Investigadores de la Universidad de California, Davis, han encontrado una manera de reducir la cantidad de fertilizante nitrogenado necesario para cultivar cultivos. El descubrimiento podría ahorrar a los agricultores de los Estados Unidos miles de millones de dólares al año en costos de fertilizantes y beneficiar al medio ambiente.

Investigadores de la Universidad de California, Davis, han encontrado una manera de reducir la cantidad de fertilizante nitrogenado necesario para cultivar cultivos. El descubrimiento podría ahorrar a los agricultores de los Estados Unidos miles de millones de dólares al año en costos de fertilizantes y beneficiar al medio ambiente.

La investigación proviene del laboratorio de Eduardo Blumwald, un respetado profesor de ciencias de las plantas, quien encontró una nueva forma para que los cultivos absorban el nitrógeno que necesitan para crecer.

El descubrimiento también podría ayudar al medio ambiente al reducir la contaminación por nitrógeno, que puede conducir a recursos hídricos contaminados, mayores emisiones de gases de efecto invernadero y problemas de salud. El estudio fue publicado en la revista biotecnología vegetal.

El nitrógeno es clave para el crecimiento de las plantas y las granjas dependen de los fertilizantes químicos para aumentar la productividad. Pero gran parte de lo que se aplica se pierde, filtrándose en el suelo y las aguas subterráneas. La investigación de Blumwald podría crear una alternativa sostenible.

«Los fertilizantes nitrogenados son muy, muy caros», dijo Blumwald. “Cualquier cosa que pueda hacer para eliminar estos costos es importante. El problema es el dinero, pero también están los efectos nocivos del nitrógeno en el medio ambiente”.

Una nueva forma de abono natural

La investigación de Blumwald se centra en aumentar la conversión del gas nitrógeno atmosférico en amonio por parte de las bacterias del suelo, un proceso conocido como fijación de nitrógeno.

Las legumbres como el maní y la soja tienen raíces tuberosas que las bacterias fijadoras de nitrógeno pueden usar para proporcionar amonio a las plantas. Los cultivos de cereales como el arroz y el trigo carecen de esta capacidad y dependen de la absorción de nitrógeno inorgánico como el amoníaco y el nitrato de los fertilizantes del suelo.

«Si una planta puede producir sustancias químicas que engañan a las bacterias del suelo para que fijen gas nitrógeno atmosférico, podríamos modificar las plantas para producir más de esas sustancias químicas», dijo Blumwald. «Estos productos químicos inducen la fijación de nitrógeno bacteriano en el suelo y las plantas utilizan el amonio producido, lo que reduce la cantidad de fertilizante utilizado».

El equipo de Blumwald utilizó la detección química y la genómica para identificar compuestos en las plantas de arroz que mejoraron la actividad de fijación de nitrógeno de las bacterias.

Luego identificaron las vías que crean los productos químicos y utilizaron tecnologías de edición de genes para aumentar la producción de compuestos que estimulan la formación de biopelículas. Estas biopelículas contienen bacterias que mejoran la conversión de nitrógeno. Esto aumentó la actividad de unión de nitrógeno de las bacterias, así como la cantidad de amonio en el suelo para las plantas.

«Las plantas son fábricas químicas increíbles», dijo. «Lo que esto podría hacer es proporcionar una práctica agrícola alternativa sostenible que reduzca el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados».

El camino también podría ser utilizado por otras plantas. La Universidad de California ha presentado una solicitud de patente para la técnica y está pendiente.

Dawei Yan, Hiromi Tajima, Howard-Yana Shapiro, Reedmond Fong y Javier Ottaviani de UC Davis contribuyeron a la investigación, al igual que Lauren Cline de Bayer Crop Science. Ottaviani también es investigador asociado en Mars Edge.

La investigación fue financiada por la Fundación Will W. Lester. Bayer Crop Science apoya más investigaciones sobre el tema.


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