project - EIP-AGRI Operational Group
SINGLE-USE AGROPLASTICS IN AGRIC. SOILS AND ITS NATURAL ENVIRONMENTS. VALORIZATION OF APWASTE. BIO-DEGRADATION BY CONSORTIA OF MICROORG-INSECTS BIOTEC
AGROPLÁSTICOS UN SOLO USO EN SUELOS AGRÍC.Y SUS ENTORNOS NATURALES. VALOR. RESID.PLÁST.POR BIODEGRADACIÓNAPLICACIÓN DE BIOTECNOLOGÍA SIMBIÓTICA MICROORG-INSECTOS
Context
El proyecto está alineado con los compromisos medioambientales establecidos por la UE. Los objetivos de reducción del uso de plásticos de un solo uso y la potenciación de los medios de recogida, retirada y valorización de plásticos también han sido considerados en este proyecto.
Objectives
The problem affects the entire surface where low density Agroplastics (APs) have been used or will be used.
The problem is in the environmental field and in reducing the production of agricultural soils contaminated by agroplastics
The solution is complete, it will integrate all those affected by the contamination of agricultural soils by Agroplastics (APs). This solution is compatible with any crop.
The opportunity lies in the large quantifiable increase in productivity and sustainability for any affected farmer and achieve a real implication of those affected in solving the problem.
Objectives
El problema afecta la totalidad a la superficie donde se han empleado o emplearán Agroplásticos (APs) de baja densidad
El problema es en el ámbito medioambiental y en la reducción de la producción de los suelos agrícolas contaminados por Agroplásticos
La solución es completa, integrará a todos los afectados por la contaminación de suelos agrícolas por Agroplásticos (APs). Dicha solución es compatible con cualquier cultivo.
La oportunidad radica en el gran incremento cuantificable de la productividad y sostenibilidad para cualquier agricultor afectado y conseguir una verdadera implicación de los afectados en la resolución del problema
Activities
Demonstration of the technic-economic viability of collection and recovery of AGROPLASTICS from agricultural activities and its valorization.
Realization of experiences in production plants of insects for technical-economic demonstration of the proposed solution.
Demonstration of savings in resources consumption: water and power consumption.
Characterization of the by-products derived from the biodegradation processes and subsequent conversions of the AP-WASTE through the biotechnological solution for AP.
Demonstration of the Bio-economic Impact.
Activities
Demostrar la viabilidad técnico-económica de la recogida y valorización en finca de los AGROPLÁSTICOS procedentes de las actividades agrícolas.
· Realización de experiencias en plantas de producción de insectos para demostración técnicoeconómica de la solución propuesta (biodegradación y valorización de APs a través de insectosmicroorganismos).
· Demostrar los ahorros en el consumo de los recursos: agua y consumo de energía eléctrica.
· Caracterizar los subproductos derivados del proceso de biodegradación y posterior conversión de la solución biotecnológica AP-WASTE para APs.
· Demostrar cuantificadamente el impacto Bioeconómico del proyecto.
Additional comments
Este proyecto es pionero en su ámbito de aplicación y en las herramientas biotecnológicas propuestas para la biodegradación y valorización de los Aps.
Este proyecto se podría considerar una línea de desarrollo en sí misma con un enfoque abierto a la combinación de otras tecnologías.
Las soluciones propuestas son perfectamente compatibles y complementarias a otras ya establecidas para la resolución de problemas medioambientales derivados de residuos.
El potencial de los consorcios microorganismosinsectos puede ser aplicado a más tipos de residuos (orgánicos e inorgánicos) del sector primario y de la industria.
Additional information
FULL MEMBERSHIP
MAIN PARTNERS: Sigfito Agronvases, Asociación Agraria Jovenes Agricultores Asaja, Repsol SA, CEBAS CSIC, ITENE, UMH
OTHER PARTNERS: Asociación Española para el Desarrollo y la Transferencia Tecnológica en la Agricultura y la Ganadería (ASETAGA), PROTEINSECTA SL, IRIS Technology Solutions, SL
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014ES06RDNP001 España - Programa Nacional de Desarrollo Rural
Location
- Main geographical location
- Albacete
- Other geographical location
- Madrid, Córdoba
EUR 558011.16
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
Project keyword
Resources
Audiovisual materials
9 Practice Abstracts
Technical outreach and training on the potential of Tenebrio molitor for agricultural plastic biodegradation
As part of the AP-WASTE project, an extensive outreach and knowledge transfer effort was carried out targeting agricultural professionals. Technical talks, training workshops, and dissemination events were organized for agronomists, researchers, students, and stakeholders. Highlights include a talk by Dr. Margarita Ros at the Official Association of Agricultural Engineers of Almería, online workshops led by CEBAS and UMH, and the final project results session hosted by SIGFITO. The project also gained media attention, with several articles in national and regional press showcasing the potential of Tenebrio molitor as a biofactory for agroplastic degradation and fertilizer production.
Practical recommendation: This outreach has raised awareness and trained the agricultural sector on sustainable strategies for plastic waste management, creating opportunities for innovation, valorization, and circular economy approaches applicable in real-world farming systems.
https://www.laopiniondemurcia.es/comunidad/2021/07/08/estudian-gusanos-…
https://www.agrodiario.com/texto-diario/mostrar/3042918/gusanos-harina-…
https://www.eldiarioalerta.com/articulo/agencias/investigan-como-usar-g…
https://www.que.es/2021/07/08/investigan-gusanos-harina-biofactorias-ag…
Divulgación técnica y formación sobre el potencial de Tenebrio molitor en la biodegradación de plásticos agrícolas
se desarrolló una intensa labor de divulgación y transferencia de resultados hacia profesionales del sector agrícola. Se impartieron charlas técnicas, talleres formativos y eventos de difusión dirigidos a ingenieros agrónomos, investigadores, estudiantes y otros agentes del sector. Entre las actividades destacadas se incluyen la charla de la Dra. Margarita Ros en el Colegio de Ingenieros Técnicos Agrícolas de Almería, diversos talleres online organizados por CEBAS y UMH, y la presentación de resultados finales del proyecto organizada por SIGFITO. Además, se difundieron noticias en prensa regional y nacional, aumentando el conocimiento del uso de Tenebrio molitor como biofactoría para la degradación de agroplásticos y su conversión en fertilizante.
Recomendación práctica: Esta labor de comunicación ha permitido sensibilizar y formar al sector agrícola sobre nuevas estrategias sostenibles para la gestión de residuos plásticos, abriendo oportunidades de innovación, valorización y economía circular aplicables en entornos productivos reales.
https://www.laopiniondemurcia.es/comunidad/2021/07/08/estudian-gusanos-…
https://www.agrodiario.com/texto-diario/mostrar/3042918/gusanos-harina-…
https://www.eldiarioalerta.com/articulo/agencias/investigan-como-usar-g…
https://www.que.es/2021/07/08/investigan-gusanos-harina-biofactorias-ag…
Scientific method to quantify microplastics in compost and amendments: practical implications for the agricultural sector
As part of the AP-WASTE project, a novel scientific methodology was developed and published in Environmental Research (2022) to detect and quantify microplastics (PE and PS) in compost and organic amendments. The method, based on thermogravimetry coupled with mass spectrometry (TGA-MS), allows for precise identification of plastic fragments without complex pre-treatments. It was successfully applied to 19 real compost samples, revealing significant contamination in those containing organic municipal solid waste (OFMSW), which could harm soil and crop health.
Practical recommendation: This analytical tool helps waste managers, farmers, and compost producers ensure the quality of organic amendments, confirming they are free from plastic pollution. Its use supports compliance with upcoming regulations and helps protect agricultural soils and the food chain by keeping microplastics out of the environment.
Metodología científica para cuantificar microplásticos en compost y enmiendas: implicaciones prácticas para el sector agrícola
En el marco del proyecto AP-WASTE, se desarrolló y publicó en una revista científica internacional (Environmental Research, 2022) una novedosa metodología para detectar y cuantificar microplásticos (PE y PS) en compost y otras enmiendas orgánicas. Esta técnica, basada en termogravimetría acoplada a espectrometría de masas (TGA-MS), permite identificar la presencia de fragmentos plásticos con alta precisión sin necesidad de tratamientos previos complejos. Se aplicó con éxito en 19 muestras reales de compost, detectando niveles significativos de contaminación en aquellas que incluían fracción orgánica de residuos municipales (OFMSW), lo que puede tener implicaciones negativas para la salud del suelo y los cultivos.
Recomendación práctica: Esta herramienta analítica permite a los gestores de residuos, agricultores y fabricantes de compost verificar la calidad del producto final, garantizando que esté libre de contaminación plástica. Su aplicación puede facilitar el cumplimiento de futuras normativas y asegurar que las enmiendas orgánicas sean seguras y sostenibles, protegiendo los suelos agrícolas y evitando la entrada de microplásticos en la cadena alimentaria.
Use of Tenebrio molitor guano from plastic-fed insects as fertilizer for lettuce cultivation
The use of Tenebrio molitor guano as an organic amendment for lettuce cultivation was evaluated, comparing insects fed with low-density polyethylene (LDPE) versus bran. The guano from plastic-fed insects showed notably higher nitrogen content. This translated into a clear improvement in crop yield: lettuce grown with guano from LDPE-fed tenebrios produced double the biomass compared to guano from bran-fed insects. In some cases, it even tripled the yield obtained with a slow-release mineral fertilizer.
Practical recommendation: Guano from plastic-fed Tenebrio offers a novel and sustainable alternative to mineral fertilizers. It enables the valorization of difficult-to-manage plastic waste while improving crop productivity, promoting nutrient recycling, and reducing fertilizer costs.
Uso del guano de Tenebrio molitor alimentado con plásticos como fertilizante para el cultivo de lechuga
Se evaluó el uso del guano de Tenebrio molitor como enmienda orgánica en el cultivo de lechuga, comparando insectos alimentados con polietileno de baja densidad (LDPE) frente a salvado. La caracterización del guano reveló diferencias relevantes, siendo más alto el contenido en nitrógeno en el guano procedente de tenebrios alimentados con LDPE. Esta mayor riqueza nutricional se reflejó en un incremento significativo del rendimiento del cultivo: el uso de este guano duplicó la producción de lechuga frente al guano de salvado. Además, en algunos casos, la producción llegó a triplicar el peso obtenido con un fertilizante mineral de liberación media.
Recomendación práctica: El guano de tenebrios alimentados con plásticos puede convertirse en una alternativa innovadora y sostenible a los fertilizantes minerales. Su uso permite valorizar residuos plásticos difíciles de tratar, cerrando ciclos de nutrientes y mejorando el rendimiento agrícola de forma eficiente y económica.
Doping of Tenebrio molitor microbiome with plastic-degrading microorganisms
Microorganisms with enzymatic capacity to degrade plastics were isolated using classical microbiological methods under aerobic and anaerobic conditions. Strains with strong protease, lipase, esterase, and laccase activity were selected for their ability to grow in minimal medium with LDPE fragments. Three promising strains were identified: Pseudomonas aeruginosa, Mixta tenebrionis, and Rhodococcus rhodochrous. These were introduced into the diet of Tenebrio molitor using different approaches (spraying, freeze-dried granules, alone or in consortium). Although an increase of these microbes was confirmed in the insect gut, there was no significant improvement in LDPE degradation.
Practical recommendation: While no enhanced degradation was achieved, the strategy proved effective in modifying the insect’s microbiome. This opens the door to future custom-designed biofactories for sustainable plastic waste management, especially in agricultural or agro-industrial contexts.
Dopaje del microbioma de Tenebrio molitor con microorganismos biodegradadores de plásticos
Se aislaron microorganismos con capacidad enzimática para biodegradar plásticos mediante técnicas microbiológicas clásicas en condiciones aerobias y anaerobias. Se seleccionaron cepas con elevada actividad proteasa, lipasa, esterasa y lacasa, capaces de crecer en medio mínimo con fragmentos de polietileno de baja densidad (LDPE). Tres microorganismos destacaron por su potencial: Pseudomonas aeruginosa, Mixta tenebrionis y Rhodococcus rhodochrous. Estos se incorporaron a la dieta de Tenebrio molitor mediante diferentes estrategias (aspersión, granulado liofilizado, en solitario o en consorcio). Se observó un aumento de estas especies en el tracto digestivo del insecto, aunque no se logró mejorar significativamente la capacidad de biodegradación del LDPE.
Recomendación práctica: Aunque no se logró incrementar la degradación del plástico, el método demuestra que es posible modificar el microbioma del insecto para futuras aplicaciones. Esta estrategia representa una vía prometedora para diseñar biofactorías a medida, orientadas a la gestión sostenible de residuos plásticos en entornos agrícolas o agroindustriales.
Digestive microbiome of Tenebrio molitor as a source of microorganisms for plastic biodegradation The main microorganisms in the digestive tract of Tenebrio molitor involved in plastic biodegradation, specifically low-density polyethylene (LDPE), were identified. Larvae fed with LDPE showed higher microbial diversity, with dominant bacterial phyla including Proteobacteria, Firmicutes, and Tenericutes. Key bacterial genera associated with LDPE diets included Enterococcus, Lactococcus, Enterobacter, Dysgonomonas, and Corynebacterium 1. Fungal communities were dominated by Ascomycota and Basidiomycota, with abundant genera such as Penicillium, Aspergillus, Fusarium, and Cladosporium. Some species, like A. flavus, A. niger, or F. solani, are already described as potential polyethylene degraders.
Practical recommendation: These findings pave the way for developing sustainable biotechnological solutions for plastic waste treatment, using insects as biofactories and their microbiomes as sources of degrading enzymes. This approach could be applied in agricultural or agro-industrial settings to valorize common plastic residues, reducing disposal costs and generating added-value products.
Microbioma digestivo de Tenebrio molitor como fuente de microorganismos para biodegradación de plásticos
Se identificaron los principales microorganismos del tracto digestivo del insecto Tenebrio molitor implicados en la biodegradación de plásticos, específicamente polietileno de baja densidad (LDPE). Los tenebrios alimentados con LDPE presentaron una mayor diversidad microbiana, destacando bacterias de los filos Proteobacteria, Firmicutes y Tenericutes. Entre los géneros asociados a esta dieta se encontraron Enterococcus, Lactococcus, Enterobacter, Dysgonomonas y Corynebacterium 1. En cuanto a los hongos, los filos dominantes fueron Ascomycota y Basidiomycota, con abundancia de géneros como Penicillium, Aspergillus, Fusarium y Cladosporium. Algunas especies específicas como A. flavus, A. niger o F. solani han sido ya documentadas como capaces de degradar polietileno.
Recomendación práctica: Estos resultados abren la puerta al desarrollo de soluciones biotecnológicas sostenibles para el tratamiento de residuos plásticos, utilizando insectos como biofactorías y sus microbiomas como fuente de enzimas degradadoras. Esta estrategia podría aplicarse en entornos agrícolas o agroindustriales para valorizar residuos plásticos de uso común, reduciendo costes de eliminación y generando productos de valor añadido.
Activity: Assessment of cost-effective rate of different Biotech cascades
Main results/outcomes of the activity: In APWASTE project, 5 different Biotech cascades for biotic degradation of plastic material (LDPE, HLDPE and EPS) have been explored. The biotech cascades propose, involved the use of mesoorganism (insect larvae: Tenebrio mollitor, Hermetia illucens and earthworms: Esienia fetida). The use of each insect separately or the combination of all of them in successive steps was evaluated.
Main practical recommendations: The economic feasibility study shows that the biotech cascade with the use of Tenebrio mollitor as the only step is the best cost-effective option, due to the lower consumption of human resources, the lower complexity and the high degree of plastic degradation achieved.
Actividad: Evaluación de la rentabilidad de diferentes cascadas biotecnológicas
Principales resultados de la actividad: En el proyecto APWASTE, se exploraron 5 cascadas biotecnológicas diferentes para la degradación biótica de materiales plásticos (LDPE, HLDPE y EPS). Las cascadas biotecnológicas propuestas implican el uso de mesoorganismos (larvas de insecto: Tenebrio mollitor, Hermetia illucens y lombrices de tierra: Esienia fetida). Se evaluó el uso de cada insecto por separado o la combinación de todos ellos en etapas sucesivas.
Principales recomendaciones prácticas: El estudio de viabilidad económica muestra que la cascada biotecnológica con el uso de Tenebrio mollitor como único paso es la opción más rentable, debido al menor consumo de recursos humanos, la menor complejidad y el alto grado de degradación del plástico alcanzado.
Activity: Determination of oxidative stress levels in insects fed with plastic diet Main results/outcomes of the activity: Some insects in their larval stage such as Tenebrio mollitor have been shown to be able to feed on plastic. However, this material does not contain enough essential nutrients or water for the insect growth needs. The determination of Laccases and Esterases done in APWASTE shows clear symptoms of oxidative and metabolic stress in both the larval body and the frass in the insect feed with plastic. This can leads to produce effects on the insect such as delay growth, cannibalistic behavior, and even mortality. Main practical recommendations: Based on the result obtained in this study it is recommended not to exceed 70-80% plastic in the diet to avoid this stress effect and make the system more economically viable. Main practical recommendations: Based on the result obtained in this study it is recommended not to exceed 70-80% plastic in the diet to avoid this stress effect and make the system more economically viable.
Actividad: Determinación de los niveles de estrés oxidativo en insectos alimentados con plástico en su dieta
Principales resultados de la actividad: Se ha demostrado que algunos insectos en su etapa larvaria, como Tenebrio mollitor, pueden alimentarse de plástico. Sin embargo, este material no contiene suficientes nutrientes esenciales ni agua para sus necesidades de crecimiento. La determinación de lacasas y esterasas realizada en APWASTE muestra claros síntomas de estrés oxidativo y metabólico tanto en el cuerpo larvario como en los excrementos del insecto alimentado con plástico. Esto puede provocar efectos en el insecto, como retraso en el crecimiento, comportamiento caníbal e incluso mortalidad.
Principales recomendaciones prácticas: Con base en los resultados obtenidos en este estudio, se recomienda no superar el 70-80% de plástico en la dieta para evitar este efecto de estrés y hacer que el sistema sea más viable económicamente.
Activity: Obtaining fertilizers derived from Tenebrio melitor insect flasses
Main results of the activity: In APWASTE, studies have been carried out to characterize the droppings of the Tenebrio melitor insect in the larval stage using different food diets. Based on them, 4 different formulations have been obtained. For each formulation we have analysed the requirements according to the Spanish legislation RD 506/2013 on Fertilisers and related products. As main conclusions, it is obtained that the organic materials derived from Tenebrio bottles comply with the normative denomination "Humic organic amendment of animal origin cod 601b", including category B in metal content, and verifying key parameters such as total organic matter: 30%; maximum humidity: 40%; C/N < 20. In addition, the nutrient content of these jars is very high (5%) compared to compost (2-3%) and vermicompost (2-3%). The obtaining of fertilizer products derived from the frass is interesting at an agronomic level, although the link of the insect to biotechnology cascades of plastic degradation includes a variable that is not clearly established in the legislation, such as the presence of plastics in fertilizers.
Main practical recommendations: This project opens up the possibilities of registration and development of new fertilizers of novel origin (insects), with very interesting uses and crops for this material, since tenebrio frasses are a dry, loose and small material that also allows it to be mixed with other materials to generate more complex fertilizers. Its ecotoxicity needs to be established in the case of these new developments.
Actividad: Obtención de fertilizantes derivados de frass de insecto Tenebrio melitor
Principales resultados de la actividad: En APWASTE se han desarrollado estudios de caracterización de los excrementos del insecto Tenebrio melitor en fase larva haciendo uso de diferentes dietas alimentarias. En función de ellos se han obtenido 4 formulaciones diferentes. Para cada formulación hemos analizado los requisitos según la legislación española RD 506/2013 de Fertilizantes y afines. Como principales conclusiones se obtiene que los materiales orgánicos derivados de frass de Tenebrio cumplen con la denominación normativa “Enmienda orgánica húmica de origen animal cod 601b”, incluyendo categoría B en contenido de metales, y verificando parámetros clave como materia orgánica total: 30%; humedad máxima: 40%; C/N < 20;Además, el contenido nutriente de estos frasses es muy elevado (5%) comparado con compost (2-3%) y vermicompost (2-3%). La obtención de productos fertilizantes derivados del frass es interesante a nivel agronómico, aunque la vinculación del insecto a cascadas biotecnologías de degradación de plásticos, incluye una variable que no está claramente establecida en la legislación como es la presencia de plásticos en fertilizantes.
Principales recomendaciones prácticas: Este proyecto permite abrir las posibilidades de registro y desarrollo de nuevos fertilizantes de origen novedoso (insectos), existiendo usos y cultivos muy interesantes para este material, puesto que el frass de tenebrio es un material seco, suelto y de tamaño pequeño que permite además su mezcla con otros materiales para generar fertilizantes más complejos. Es necesario establecer su ecotoxicidad en el caso de estos nuevos desarrollos.
Main results/outcomes of the activity: The biotic degradation of plastics by means of insects (vg. Tenebrio melitor) must be monitored to validate the performance. The determination of remaining plastics after chewing and digestive activities from insects is very complex due the reduction of size and almost composition. In APWASTE we developed an innovative analysis based on Solid-state 13C NMR and chemometric analyses. After calibration with different kinds of plastics, we identified specific ions (with specific m/z values) to be used for these determinations.
Main practical recommendations: This study can help significantly in the assessment of the performance of any degradative strategy involving plastics in organic waste fluxes. This approach can be used also in standardization of plastic pollution determination inorganic fluxes.
Actividad: Determinación de material plástico en matrices orgánicas (excrementos de insectos)
Principales resultados de la actividad: La degradación biótica de plásticos por medio de insectos (vg. Tenebrio melitor) debe ser monitoreado para validar el rendimiento. La determinación de los plásticos remanentes después de la masticación y las actividades digestivas de los insectos es muy compleja debido a la reducción de tamaño y casi composición. En APWASTE desarrollamos un análisis innovador basado en RMN-C13 en estado sólido y análisis quimiométricos. Después de la calibración con diferentes tipos de plásticos, identificamos iones específicos (con valores m/z específicos) que se utilizarán para estas determinaciones.
Principales recomendaciones prácticas: Este estudio puede ayudar significativamente en la evaluación del rendimiento de cualquier estrategia degradativa que involucre plásticos en flujos de residuos orgánicos. Este enfoque también se puede utilizar en la estandarización de los flujos inorgánicos de determinación de la contaminación plástica.
Contacts
Project coordinator
-
SIGFITO AGROENVASES, S.L
Project coordinator
Project partners
-
ASOCIACIÓN AGRARIA DE JÓVENES AGRICULTORES - ASAJA
Project partner
-
CSIC /CEBAS - CENTRO DE EDAFOLOGÍA Y BIOLOGÍA APLICADA DEL SEGURA
Project partner
-
INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGÍSTICA (ITENE)
Project partner
-
REPSOL SA
Project partner
-
UNIVERSIDAD MIGUEL HERNADEZ DE ELCHE (UMH)
Project partner