Cultivos que obtienen nitrógeno del aire: el futuro de la agricultura
El nitrógeno es el nutriente más esencial para la producción vegetal, pero también uno de los más difíciles de regular. Este compuesto es vital para la producción agrícola mundial. Sin embargo, el exceso de nitrógeno de los fertilizantes se filtra al medio ambiente, provocando efectos nocivos.
En este artículo hablaremos de La importancia del nitrógeno en la agricultura y cómo ciertos cultivos pueden recibir nitrógeno del aire..
¿Cuál es la importancia del nitrógeno para el crecimiento de las plantas?
El nitrógeno juega un papel crucial tanto en las plantas como en los humanos, ya que se utiliza para sintetizar los aminoácidos que generan las proteínas responsables de la construcción de las células y es uno de los componentes fundamentales del ADN. Además, El nitrógeno es vital para el crecimiento de las plantas porque es un elemento importante de la clorofila, el compuesto que permite a las plantas aprovechar la energía de la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono en azúcares.
El ciclo del nitrógeno se basa en una serie de procesos por los cuales el nitrógeno pasa de la atmósfera al suelo, atraviesa el suelo y finalmente regresa a la atmósfera.
El proceso comienza con la fijación biológica de nitrógeno, un fenómeno en el que las bacterias fijadoras de nitrógeno que se encuentran en los nódulos de las raíces de las leguminosas convierten la materia orgánica en amonio que luego se convierte en nitrato. Las plantas pueden absorber nitrato del suelo y metabolizarlo en el nitrógeno necesario para su crecimiento, mientras que las bacterias desnitrificantes facilitan la conversión del exceso de nitrato en nitrógeno inorgánico, que luego se libera a la atmósfera.
El exceso de nitratos, o los que se pierden por lixiviación (cuando los nutrientes esenciales se disuelven por la lluvia o el riego), tienen el potencial de filtrarse y contaminar las fuentes de agua subterránea.
¿Cuál es el papel de los fertilizantes nitrogenados?
Durante milenios, la humanidad no se preocupó en gran medida por el nitrógeno. Sin embargo, a principios del siglo XX, Quedó claro que las prácticas agrícolas intensivas estaban agotando los niveles de nitrato en el suelo. lo que genera preocupaciones sobre el crecimiento de la población mundial y la amenaza inminente de una crisis alimentaria.
Después de la industrialización de la producción, la introducción de fertilizantes nitrogenados sintéticos jugó un papel crucial en el impulso La Revolución Verde, que condujo a un aumento sustancial de la producción agrícola mundial a partir de finales de los años 1960. Durante este período, tanto México como las naciones de India y Pakistán lograron la autosuficiencia en la producción de trigo a pesar de estar al borde de la hambruna.
En las prácticas agrícolas intensivas contemporáneas, la importancia de los fertilizantes nitrogenados sintéticos ha aumentado significativamente. En este momento, La producción mundial supera los 100 millones de toneladas métricas de este producto al año y las proyecciones de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación indican que se espera que la demanda crezca de manera constante, particularmente en regiones como África y el sur de Asia.
¿Es viable a largo plazo?
Con el aumento de la demanda mundial, el desafío de la gestión del nitrógeno es proporcionar suficiente nitrógeno para satisfacer las necesidades de seguridad alimentaria mundial y al mismo tiempo reducir la liberación del exceso de nitrógeno. 300 veces más dañino para el medio ambiente que el dióxido de carbono.
En determinadas zonas, la deficiencia de nitrógeno impide alcanzar la seguridad alimentaria y nutricional. Por el contrario, en otras regiones, casi el cincuenta por ciento de los fertilizantes nitrogenados utilizados en la agricultura escapan al medio ambiente, lo que provoca efectos adversos como mayores riesgos ambientales, degradación irreversible de la tierra y contaminación de los recursos hídricos.
Este problema se puede abordar mejorando la eficiencia del uso del nitrógeno, que se basa en un cálculo multifacético que a menudo requiere una comparación entre la biomasa del cultivo (principalmente rendimiento económico) o el contenido/absorción de nitrógeno (rendimiento) y el nitrógeno aplicado (aporte a través de estiércol o sintético). fertilizantes. Al optimizar esta relación, no sólo se aumenta la productividad de los cultivos, sino que también se reducen las pérdidas ambientales mediante una gestión agronómica meticulosa, lo que contribuye a la mejora a largo plazo de la calidad del suelo.
Actualmente, la eficiencia media mundial en el uso del nitrógeno no supera el 50%, muy por debajo del 67% estimado necesario para satisfacer la demanda mundial de alimentos en 2050 al mismo tiempo que se garantiza que el exceso de nitrógeno se mantenga dentro de los umbrales aceptables para la calidad del aire y el agua.
Aunque están surgiendo soluciones tecnológicas avanzadas para el manejo del nitrógeno, los agricultores pueden lograr mejoras inmediatas en la eficiencia del uso del nitrógeno a través de una variedad de métodos, incluida la aplicación de fertilizantes, el uso de fertilizantes de liberación lenta de nitrógeno, el uso de instrumentos de precisión para la aplicación de nitrógeno (como Green Seeker) o implementando fertirrigación mediante microriego.
La tecnología óptima
Se han logrado avances significativos en el desarrollo de tecnologías destinadas a la gestión eficiente del nitrógeno que, en combinación con prácticas agronómicas apropiadas, han demostrado el potencial de mejorar el rendimiento de los cultivos. Este enfoque mejora la eficiencia del uso del nitrógeno y minimiza el excedente de nitrógeno en los cultivos.
Los investigadores examinan las ventajas de la inhibición biológica de la nitrificación, un mecanismo por el cual las plantas liberan sustancias que afectan el ciclo del nitrógeno en el suelo. Este fenómeno natural, observado en determinadas gramíneas y parientes silvestres del trigo, desempeña un papel crucial en la reducción significativa de las emisiones de nitrógeno.
En 2007, los investigadores identificaron rasgos biológicos nitrificantes en un pariente del trigo y, en 2018, transfirieron con éxito estos rasgos a una variedad de trigo de primavera chino. Aunque los resultados preliminares han indicado una baja productividad y aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, los científicos están interesados en evaluar la posible aplicación de este proceso a variedades comerciales de trigo en el futuro. Si tiene éxito, esta tecnología tiene el potencial de tener un impacto significativo en el logro de los objetivos globales de eficiencia en el uso del nitrógeno.
