no son estimuladas por estos productos. Esto beneficia a las plantas, temporalmente, pero la tierra se agota con el tiempo y se contamina y se pierde la fertilidad de la tierra. Actualmente en todo el mundo existe una necesidad de una opción económica y respetuosa con el medioambiente para agricultores y cultivadores de plantas. Los potenciadores del crecimiento de las plantas de origen natural, también denominados biofertilizantes, han sido considerados una alternativa preferida a los fertilizantes existentes, debido a que aumentan la eficiencia de nutrición y la salud general de las plantas.

Se han sugerido frecuentemente las macroalgas, comúnmente conocidas como algas marinas, como fertilizantes. El documento de patente EP 3055415 describe una composición de fertilizante que comprende un extracto o un lisado de algas, preferentemente de algas marinas, tales como Ascophillum nodosum, que comprende moléculas de ARN exógeno pequeñas. El documento de patente US 9.854.810 desvela un fertilizante obtenido tratando algas marinas con ácido acético como agente acidificante y KOH como agente alcalinizante. Se mezcla con leonardita americana para obtener un producto seco. Aunque en todo el mundo se usa el alga marina como un mejorador del crecimiento de las plantas, la desventaja de uso del alga marina es que es de aguas cuya calidad y condiciones son frecuentemente desconocidas y no están controladas. Las fuentes de algas marinas también tienen alta salinidad, que es otra desventaja para las plantas.

Las microalgas son plantas microscópicas pequeñas normalmente encontradas en agua dulce y sistemas marinos. Son frecuentemente especies unicelulares que existen individualmente, o en cadenas o grupos. Se ha descrito el uso de microalgas secadas como fertilizante, véase, por ejemplo, Coppens et al., 2016 J. Applied Phycol. 28:2367. Este documento describe el uso de microalgas pasteurizadas y secadas como un fertilizante de liberación lenta. Las microalgas se cultivan en un fotobiorreactor. El documento de patente US 2014/0345341 describe la producción de biofertilizante a partir de cianobacterias en un fotobiorreactor. Las algas azul verdosas se cultivan a pH 7,5 usando el subproducto de dióxido de carbono de la producción de combustible como fuente de carbono. Los fotobiorreactores son de construcción y uso bastante caros. Sería deseable tener una alternativa que se pudiera producir de forma más económica y práctica y que se pudiera usar para producción comercial.

Breve descripción de las figuras

Fig. 1 Desarrollo de raíces de plantas de Arabidopsis de 5 semanas. Izquierda: control cultivado en sustrato completo; derecha: cultivado en sustrato completo mezclado con una composición líquida según la invención.

Fig. 2 Desarrollo de raíces de tomates en sistema de cultivo hidropónico. Izquierda: grupo de control cultivado en medio de crecimiento que contiene todos los minerales esenciales; derecha: cultivado con adición de microalgas al medio de crecimiento.

Fig. 3 Desarrollo de raíces de fresas; izquierda: planta de control; derecha: con adición de microalgas.

Fig.4 Respuesta al crecimiento (longitud del tallo) de Solanum lycopersum al tratamiento con microalgas frescas (células vivas, triángulos) o microalgas secadas (células muertas, cuadrados).

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a un método de preparación de una composición líquida que comprende microalgas verdes vivas, en donde el método comprende:

-- cultivar microalgas verdes en un estanque abierto en un medio acuoso a pH 10 a pH 12, comprendiendo el medio sodio inferior a 5 mM e hidrogenocarbonato como fuente de carbono inorgánico;

- recoger las microalgas verdes mediante sedimentación o centrifugación para obtener una composición líquida que comprende microalgas verdes vivas, teniendo la composición líquida un contenido de materia seca en el intervalo del 0,5 % p/p al 10 % p/p y un contenido de sodio inferior a 5 mM.

El método según la invención tiene varias ventajas. Una ventaja es que la composición líquida obtenida por el método según la invención es más eficaz en promover el crecimiento de las plantas que los fertilizantes inorgánicos. El método según la invención da una composición líquida que se puede usar para iniciar y potenciar la actividad de microorganismos beneficiosos de la tierra, promoviéndose así mejoras de las condiciones de crecimiento de las plantas.

Otra ventaja es que el método permite el cultivo en un estanque. Como consecuencia, las condiciones de cultivo están más controladas que con las algas marinas obtenidas del mar.

Otra ventaja es que el método permite el cultivo en agua fresca. Por lo tanto, los productos obtenidos tendrán un menor contenido de cloruro sódico y menor contenido de yoduro que los productos basados en algas marinas.

Otra ventaja es que la composición líquida obtenida por el método es de mayor valor nutritivo para una planta que una composición basada en algas marinas. Los productos de microalgas contienen importantes componentes estimulantes de las plantas, como proteínas, junto con todos los aminoácidos esenciales, oligoelementos principales y significativos, pigmentos (antioxidantes), vitaminas, hidratos de carbono, reguladores del crecimiento vegetal (hormonas) e importantes ácidos grasos poliinsaturados.

Otra ventaja es que el método permite el cultivo en estanques en tierra, lo que evita los elevados costes de transporte del mar a la tierra.

Otra ventaja más es que los métodos permiten cultivar en un sistema abierto. En general, los sistemas de cultivo abierto, tales como los estanques abiertos, tienen menores costes de construcción que los sistemas cerrados, tales como los fotobiorreactores. Los costes de inversión y de funcionamiento de los sistemas cerrados son 10-20 % superiores en comparación con los sistemas abiertos. En todo el mundo, los sistemas abiertos han demostrado ser los únicos sistemas que son satisfactoriamente comercialmente operados en dimensión de gran escala.

El método según la invención comprende cultivar microalgas verdes. En el contexto de la presente invención, cultivar se refiere a un aumento en la biomasa de microalgas verdes debido a un aumento en el tamaño o un aumento en el número. Las microalgas verdes son organismos eucariotas, fotosintéticos y unicelulares, del orden Chlorococcales, que pertenecen a la clase Chlorophyceae, en particular a la división Chlorophyta, y preferentemente son microalgas de agua dulce. En una realización, las microalgas verdes pertenecen a una familia seleccionada de Chlorellaceae, Dunaliellacea, Eustigmataceae, Haematococcaceae, Hydrodictyaceae, Selenastraceae, Scenedesmaceae y Volvocaceae, tal como un género seleccionado del grupo Ankistrodesmus, Chlorella, Dunaliella, Haematococcus, Pediastrum, Scenedesmus y Volvox. Preferentemente, las microalgas son microalgas verdes de agua dulce seleccionadas del grupo Ankistrodesmus, Chlorella, Haematococcus, Pediastrum, Scenedesmus y Volvox, tales como Ankistrodesmus falcatus, Chlorella vulgaris, Pediastrum boryanum, Scenedesmus dimorphus o Scenedesmus quadricauda. Lo más preferentemente, las microalgas verdes pertenecen a las Hydrodictyaceae o las Scenedesmaceae, tales como Pediastrum o Scenedesmus, en particular, Pediastrum boryanum, Scenedesmus dimorphus o Scenedesmus quadricauda.

El cultivo según el método según la invención tiene lugar en sistemas abiertos, tales como estanques abiertos. En el contexto de la presente invención, el término abierto, tal como en estanque abierto, se refiere a un sistema de cultivo en el que el cultivo se expone al aire libre. El sistema abierto puede estar cubierto completamente o parcialmente, en tanto que permita el intercambio de gases entre la superficie del cultivo y la atmósfera. En una realización, al menos el 80 %, al menos el 90 % y preferentemente el 100 % de la superficie del cultivo, está en contacto con la atmósfera y puede intercambiar gases con la atmósfera. En una realización, el sistema abierto también permite la infiltración de agua de lluvia en el cultivo, normalmente a través de su superficie de agua.

El estanque puede ser natural o artificial. En una realización, el estanque está situado en la superficie de la tierra, tal como en un sitio de relleno de tierra. En otra realización, el estanque está situado en un recipiente, una bañera, un tanque, una piscina o una cuenca, que puede ser de hormigón, madera, plástico, o que puede ser de baldosas. El estanque está situado normalmente al aire libre, por ejemplo en un tanque al aire libre. Puede estar cubierto completamente o parcialmente, por ejemplo en una construcción con un tejado y sin paredes. El estanque puede tener cualquier forma, tal como circular, alargada, rectangular o irregular. En una realización, el estanque es de tipo pista de carreras de tipo alargado, construido en forma de una única unidad con una pared divisora central. El estanque puede tener cualquier tamaño, tal como en el intervalo desde 1000 litros hasta 800.000 litros. En una realización, se usa un estanque con una capacidad en el intervalo desde 100.000 hasta 500.000 litros o 200.000 hasta 600.000 litros. El estanque abierto es preferentemente poco profundo, por ejemplo con una profundidad de no más de 50 cm. En una realización, la profundidad del estanque está en el intervalo de 30-50 cm o 40-50 cm. En una realización, el estanque está revestido con material impermeable al agua. El material usado para el revestimiento del estanque está hecho preferentemente de material flexible, no tóxico y resistente a UV que es fácil de sellar, por ejemplo, plásticos flexibles, no tóxicos y resistentes a UV, tales como poli(cloruro de vinilo) o polipropileno. El revestimiento no libera preferentemente fácilmente los plastificantes. En una realización, el revestimiento cumple con la calidad del agua potable. Uno o más estanques pueden estar situados próximos entre sí o unos al lado de otros. En una realización, el estanque abierto es de tipo diseño pista de carreras situado en una construcción de invernadero con exposición al aire libre y que permite la infiltración de agua de lluvia en el cultivo.

El estanque abierto usado en el método según la invención puede tener una o más entradas para medio de cultivo, medio de cultivo recirculado, hidrogenocarbonato, agua de manantial, agua de grifo, minerales o nutrientes; y una o más salidas, tales como para la recogida.

El estanque abierto comprende un medio de cultivo que debe ser adecuado para el cultivo de microalgas. El medio de cultivo es preferentemente acuoso, normalmente agua que comprende todos los elementos esenciales para el crecimientos de microalgas. El agua para el medio acuoso se suministra al estanque de una fuente de agua. La fuente de agua puede ser un recipiente que comprende agua. El agua es preferentemente dulce, puesto que el producto de microalgas final se aplica a las plantas y la mayoría de las plantas no crecen bien en condiciones salinas. El agua puede ser agua de grifo, agua de lluvia o agua de manantial. El agua de manantial se puede obtener de manantiales de agua subterránea. También se puede usar agua residual, que incluye agua residual industrial. Se puede usar cualquier agua, en tanto que no contenga sustancias que alteren el crecimiento de las microalgas o sustancias que sean perjudiciales para los seres humanos, tales como compuestos aromáticos policíclicos (PAC), en particular hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH). Si el producto final se va a aplicar a plantas altamente o moderadamente tolerantes a la sal, se puede usar agua salobre. Preferentemente no se usa agua salada.

En una realización, al principio del cultivo, al menos 50 % v/v, al menos 60 % v/v, al menos 70 % v/v, al menos 80 % v/v o al menos 90 % v/v del medio, por ejemplo 50-100 % v/v o 80-100 % v/v del medio es agua de manantial o agua de grifo. En otra realización, al principio del cultivo, el estanque se llena con una mezcla de agua de grifo y agua de manantial. La relación agua de grifo: agua de manantial puede ser, por ejemplo, 1:1, 1:2, 1:5, 1:9, 2:1, 5:1 o 9:1. En otra realización, al principio del cultivo, el estanque comprende principalmente agua de grifo, mientras que el agua de manantial se añade regularmente al medio. En otra realización más, al principio del cultivo, el estanque comprende principalmente agua de manantial, por ejemplo al menos 80-100 % v/v del medio es agua de manantial. El agua de manantial tiene la ventaja de que comprende varios minerales esenciales e hidrogenocarbonato que se requiere para el crecimiento de las microalgas. El agua se puede suministrar en cualquier forma. En una realización, el agua se suministra en forma líquida. En otra realización más, el agua se suministra en forma de vapor que se vuelve líquido después de la condensación, por ejemplo después de la condensación contra la pared del recipiente que forma el estanque.

Las microalgas requieren una fuente de carbono inorgánico y energía luminosa para el fotosíntesis y el crecimiento. En el método según la invención, la energía luminosa se puede obtener del sol o de iluminación artificial. Preferentemente, se usa luz del sol, opcionalmente en combinación con iluminación artificial. En particular por la noche y en condiciones de mal tiempo, se puede desear una combinación con iluminación artificial. Un ejemplo adecuado de iluminación artificial es luz LED. Si se aplica iluminación artificial, las longitudes de onda preferidas son alrededor de 450 nm, alrededor de 647 nm y alrededor de 663 nm. El experto entenderá que la aplicación de iluminación artificial hará el sistema menos económico. En una realización, la luz del sol no se combina con iluminación artificial y se acepta que la producción de oxígeno por fotosíntesis será menor en condiciones de baja luz y durante la noche. Por lo tanto, las algas se someten a un régimen alterno de luz-oscuridad. Durante el periodo de oscuridad, las células de las microalgas empezarán a regenerar componentes celulares.

El requisito de carbono inorgánico no se puede cumplir por la simple difusión del dióxido de carbono del aire, puesto que la concentración natural en el aire (0,03 %) es demasiado baja como para sostener el crecimiento óptimo y la alta productividad de las microalgas. Según el método de la invención, el carbono inorgánico requerido adicionalmente se suministra en forma de hidrogenocarbonato, también denominado bicarbonato o HCO^3-. El dióxido de carbono no se usa preferentemente como fuente de carbono inorgánico suplementario. El hidrogenocarbonato se puede suministrar en cualquier forma, preferentemente se suministra como ion bicarbonato disuelto, que se puede obtener de sales de bicarbonato, tales como bicarbonato de amonio o bicarbonato potásico. El bicarbonato sódico se evita más bien, puesto que el sodio se puede acumular en el producto final, que puede entonces llegar a ser menos adecuado para promover el crecimiento de las plantas debido a su salinidad. El hidrogenocarbonato se puede obtener de cualquier fuente. En una realización, se usa agua de manantial como la fuente de hidrogenocarbonato. El hidrogenocarbonato debe estar presente en exceso, normalmente al menos 50 mg/l. Normalmente, no se requieren más de 600 mg/l de hidrogenocarbonato. En cualquier caso, no debe ser limitante del crecimiento. Por lo tanto, los intervalos adecuados son desde 50 mg/l hasta 600 mg/l, desde 50 mg/l hasta 400 mg/l, desde 100 mg/l hasta 400 mg/l o desde 100 mg/l hasta 600 mg/l. Debido al uso de hidrogenocarbonato, el pH del cultivo permanece en un valor en el intervalo desde pH 10 hasta pH 12 durante la fotosíntesis. El experto entenderá que a pH 10-12 habrá un equilibrio entre el hidrogenocarbonato (HCO^3-) y el carbonato (CO^32-), que no tiene efecto adverso sobre el cultivo, en tanto que el pH se mantenga en el intervalo de pH 10-pH 12, que se hace añadiendo hidrogenocarbonato, si se requiere.

Además del agua y el carbono inorgánico, el medio de cultivo usado en el método según la invención comprende varios elementos que son necesarios para la síntesis estructural de biomasa de microalgas, que incluyen magnesio (Mg), nitrógeno, (N), fósforo (P), potasio (K) y azufre (S). Estos elementos principales están presentes normalmente en una cantidad en el intervalo desde 2 mg/l hasta 200 mg/l, tal como desde 2 mg/l hasta 100 mg/l, desde 2 mg/l hasta 50 mg/l o desde 2 mg/l hasta 10 mg/l. En el método según la invención, el nitrógeno está presente en forma de nitrato o amoniaco, preferentemente en una cantidad que es igual a aproximadamente el 10 % del peso seco; el fósforo está presente en forma de fosfato, por ejemplo como monofosfato de potasio o fosfato de tripotasio; el azufre está presente en forma de sulfato, por ejemplo sulfato de magnesio, o sulfito. Diversos otros elementos, como el boro, el cobre, el hierro, el manganeso, el molibdeno y el cinc, son oligoelementos esenciales. Preferentemente, el hierro está presente en el medio de cultivo en forma de hierro ferroso. Estos elementos se requieren en cantidades muy pequeñas de microgramos por litro, normalmente entre 10 microgramo/l y 2000 microgramo/l, tal como entre 10 microgramo/l y 1000 microgramo/l, entre 10 microgramo/l y 500 microgramo/l o entre 10 microgramo/l y 100 microgramo/l.

Se puede usar cualquier medio de cultivo de algas para cultivar las microalgas verdes, en tanto que el medio de cultivo comprenda suficiente de los principales elementos y oligoelementos. Normalmente, se requieren más de 2 gmol/l de la mayoría de los elementos principales y más de 0,1 micromol/l de los oligoelementos para que sean no limitantes. ^{Las cantidades no limitantes son}N^{h4+ > 3,6 gmol/l, K+ > 1,3 gmol /l, Ca2+ >1,2 gmol/l, Mg2+ > 2,0 gmol/l, NO3- > 3,5}gmol/l, NO²= 0, Cl < 1,5 gmol/l, SO^4"> 0,5 gmol/l, HCO^3->0,8 gmol/l, H²PO^4"> 1,6 gmol/l, Si²⁺> 0,2 gmol/ l Fe³⁺> 0,8 gmol/l, Mn²⁺> 0,2 gmol/l, Zn²⁺> 0,2 gmol/l, B³⁺> 0,2 gmol/l, Cu²⁺> 0,2 gmol /l, Mo⁴⁺> 0,1 gmol/l.

En una realización, el medio de cultivo comprende desde 2 mg/l hasta 200 mg/l de los principales elementos, tales como magnesio, nitrato y fosfato, desde 500 mg/l hasta 600 mg/l de hidrogenocarbonato como fuente de carbono, desde 10 gg/l hasta 2 mg/l de oligoelementos como hierro, cinc, manganeso y cobre y menos de 115 mg/l de sodio.

El sodio no se requiere para cultivar microalgas verdes de agua dulce y, por lo tanto, las concentraciones no limitantes para el Na⁺son <6,5 gmol/l. En vista de la aplicación final del producto líquido del proceso, promover el crecimiento de las plantas, las concentraciones de sodio se deben mantener tan bajas como sea posible. La concentración de sodio en el medio debe ser inferior a 5 mM, tal como desde 0 mg/l hasta 110 mg/l, 0,5 mg/l hasta 90 mg/l o desde 20 mg/l hasta 50 mg/l, preferentemente inferior a 2 mM, tal como desde 0,5 mg/l hasta 40 mg/l, desde 5 mg/l hasta 30 mg/l o desde 15 mg/l hasta 25 mg/l, lo más preferentemente inferior a 1 mM, tal como desde 0 mg/l hasta 20 mg/l o desde 0,5 mg/l hasta 10 mg/l, para permitir la aplicación del producto de microalgas líquido final a muchos tipos de plantas diferentes, que incluyen plantas intolerantes a la sal.

Los principales elementos y los oligoelementos se pueden añadir al agua o pueden estar naturalmente presentes. En una realización, el uso de agua de manantial proporciona la mayoría de los elementos esenciales o todos. Los elementos esenciales se pueden añadir al cultivo. En una realización, se añaden periódicamente nitrógeno, fósforo y magnesio hasta que se hayan alcanzado las concentraciones anteriores. En una realización, se añaden en forma inorgánica, tal como en forma de nitrato de magnesio, nitrato o fosfato de amonio. Las concentraciones de minerales están controladas, la luz y la temperatura pueden variar.

El cultivo puede ser en un sistema discontinuo o en un sistema de cultivo continuo o semicontinuo. Preferentemente, el cultivo es en un sistema de cultivo continuo que permite la recogida continua. Sea cual sea el sistema que se use, el carbono adicional necesario para la fotosíntesis se suministra en forma de hidrogenocarbonato y no en forma de dióxido de carbono. Como resultado, durante la fotosíntesis, el pH permanecerá en el intervalo de pH 10 a pH 12, un intervalo de pH al que normalmente aumenta como resultado de la fotosíntesis de microalgas. Cuando se obtiene la concentración deseada del cultivo, por ejemplo aproximadamente 200-400 mg/l, las microalgas se recogen mientras se mantienen vivas.

Para empezar el cultivo, el estanque se puede inocular con un precultivo, preferentemente un monocultivo de microalgas cultivado en un sistema estéril a escala más pequeña. El precultivo puede haber crecido en un sistema discontinuo o en un sistema de cultivo continuo o semicontinuo. Un inóculo adecuado es 30-60 litros/400 metros cúbicos, en donde el inóculo tiene una densidad celular de 300-500 mg/l, calculada como contenido de materia seca. En una realización, el estanque se inocula varias veces durante la primera semana, por ejemplo al menos dos veces, al menos tres veces, tal como cuatro, cinco, seis o siete veces hasta que sea visual la coloración verde del agua por microalgas, normalmente 5-7 días. La densidad del cultivo se mide continuamente durante esta fase inicial. Después de esta fase inicial, el cultivo puede continuar sin inoculaciones de precultivo adicionales.

La densidad del cultivo se puede determinar por cualquier método adecuado, tal como midiendo la densidad óptica, preferentemente a 663 nm, o por recuento de células. En una realización, la densidad del cultivo se basa en el contenido de materia seca. El contenido de materia seca se puede determinar por cualquier método adecuado. En una realización preferida, el contenido de materia seca se determina por un método de balanza de laboratorio caracterizado y certificado que comprende filtrar un volumen conocido de las microalgas sobre un filtro Whatmann GFF (tamaño de poro 1,2 gm) y secar el filtro durante 24 horas a 80 °C, por ejemplo en una estufa. A partir de la diferencia entre el peso del filtro y el peso después del secado, se puede calcular el contenido de materia seca de las microalgas.

En una realización preferida, las microalgas se cultivan según el principio de cultivo continuo, que permite que el cultivo de microalgas se mantenga en un estadio fisiológicamente estacionario. En este estado estacionario, el crecimiento ocurre en una tasa de crecimiento específica constante y la tasa de dilución es igual al tiempo de reproducción de las microalgas. En la práctica, esto significa que la tasa de dilución del cultivo se logra recogiendo continuamente las microalgas. El tiempo de reproducción de la biomasa de microalgas depende de las condiciones meteorológicas (principalmente de la irradiancia) y varía de 2-10 días. El tiempo de reproducción se puede determinar por cualquier método adecuado, por ejemplo midiendo aumentos en la densidad óptica (DO) a 663 nm o determinando el contenido de materia seca. El experto entenderá que el crecimiento de microalgas variará con las estaciones, con la luz y con la temperatura, siendo más abundante a temperaturas más altas y con más luz. En los Países Bajos, la mayor productividad es normalmente en el periodo de junio a agosto.

Durante el cultivo en el estanque abierto, la temperatura del cultivo es similar a la temperatura del exterior, que puede ser una temperatura en el intervalo de -1 °C a 35 °C. La temperatura en el medio de cultivo se monitoriza constantemente.

En una realización, el estanque comprende dispositivos de movimiento del agua para remover o agitar, para mantener las células de microalgas en suspensión y exponerlas periódicamente a la luz para garantizar el crecimiento fotoautotrófico y para evitar sólidos depositados. Los dispositivos de movimiento del agua adecuados son ruedas de paletas y agitadores pivotados, dependiendo de la forma del estanque. Estos dispositivos de movimiento del agua se fabrican preferentemente principalmente de material inerte, tal como plástico, por ejemplo material de polietileno de alta densidad (HDPE), o acero inoxidable. La agitación también contribuye a la distribución uniforme de los minerales en el medio, que previene la aparición de gradientes nutricionales y gaseosos alrededor de las células de microalgas formadas durante el metabolismo activo. Los dispositivos de movimiento para remover o agitar se encienden antes de la inoculación, mientras que el estanque se llena con un bajo nivel de agua, por ejemplo 5 a 20 cm de agua. Los dispositivos de movimiento para remover o agitar son de gran importancia para la agitación del cultivo y para mantener las células de microalgas en suspensión y exponerlas periódicamente a la luz para garantizar el crecimiento fotoautotrófico y para evitar los sólidos depositados.

El cultivo se mezcla para minimizar la sedimentación de las microalgas. La velocidad de mezcla del cultivo necesaria para el óptimo crecimiento de las microalgas varía y depende principalmente de la tasa de sedimentación de las células de microalgas específicas. En general, una velocidad de mezcla del cultivo en el intervalo de 5 a 20 cm/s será suficiente para evitar la deposición de células. En una realización, se usa una velocidad de mezcla del cultivo de 10 a 18 cm/s.

En una realización, el estanque comprende uno o más deflectores de guiado para guiar el cultivo en o a través de las curvas del estanque.

Para monitorizar y controlar condiciones de proceso esenciales, tales como pH, concentración de oxígeno, conductividad eléctrica, temperatura, densidad celular y condiciones de luz, se puede usar un sistema de control de proceso programable automatizado. En una realización, el control de proceso es en forma de control remoto en línea.

En el contexto de la presente invención, la recogida se refiere a la recuperación de la biomasa de microalgas, en particular separando la biomasa de microalgas del medio de cultivo. Las microalgas verdes son recogidas por un método suave que separa el medio de cultivo y la biomasa y mantiene las microalgas vivas. Se debe minimizar el daño a sus paredes celulares. Las paredes celulares dañadas pueden ser evidentes de los componentes celulares, tales como la clorofila, en el medio de cultivo. Por lo tanto, la recogida de la biomasa de microalgas por un método que incluye calentamiento, congelación, esterilización, rotura mecánica, pulverización, extracción o secado no es parte del método según la presente invención. Se prefiere la recogida mediante sedimentación o centrifugación debido a que las microalgas verdes, o la parte principal de las microalgas verdes, tal como al menos el 80 %, al menos el 85 %, al menos el 90 % o al menos el 95 % de las microalgas verdes en la fracción recogida, se mantienen vivas. En una realización, las microalgas se recogen por centrifugación, preferentemente a una velocidad de no más de 4000 rpm. Alternativamente, las microalgas verdes se recogen mediante sedimentación, preferentemente por autofloculación. La autofloculación se puede lograr con o sin adición de agentes de floculación. En una realización, se logra mediante la precipitación con hierro, magnesio, calcio o fosfato en el medio. En otra realización, la autofloculación se logra aumentando la concentración de hierro o magnesio en el medio, por ejemplo añadiendo altas cantidades de hierro o magnesio al cultivo. La autofloculación por suministro limitante de CO²o por secreción de polímero orgánico no se usa preferentemente para la recogida. Como resultado de la autofloculación, las células de microalgas sedimentarán en el fondo de la unidad de recogida durante la recogida. El medio de cultivo se recircula preferentemente al cultivo en el estanque. La biomasa recogida del fondo del tanque está concentrada altamente en comparación con el cultivo diluido en el estanque. En una realización, la biomasa de microalgas se recoge bombeando el cultivo hacia la parte superior de una unidad de recogida en la que se deja que las microalgas sedimenten sin la adición de agentes de floculación. El medio de cultivo se recircula al cultivo en el estanque. La biomasa de microalgas concentrada se recoge del fondo

Después de la recogida, se obtiene una composición líquida. Esta composición líquida, que comprende microalgas verdes vivas, es otro aspecto de la presente invención. La composición líquida según la invención se puede usar como tal o se mezcla con un fertilizante para promover el crecimiento de las plantas. El contenido de materia seca de esta composición líquida está preferentemente en el intervalo del 0,5 % p/p al 10 % p/p de materia seca. Con un contenido de materia seca en este intervalo, la composición líquida es bombeable. La composición líquida puede tener un contenido de materia seca del 1,0 % p/p al 10 % p/p, tal como desde 2,0 % p/p hasta 4,0 % p/p, 1,5 % p/p hasta 8,0 % p/p, 1,0 % p/p hasta 4,0 % p/p o 3,0 % p/p hasta 5 % p/p. En una realización, la composición líquida tiene la consistencia del agua. En otra realización, la composición líquida es una suspensión con la consistencia de leche agria. La composición líquida comprende microalgas verdes vivas y no se debe secar o congelar. Preferentemente, la composición líquida comprende Na+ como máximo 5 mM, más preferentemente Na+ como máximo 2 mM, lo más preferentemente Na+ como máximo 1 mM.

La composición líquida se puede usar inmediatamente, o casi inmediatamente, después de la preparación, o se puede almacenar. La composición líquida se almacena en forma líquida. En una realización, la composición líquida se usa en 24 horas o en 48 horas después de la recogida. En otra realización, la composición líquida se almacena durante al menos 1 semana, al menos 3 semanas o al menos 5 semanas antes de uso. Preferentemente, la composición líquida se usa en 1 año desde la recogida.

La composición líquida se puede almacenar a una temperatura de 4-25 °C. En una realización, la composición líquida se almacena a baja temperatura, por ejemplo a 4 °C, durante varias horas, varios días, varias semanas o varios meses antes de uso. En otra realización, la composición líquida se almacena a una temperatura en el intervalo de 12 a 25 °C durante varias horas, varios días, varias semanas o varios meses antes de uso.

La composición líquida se puede almacenar anaeróbicamente o prácticamente anaeróbicamente. En una realización, la composición líquida se almacena en un recipiente, lleno hasta el borde, cerrado con una tapa hermética al aire. El líquido se puede almacenar en la luz o en la oscuridad, según convenga.

La composición líquida se puede diluir antes de uso. La dilución es preferentemente con agua baja en sodio, tal como agua de manantial, y no con agua de grifo, puesto que la mayoría del agua de grifo es rica en sodio, que puede dañar las plantas tratadas con la composición. Preferentemente, después de la dilución, la composición líquida comprende Na+ como máximo 5 mM, más preferentemente Na+ como máximo 2 mM, lo más preferentemente Na+ como máximo 1 mM.

La composición líquida se puede usar ventajosamente para promover el crecimiento de las plantas. La composición estimula el desarrollo de microorganismos beneficiosos. En una realización, la composición potencia la actividad de microorganismos implicados en la fijación de nutrientes, por lo que aumenta la disponibilidad del nitrógeno para las plantas. La composición líquida se puede usar como tal o se puede usar como un componente para otro producto, en particular para un producto de fertilizante. Se puede mezclar con un producto de fertilizante. El producto de fertilizante se puede incluir en o añadir a un sustrato antes o después de mezclarse con la composición líquida según la invención.

La composición líquida como se recoge comprende microalgas verdes vivas. La composición líquida comprende al menos 75 % de microalgas verdes, tal como entre 70 % y 100 %, entre 75 % y 95 %, o entre 80 % y 95 %, que es una estimación basada en el número total de células de alga en una muestra, determinada microscópicamente. La composición líquida comprende preferentemente una especie de alga verde, pero también puede comprender una mezcla de diferentes microalgas verdes.

Preferentemente, al menos 80 %, al menos 85 %, al menos 90 % o al menos 95 % en peso de la biomasa de microalgas está viva. Una forma de determinar si las microalgas verdes están vivas es exponer todas o parte de las microalgas a luz natural o artificial. Las microalgas verdes vivas producirán oxígeno por fotosíntesis. La producción de oxígeno puede ser fácilmente determinada por el uso de una sonda de oxígeno. Una forma de determinar si las microalgas verdes están vivas es por inspección visual. Las microalgas muertas o con fugas liberarán todo o parte de su contenido celular. En particular, la clorofila extracelular se puede detectar fácilmente visualmente debido a su color verde. Otras formas de determinar si las microalgas están vivas es mediante el análisis de clorofila o proteína en el sobrenadante después de la centrifugación, evaluación de unidades formadoras de colonias sobre placas de agar o por tinción con un colorante fluorescente, tal como diacetato de fluoresceína, seguido por análisis de citometría de flujo. La cuantificación se puede hacer de varias formas, por ejemplo microscópicamente, usando cámaras de recuento celular.

Las microalgas verdes vivas para promover el crecimiento de las plantas son microalgas verdes de agua dulce que pertenecen a la clase Chlorophyceae, preferentemente que pertenecen a una familia seleccionada de Chlorellaceae, Dunaliellacea, Eustigmataceae, Haematococcaceae, Hydrodictyaceae, Selenastraceae, Scenedesmaceae y Volvocaceae, tal como un género seleccionado de un grupo Ankistrodesmus, Chlorella, Dunaliella, Haematococcus, Pediastrum, Scenedesmus y Volvox. Más preferentemente, las microalgas son microalgas verdes de agua dulce seleccionadas del grupo Ankistrodesmus, Chlorella, Haematococcus, Pediastrum, Scenedesmus y Volvox, tal como Ankistrodesmus falcatus, Chlorella vulgaris, Pediastrum boryanum, Scenedesmus dimorphus o Scenedesmus quadricauda, lo más preferentemente seleccionadas del grupo Pediastrum o Scenedesmus, tal como Pediastrum boryanum o Scenedesmus dimorphus o Scenedesmus quadricauda.

El uso de la composición líquida que comprende microalgas vivas da como resultado una planta con crecimiento mejorado, tal como desarrollo de raíces mejorado, asimilación de nutrientes mejorada, eficiencia mejorada del metabolismo de las plantas o elevada fotosíntesis, en comparación con una planta que no ha crecido sobre o en sustrato que comprende la composición líquida según la invención. La composición líquida según la invención permite un nuevo método innovador para el crecimiento de plantas sanas y verdes, así como para la protección de plantas. Un fertilizante inorgánico, que es una composición que comprende principalmente elementos, tales como nitrógeno, fósforo y potasio, se puede mejorar mezclándola con la composición líquida según la invención. Un fertilizante mejorado así obtenido es otro aspecto de la invención.

La composición líquida según la invención se puede aplicar al sustrato de cualquier tipo de planta en horticultura, cultivo hidropónico o agricultura. El sustrato puede ser orgánico o inorgánico, sólido o líquido, y puede consistir en o incluir arcilla, polvo de coco, compost, fibras, arenilla, marga, musgo, turba, perlita, arena o agua. La composición líquida según la invención se puede aplicar a la planta a través de su sustrato. Añadiendo la composición líquida que comprende las microalgas verdes vivas al sustrato en el que la planta está creciendo, se puede aumentar la disponibilidad de elementos nutricionales presentes en el sustrato. Alternativamente, la composición líquida según la invención se puede incluir en un medio de nutrición, tal como un fertilizante líquido, que se aplica al sustrato de la planta. La composición líquida según la invención también se puede aplicar directamente a la planta o a partes de la planta, tales como ramas, hojas o flores, en lugar de al sustrato. La composición líquida se puede aplicar al sustrato, planta o partes de planta en cualquier forma conveniente, que incluye vertido, empapado, inyección o pulverización. La pulverización se puede realizar convenientemente usando una boquilla o sistema de cabezales de pulverización. La frecuencia de aplicación de la composición líquida según la invención para el tratamiento de la planta dependerá de la planta y el objetivo del tratamiento. En una realización, la frecuencia de aplicación es cada día. En otra realización, la frecuencia de aplicación es una vez a la semana, tres veces a semana o cada mes. La aplicación puede ser intermitente o continua.

Cualquier planta puede beneficiarse de los mecanismos de la composición líquida según la invención. En una realización, la planta es una planta ornamental, que incluye plantas de flor y de no flor. En otra realización, la planta es una planta consumible, que incluye cereales, cultivos, árboles frutales, hierbas, plantas medicinales y verduras. En otra realización, la planta es un miembro de la familia Alliaceae, Apiaceae, Asparagaceae, Asphodelaceae, Asteraceae, Araucariaceae, Begoniaceae, Brassicaceae, Bromeliaceae, Buxaceae, Chenopidiaceae, Cichorioideae, Chenopodiaceae, Coniferae, Cucurbitaceae, Fabaceae, Gentianaceae, Gramineae, Iridaceae, Leguminosae, Liliaceae, Malvaceae, Marantaceae, Marasmiaceae, Musaceae, Oleaceae, Orchidaceae, Paeoniaceae, Pleurotaceae, Pinaceae, Poaceae, Rosaceae, Rubiaceae, Rutaceae, Salicaceae, Solanaceae, Sterculiaceae, Taxaceae, Tuberacea, Vandeae, Vitacea o Xanthorrhoeaceae, preferentemente de la familia Asteraceae, Begoniaceae, Brassicaceae, Chenopodiaceae, Cucurbitaceae, Gramineae, Leguminosae, Liliaceae, Malvaceae, Musaceae, Orchidaceae, Paeoniaceae, Rosaceae, Rubiaceae, Rutaceae, Salicaceae, Solanaceae, Sterculiaceae o Vandeae, lo más preferentemente de la familia Begoniaceae, Brassicaceae, Orchidaceae, Paeoniaceae, Rosaceae o Solanaceae.

La planta puede ser una especie del género Alchemilla, Allium, Aloe, Alstroemeria, Arabidopsis, Argyranthemum, Avena, Begonia, Brassica, Bromelia, Buxus, Calathea, Campanula, Capsicum, Cattleya, Cichorium, Citrus, Chamaecyparis, Chrysanthemum, Clematis, Cucumis, Cyclamen, Cydonia, Cymbidium, Cynodon, Dianthus, Dracaena, Eriobotrya, Euphorbia, Eustoma, Ficus, Fragaria, Fuchsia, Gaultheria, Gerbera, Glycine, Gypsophilia, Hedera, Helianthus, Hordeum, Hyacinthus, Hydrangea, Hippeastrum, Iris, Kalanchoe, Lactuca, Lathyrus, Lavendula, Lilium, Limonium, Malus, Mandevilla, Olea, Oryza, Osteospermum, Paeonia, Panicum, Pelargonium, Petunia, Phalaenopsis, Phaseolus, Pinus, Pisum, Platycodon, Prunus, Pyrus, Ranunculus, Rhododendron, Rosa, Rubus, Ruta, Secale, Skimmia, Solanum, Sorbus, Sorghum, Spathiphyllum, Trifolium, Triticum, Tulipa, Vanda, Vicia, Viola, Vitis, Zamioculcas o Zea. Preferentemente, la planta es una especie de Arabidopsis, Begonia, Brassica, Fragaria, Paeonia, Phalaenopsis, Rosa, Solanum o Vanda.

En particular, la composición líquida se puede usar para promover el crecimiento de cultivos y plantas comercialmente importantes, tales como alfalfa, manzanas, Arabidopsis, bananas, begonias, bromelias, cereales, cerezas, frutas cítricas, uvas, maíz, melones, aceitunas, cebollas, orquídeas, melocotones, peonías, patatas, arroz, soja, remolacha azucarera, espinacas, fresas, tomates o trigo, más en particular de Arabidopsis, begonias, orquídeas, peonías, fresas y tomates.

La composición líquida según la invención también se puede usar para mejorar el crecimiento o el desarrollo de semillas, tubérculos o bulbos. La composición líquida se puede usar como tal o se puede mezclar con sustrato o medio de nutrición. Se puede aplicar a las semillas, tubérculos o bulbos en cualquier forma conveniente, que incluye vertido, impregnación y pulverización. En una realización, la composición líquida según la invención se usa para recubrir semillas, tubérculos o bulbos.

El efecto de la aplicación de la composición líquida según la invención mejora el crecimiento, tal como el desarrollo de raíces mejorado, asimilación de nutrientes mejorado, eficiencia mejorada del metabolismo de las plantas o elevada fotosíntesis. Esto puede ser evidente del rendimiento mejorado, formación de hojas mejorada, formación de colores mejorado, floración mejorada, formación de frutos mejorada, sabor mejorado o salud mejorada en comparación con una planta similar a la que no se ha aplicado la composición líquida según la invención.

Las mejoras se pueden determinar de cualquier forma adecuada usada, en general, por el experto en la técnica, por ejemplo, contando, pesando o midiendo. La mejora en una cualquiera de estas áreas puede ser al menos 5 %, al menos 10 %, al menos 15 %, al menos 20 %, al menos 30 %, al menos 40 %, al menos 50 %, al menos 60 %, al menos 70 %, al menos 80 %, al menos 90 %, al menos 100 % al menos 200 %, o al menos 300 %, tal como aproximadamente 5 % al 50 %, aproximadamente 5 % al 100 %, aproximadamente 10 % al 100 %, aproximadamente 20 % al 50 %, aproximadamente 20 % al 100 % o aproximadamente 100 % al 200 %.

El desarrollo de raíces mejorado se puede reflejar de varias formas, tales como por más raíces por planta, más raíces por área cuadrada, formación acelerada de raíces, formación temprana de raíces, raíces más fuertes, raíces más densas, raíces de mejor funcionamiento, raíces más ramificadas o una red de raíces de extensión más amplia.

El rendimiento mejorado se puede reflejar de varias formas, tales como por más plantas por área, más ramas por planta, más yemas por planta, más bulbos por planta, más frutos por planta, más flores por planta, más hojas por planta, más plantas de semillero de semilla, más semillas por planta, más brotes por planta, más esporas por planta, más almidón por planta, más tubérculos por planta, más peso por planta, mayor contenido de materia seca, más metabolitos primarios por planta o más metabolitos secundarios por planta.

El crecimiento mejorado se puede reflejar de varias formas, tales como por germinación más temprana, germinación acelerada, crecimiento acelerado de tallos, un tallo más grueso, formación más temprana de frutos, formación acelerada de frutos, maduración más temprana de frutos o maduración acelerada de frutos.

La formación de hojas mejorada se puede reflejar de varias formas, tales como por más hojas por planta, más hojas por cm de tallo, más yemas por tallo, hojas más grandes, hojas más anchas, hojas más gruesas, hojas más fuertes, hojas de mejor funcionamiento o formación más temprana de hojas o acelerada.

La formación de color mejorada se puede reflejar de varias formas, tales como por formación más temprana de color, formación acelerada de color, formación de color más variado, formación de color más oscuro, color más intenso o más estabilidad del color.

La floración mejorada se puede reflejar de varias formas, tales como por floración más temprana, floración acelerada, flores más grandes, más flores, flores más abiertas, flores de mayor duración, flores abiertas más tiempo, por flores que son de color más diverso, por flores que tienen un color deseado o por flores con más estabilidad del color.

La formación de frutas mejorada se puede reflejar de varias formas, tales como por formación más temprana de frutas, formación acelerada de frutas, periodo más largo de dar frutos, maduración más temprana de los frutos, maduración acelerada de la fruta, más fruta, fruta más pesada, fruta más grande o fruta más sabrosa.

El sabor mejorado se puede reflejar de varias formas, tales como por menos acidez, más dulzor, más aroma, perfil de aromas más complejo, mayor contenido de nutrientes o más jugosidad.

La salud mejorada se puede reflejar de varias formas, tales como por ser más resistentes al estrés abiótico, ser más resistentes al estrés biótico, ser más resistentes al estrés químico, ser más resistentes al estrés físico, ser más resistentes al estrés fisiológico, ser más resistentes a las plagas de insectos, ser más resistentes a plagas fúngicas, crecer más abundantemente, florecer más abundantemente, mantener las hojas durante un periodo más largo o ser más eficientes en la captación de alimento. En el presente contexto, los factores de estrés biótico comprenden hongos e insectos. El estrés abiótico es el resultado de condiciones de salinidad, temperatura, agua o luz que son extremas para la planta en las circunstancias dadas.

En una realización, el uso de la composición líquida según la invención conduce a la recogida de más plantas o partes de planta por área, tal como más cortezas, bayas, ramas, yemas, bulbos, ramas cortadas, flores cortadas, flores, frutos, hojas, raíces, semillas, brotes, esporas o tubérculos por planta por área. El uso de la composición líquida según la invención puede conducir a un aumento en el rendimiento de los cultivos. La recogida puede ser más abundante y la recogida puede tener lugar después de un periodo de tiempo más corto, en comparación con una situación en la que la composición líquida según la invención no se aplica.

En una realización, la aplicación de la composición líquida según la invención conduce a más kilos de flores, frutos, granos o verduras, tales como manzanas, berenjenas, bananas, cebada, pimientos morrones, moras, arándanos, cerezas, cebollinos, pepinos, escarolas, ajos, uvas, puerros, lechugas, maíz, melones, avena, cebollas, naranjas, peras, pimientos, patatas, calabazas, rábanos, frambuesas, arroz, centeno, fresas, pimientos dulces, tomates o trigo.

En otra realización, la aplicación del método según la invención conduce a más kilos de cortezas, bayas, ramas, yemas, flores, frutas, hojas, raíces o semillas de hierbas culinarias o medicinales, tales como albahaca, manzanilla, hierba gatera, cebollino, cilantro, eneldo, eucalipto, hinojo, jazmín, apio de montaña, lavanda, menta, orégano, perejil, salvia, tomillo y, por lo tanto, a más aroma, sabor, fragancia, aceite o gusto en el mismo periodo de tiempo o en un periodo de tiempo más corto, en comparación con una situación en la que no se ha aplicado la composición líquida según la invención.

En otra realización, el uso de la composición líquida según la invención conduce a un mayor rendimiento de antioxidantes, colorantes, nutrientes, polisacáridos, pigmentos o terpenos. En una realización, el contenido de azúcar de las células es elevado.

El periodo de comparación con una planta de control o situación de control puede ser cualquier periodo, de varias horas, varios días o varias semanas, a varios meses o varios años. El área de comparación puede ser cualquier área, tal como metros cuadrados o hectáreas, o por maceta.

La composición líquida se puede formular antes de uso, por ejemplo, se puede usar como un componente fertilizante con otros componentes de marcado CE (Conformité Européenne) según el fertilizante del estatuto de la legislación de la UE (categoría de función de producto 1AII, 1 BII, 3A, 4,5,6 B). Se puede mezclar en una relación del 1 % al 99 %, tal como 4 % al 80 % o 5 % al 25 % en peso con otros componentes, tales como ajo o hierbas. Por lo tanto, en otro aspecto, la presente invención se refiere a un fertilizante mejorado y a un método de preparación del fertilizante mejorado. El método de preparación del fertilizante mejorado comprende mezclar un fertilizante con una composición líquida según la invención. La composición líquida según la invención se puede mezclar con o añadir a cualquier tipo de fertilizante, que incluye fertilizantes de liberación lenta y fertilizantes de liberación controlada, que pueden estar en cualquier forma, tal como forma granular, de polvo o líquida.

El experto entenderá que las realizaciones mencionadas anteriormente se pueden combinar para formar nuevas realizaciones dentro del alcance de la invención. Las realizaciones y realizaciones preferidas mencionadas para el método de preparación de la composición líquida también se pueden aplicar a la composición líquida y a su uso en promover el crecimiento de las plantas, y viceversa.

EJEMPLOS

Ejemplo 1 Cultivo de microalgas verdes

Un estanque abierto, de diseño de pista de carreras (longitud 100 m, anchura 10 m, altura 0,5 m), situado en un invernadero con acceso al aire libre, se llenó con aproximadamente 100.000 litros de medio de cultivo compuesto de agua de grifo (90 % v/v) y agua de manantial (10 % v/v). Debido a la mezcla con agua de manantial, el medio de cultivo comprendía al menos 2 mg/l de los principales elementos, tales como magnesio, nitrato y fosfato, al menos 500 mg/l de hidrogenocarbonato como fuente de carbono y al menos 10 pg/l de los oligoelementos, tales como hierro, cinc, manganeso y cobre. Comprendía 1-2 mmol/I de Na+. No se añadió dióxido de carbono durante el cultivo. Se proporcionó energía luminosa por luz del sol y para el intercambio de gases la superficie del cultivo estuvo en contacto con la atmósfera. La agitación se proporcionó por una rueda de paletas.

Cinco veces, se usó un monocultivo de 50 litros de Scenedesmus para la inoculación del estanque abierto. Las inoculaciones se detuvieron cuando el agua se volvió verde, basándose en inspección visual. Debido a actividad de fotosíntesis de las microalgas, el pH aumentó automáticamente hasta valores de 10-11 durante el periodo de luz del día según la ecuación de reacción de dióxido de carbono y de hidrogenocarbonato. Después de que el cultivo hubiera alcanzado una densidad de aproximadamente 300 mg/l, que duró aproximadamente cinco días, el proceso de recogida de microalgas se encendió continuamente. Se aplicó una tasa de recogida de 5 m3 por hora. El cultivo recogido se bombeó a la parte superior de una unidad de recogida y se dejó que sedimentaran las células de microalgas. El medio de cultivo se recirculó al estanque y la biomasa sedimentada se recogió en un recipiente de calidad alimentaria como una suspensión líquida con un contenido de materia seca de 3 % p/p. La suspensión de células vivas se almacenó a 15 °C hasta que se usó.

Ejemplo 2 Formación de raíces y hojas en plantas de Arabidopsis

Se sembraron semillas de Arabidopsis thaliana (Col-0) en tierra (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR, Jongkind BV, Aalsmeer, Países Bajos). Después de 7 días, cada planta se transfirió a una maceta individual en bandejas de crecimiento de 40 macetas (tamaño de maceta de 6 cm de diámetro) llenas de sustrato de tierra que contenía todos los minerales esenciales necesarios (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR). Las plantas se regaron en un régimen de riego normal (tres veces por semana). Las plantas se cultivaron en un invernadero bajo un régimen de luz que consistía en un periodo de luz de 16 horas (luz del día y luz artificial), seguido por un periodo de oscuridad de 8 horas a 20 grados Celsius. Se aplicaron 120 pl de la composición líquida según la invención al sustrato de tierra de cada planta una vez a la semana. El grupo de control no se trató con composición líquida según la invención. El grupo de control y el grupo de prueba comprendieron cada uno 40 plantas.

Después de 5 semanas, las plantas se analizaron. Las plantas tratadas con la composición líquida según la invención mostraron desarrollo de raíces mejorado en comparación con las plantas cultivadas en el grupo de control. Las raíces estuvieron más ramificadas y tuvieron más pelos de raíz (Fig. 1). Las plantas tratadas con la composición líquida según la invención también mostraron más hojas y de aspecto más sano en comparación con las plantas cultivadas en el grupo de control.

Ejemplo 3 Plantas de tomate en sustrato sólido

Se sembraron semillas de Solanum lycopersicum en tierra (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR, Jongkind BV, Aalsmeer, Países Bajos). Después de 10 días, cada planta se transfirió a una maceta individual (dimensiones: 9x9x10 cm) llena de sustrato de tierra que contenía minerales suficientes para la fase de crecimiento temprano (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR). Las plantas se regaron bajo un régimen de riego normal (tres veces por semana). Las plantas se cultivaron en un invernadero bajo un régimen de luz que consistía en un periodo de luz de 16 horas (luz del día y luz artificial), seguido por un periodo de oscuridad de 8 horas a 20-25 grados Celsius. Se aplicaron 60 pl de composición líquida según la invención al sustrato de tierra de cada planta una vez a la semana hasta el final de la semana 4 del experimento. Las plantas se transfirieron a macetas más grandes (22,6 cm de diámetro) llenas de Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR. Desde la semana 5 hasta la semana 7 del experimento se aplicaron 300 pl de composición líquida según la invención y desde la semana 7 en adelante se aplicaron 1,5 ml. El grupo de control no se trató con composición líquida según la invención. El grupo de prueba y el grupo de control comprendieron cada uno 24 plantas agrupadas en una bandeja.

Después de seis semanas se compararon ambos grupos. Las plantas tratadas con composición líquida según la invención fueron más altas que las plantas cultivadas en el grupo de control. Cuando dan frutos, las plantas tratadas con la composición líquida según la invención también fueron más verdes y más sanas. Como resultado de una carencia de minerales, las plantas del grupo de control se estresaron, se volvieron amarillas y poco sanas más rápidamente. Después de 10 semanas, las plantas de tomate tratadas con la composición líquida según la invención dieron más frutos que las plantas del grupo de control. Después de la maduración de los frutos, expertos en frutos se sometieron a una prueba ciega, es decir, se les dio a probar frutos sin más información sobre su tratamiento. Los expertos evaluaron que los tomates de las plantas alimentadas con la composición líquida según la invención eran de calidad superior a los del grupo de control.

Ejemplo 4 Plantas de tomate en cultivo hidropónico

Se realizaron pruebas de rendimiento del crecimiento de plantas con tomates en medio de crecimiento líquido. Para estas pruebas, se usaron cajas de plástico y se llenaron con fertilizantes líquidos (cultivo hidropónico). Se dispusieron plantas de tomate jóvenes (aproximadamente 15 cm de largo), que habían sido cultivadas en los denominados alveolos, en orificios pequeños de placas de poliestireno. Las placas de poliestireno estuvieron flotando sobre la superficie del líquido en las cajas de plástico. Se investigó el efecto de la composición según la invención en el cultivo hidropónico.

El grupo 1 (control, sin microalgas añadidas) se cultivó en 10 litros de fertilizante inorgánico, que contenía todos los elementos principales esenciales y oligoelementos para el crecimiento de las plantas. El pH se ajustó a 5,8 al principio del experimento. Valor de EC 3,6 mS/cm. El grupo 2 (con microalgas) se cultivó en 9000 ml de fertilizante inorgánico, que contenía todos los elementos principales esenciales y oligoelementos para el crecimiento de las plantas, más 1000 ml de concentrado de microalgas, recién recogidas, contenido de materia seca aproximadamente 4 % p/p. El pH se ajustó a 5,8 al principio del experimento. Valor de EC 2,6 mS/cm. Cada grupo de prueba comprendió 5 plantas de tomate.

Las plantas se cultivaron durante cinco semanas en el sistema de cultivo hidropónico situado en un invernadero con condiciones de luz del día normal (ciclo de luz día - noche) y sin condiciones de control de temperatura. El líquido se repuso una vez con 10 litros. Los fertilizantes líquidos en las cajas de plástico se airearon (mezclaron) durante la prueba con un pequeña bomba de aire y piedra pómez. No se realizó fertilización activa de las plantas de tomate durante el periodo de floración.

En comparación con el grupo de control 1, el grupo 2 mostró un 80 % de mejor desarrollo de raíces (Fig. 2), basado en el peso de las raíces, y aproximadamente 43 % de mejor rendimiento del crecimiento, basado en la biomasa de las plantas. Esto muestra que la composición líquida según la invención en combinación con fertilizante inorgánico conduce a un rendimiento del crecimiento significativo para las raíces y la biomasa en cultivo hidropónico.

Ejemplo 5 Formación de frutas en plantas de fresa

La producción de fresas (Fragaria elsanta) se investigó con plantas de fresa tratadas con formulaciones líquidas de microalgas. Para este fin, se usaron plantas de fresa jóvenes de igual tamaño y las plantas se pusieron en grandes recipientes llenos de sustrato enriquecido (sustrato Jongkind certificado para horticultura EN12580, Jongkind BV, Aalsmeer, Países Bajos).

El grupo 1 (control, sin microalgas añadidas) se cultivó sobre sustrato enriquecido con minerales (EN12580) sin adición de composición líquida según la invención. El grupo 2 se cultivó sobre sustrato (EN12580) con una formulación líquida de fertilizante inorgánico y composición líquida según la invención en una relación ponderal de 1:25. Un volumen de 20 ml de mezcla de fertilizante/microalgas se añadió al sustrato de cada planta, cerca de la planta, una vez a la semana durante seis semanas. Se contó la cantidad total de fresas maduras. Los resultados mostraron que las fresas que recibieron la composición líquida según la invención fueron capaces de producir un 10 % más de fresas y un 10 % más de fresas maduras que el grupo de control. La evaluación visual del desarrollo de raíces reveló que las plantas de fresa del grupo 2 mostraron más raíces que las plantas del grupo de control (Fig. 3).

Ejemplo 6 Floración de peonías

Se probaron seis grupos de peonías (peonías Itoh). Cada grupo de peonías consistió en 5 plantas. Los tubérculos se colocaron en recipientes de plástico. Se usaron sustratos de diferentes proveedores para las peonías del grupo 1 (sustrato Jongkind certificado para horticultura EN12580, Jongkind, Aalsmeer, Países Bajos) y grupo 2 (Van Egmond Substrates BV, Ámsterdam, Países Bajos). Los sustratos de estos grupos se completaron con gránulos de fertilizante sólido de liberación lenta (liberación lenta de nitrógeno, Koppert BV, Berkel & Rodenrijs, Países Bajos). De esta forma, los sustratos contuvieron todos los elementos esenciales necesarios para las condiciones de crecimiento óptimas de las peonías. Los otros cuatro grupos se cultivaron en sustrato (Jongkind EN12580) con adición de composición líquida según la invención en lugar de fertilizante. La adición de microalgas empezó después de que los tubérculos se plantaran en el sustrato. Durante un periodo de 3 meses, una vez a la semana se añadió una composición líquida según la invención (10 % v/v de disolución en agua de grifo) a los sustratos por inyección con una jeringa. Después de este periodo las peonías empezaron a florecer. Durante el primer ciclo de crecimiento de las peonías, la formación de flores fue muy escasa. En general, las peonías empiezan a florecer en el segundo año después de ser puestas en el sustrato. Se contó el número de flores por planta. Los resultados mostraron solo una planta con flores para el grupo 1 y 2 (10 % de las plantas). Las plantas de los grupos 3, 4, 5 y 6 mostraron 18 plantas con flores (90 % de las plantas).

Esto muestra que la adición de una composición líquida según la invención, que comprende microalgas vivas, mejora la floración de las plantas.

Ejemplo 7 Formación de flores en orquídeas

Se usaron orquídeas (orquídeas Snowflake) de etapa de crecimiento temprano para probar el efecto de las microalgas sobre la formación de flores y la ramificación. Se probaron en total 76 plantas por grupo. Se probaron un grupo de control, al que no se añadieron microalgas, y un grupo de prueba, con adición de microalgas, durante un periodo de ciclo de crecimiento de 35 semanas. Las plantas se pusieron en macetas receptoras de plástico transparentes y una vez a la semana se pulverizaron con agua de grifo (grupo de control) o una disolución al 10 % v/v de la composición líquida según la invención en agua de grifo (grupo de prueba) sobre las plantas. Al final de la etapa de crecimiento del horticultura, se contaron las flores y las ramas de cada planta individual.

Los resultados mostraron un 13 % más de flores y un 34 % más de ramas para el grupo con adición de microalgas vivas en comparación con el grupo de control. Esto muestra que la adición de una composición líquida según la invención, que comprende microalgas vivas, mejora la floración y la ramificación de plantas.

Ejemplo 8 El efecto de microalgas líquidas frescas en comparación con microalgas secadas.

Se sembraron semillas de Solanum lycopersicum en tierra (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR, Jongkind BV, Aalsmeer, Países Bajos). Después de 10 días, cada planta se transfirió a una maceta individual (dimensiones: 9x9x10 cm) llena de sustrato de tierra que contenía minerales suficientes para la fase de crecimiento temprana (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR). Las plantas se cultivaron en un invernadero bajo un régimen de luz y riego como en el Ejemplo 3. Las plantas se dividieron en dos grupos. Un grupo de plantas se trató con microalgas verdes vivas frescas preparadas según el Ejemplo 1. El otro grupo de plantas se trató con microalgas secadas. Para obtener biomasa secada de microalgas, se secó biomasa de microalgas líquida preparada según el Ejemplo 1 con un sistema de secador de tambor. Durante este proceso, la biomasa de algas se calentó durante algunos segundos a 90 -100 °C. A diferencia del producto de microalgas líquido, la biomasa de algas secada ya no contuvo células vivas, debido al proceso de calentamiento. Se comparó la funcionalidad de las microalgas líquidas (células vivas) y las microalgas secadas (células muertas) para la respuesta al crecimiento de Solanum lycopersum. Durante el ciclo de crecimiento se registró el desarrollo de la biomasa de las plantas midiendo la longitud del tallo. El ciclo de crecimiento fue seguido durante aproximadamente 10 semanas. Se sabe que después de 8 semanas las plantas de tomate empiezan a producir menos biomasa debido a la transición de la fase vegetativa a generativa.

Los resultados se muestran en la Fig. 4. Después de aproximadamente 35 días, las plantas con producto líquido de microalgas mostraron un aumento más rápido en la longitud del tallo y esta diferencia continuó durante el ciclo de crecimiento de las plantas. Además, las plantas tratadas con microalgas frescas empezaron antes con la fase generativa, que significa que estas plantas empezaron antes con la formación de los frutos de tomate, en comparación con las microalgas secadas. En conclusión, las plantas tratadas con composición líquida fresca muestran crecimiento acelerado del tallo y formación más temprana de frutos que las plantas tratadas con microalgas secadas.

Ejemplo 9 El efecto de las microalgas líquidas frescas en comparación con las algas marinas

Se sembraron semillas de Solanum lycopersicum en tierra (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR, Jongkind BV, Aalsmeer, Países Bajos). Después de 10 días, cada planta se transfirió a una maceta individual (dimensiones: 9x9x10 cm) llena de sustrato de tierra que contenía minerales suficientes para la fase de crecimiento temprano (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR). Las plantas se cultivaron en un invernadero bajo un régimen de luz y régimen de riego como en el Ejemplo 3. Las plantas se dividieron en tres grupos. Un grupo de plantas se trató con microalgas verdes vivas frescas según la invención, el otro grupo de plantas se trató con un producto compuesto de algas marinas (Ascophillum nodosum, Caldic Iberica, Barcelona, España) y el tercer grupo no recibió nada adicional (control). Durante el ciclo de crecimiento, el desarrollo de la biomasa de las plantas se registró midiendo la longitud de los tallos.

Los resultados después de cinco semanas se muestran en la Fig. 5. Después de cinco semanas, las plantas tratadas con algas marinas mejoraron ligeramente mejor que las plantas sin tratar. Las plantas con el producto líquido fresco de microalgas tuvieron un rendimiento del crecimiento mucho mejor (porcentaje 22 %) que las plantas tratadas con algas marinas y las plantas sin tratar (control) (Tabla 1).

Tabla 1

Ejemplo 10 Begonias tratadas con Pediastrum boryanum fresco

En un invernadero de cristal, esquejes de plantas madre de la especie Begonia netja se dispusieron en macetas de plástico (9 cm de volumen por maceta) llenas de sustrato (Jongkind Zaaigrond NR 1/SIR). Inmediatamente después de la colocación, empezó la dosificación de fertilizante y producto líquido de microalgas. Durante un ciclo de crecimiento de 14 semanas (de esquejes a plantas en floración maduras), todas las plantas (n=160) recibieron un producto fertilizante líquido que estuvo compuesto de un exceso de todos los oligoelementos esenciales y elementos principales, una vez a la semana con agua. Además, un subgrupo seleccionado (80 plantas) de estas plantas recibió 2,5 ml de producto de microalgas líquido fresco por planta por semana. El producto de microalgas líquido fresco según la invención estuvo predominado por Pediastrum boryanum y se obtuvo cultivando la microalga verde Pediastrum boryanum como se describe en el Ejemplo 1. Después de 10 semanas se observó una diferencia significativa en el tamaño de las plantas. Las plantas en el subgrupo, que habían recibido microalgas, mostraron mejor desarrollo de la planta y formación de flores que el resto de las plantas, que se cuantificó pesando la mayoría de las plantas. Para evitar el efecto de diferencia causado por el sustrato (diferencia en volumen y contenido de humedad por planta), se retiraron las raíces junto con el sustrato de las plantas. Se observó una diferencia promedio del 23 % entre el peso (hojas y flores) del grupo de control y el peso del grupo con la adición de microalgas líquidas. Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de preparación de una composición líquida que comprende microalgas verdes vivas para mejorar el crecimiento de las plantas, en donde el método comprende:

- cultivar microalgas verdes en un estanque abierto en un medio acuoso;

- recoger las microalgas verdes mediante sedimentación o centrifugación para obtener una composición líquida que comprende microalgas verdes vivas, teniendo la composición líquida un contenido de materia seca en el intervalo del 0,5 % p/p al 10 % p/p y un contenido de sodio inferior a 5 mM, caracterizado por que el medio acuoso tiene un pH 10 a pH 12 y comprende sodio inferior a 5 mM y por que el hidrogenocarbonato se suministra como la fuente de carbono inorgánico.

2. Un método según la reivindicación 1, en donde el medio acuoso comprende agua de manantial.

3. Un método según cualquiera de las reivindicaciones previas, en donde el hidrogenocarbonato se suministra como bicarbonato de amonio o bicarbonato potásico.

4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones previas, en donde las microalgas verdes se recogen por autofloculación sin la adición de agentes floculantes al cultivo.

5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones previas, en donde el contenido de materia seca de la composición líquida está en el intervalo del 1 % p/p al 5 % p/p.

6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones previas, en donde la composición líquida comprende sodio como máximo 2 mM.

7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones previas, en donde la composición líquida se almacena a una temperatura en el intervalo de 4 a 25 °C durante hasta un año.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones previas, en donde las microalgas vivas se seleccionan de Ankistrodesmus, Dunaliella, Chlorella, Haematococcus, Pediastrum, Scenedesmus y Volvox.

9. Una composición líquida que comprende microalgas verdes vivas, sodio como máximo 5 mM y un contenido de materia seca en el intervalo del 0,5 % p/p al 10 % p/p .

10. Una composición líquida según la reivindicación 9, en donde las microalgas se seleccionan de Ankistrodesmus, Chlorella, Haematococcus, Pediastrum, Scenedesmus y Volvox.

11. Un fertilizante o sustrato que comprende una composición líquida según la reivindicación 9 o 10, en particular en donde el fertilizante es un fertilizante líquido y el sustrato incluye arcilla, polvo de coco, compost, fibras, arenilla, marga, musgo, turba, perlita, arena o agua.

12. Uso de una composición líquida según la reivindicación 9 o 10 para mejorar el crecimiento, la asimilación de nutrientes, la eficiencia del metabolismo o la fotosíntesis de una planta, semilla, tubérculo o bulbo.

13. Uso según la reivindicación 12, en donde la composición líquida se mezcla con o en un sustrato o fertilizante.

14. Uso según la reivindicación 12 o 13, en donde la composición líquida se pulveriza o inyecta sobre o en una planta, semilla, tubérculo, bulbo o sustrato.

15. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde la planta es una planta consumible o una planta ornamental, y preferentemente un miembro de la familia Asteraceae, Begoniaceae, Brassicaceae, Chenopodiaceae, Cucurbitaceae, Gramineae, Leguminosae, Liliaceae, Malvaceae, Musaceae, Orchidaceae, Paeoniaceae, Rosaceae, Rubiaceae, Rutaceae, Salicaceae, Solanaceae, Sterculiaceae o Vandeae.