Si alguna vez el maíz tuvo celos de la relación de la soja con las bacterias fijadoras de nitrógeno, los avances en la edición genética podrían algún día nivelar el campo de juego.
por Lauren Quinn, Facultad de Ciencias Agrícolas, Ambientales y del Consumidor de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Un estudio reciente de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign muestra que las bacterias editadas genéticamente pueden suministrar el equivalente a 35 libras de nitrógeno del aire durante el crecimiento temprano del maíz, lo que puede reducir la dependencia del cultivo de fertilizantes nitrogenados.
El trabajo se publica en la Revista de Agronomía .
«Reemplazar todo el nitrógeno sintético sería algo realmente importante. Tal vez dentro de 100 años hayamos encontrado los microbios y los ajustes genéticos necesarios para acercarnos a esa meta, pero esos microbios aún no están ahí. Sin embargo, tenemos que empezar por algún lado, y este trabajo demuestra que la fijación de nitrógeno para el maíz tiene potencial», dijo el coautor del estudio Connor Sible, profesor asistente de investigación en el Departamento de Ciencias de los Cultivos, parte de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales de Illinois.
Sible y sus coautores probaron productos de Pivot Bio llamados PROVEN y PROVEN 40, que incluyen una o dos especies de bacterias del suelo, respectivamente, que pueden convertir el nitrógeno atmosférico en formas disponibles para las plantas. Las versiones editadas estimulan la actividad de un gen clave involucrado en la fijación de nitrógeno, haciendo que haya más nitrógeno disponible para las plantas. Cuando se aplican en el momento de la plantación, las bacterias colonizan las raíces de las plantas , entregando el nutriente donde más se necesita.
La empresa afirma que el nitrógeno fijado biológicamente puede reemplazar potencialmente el equivalente a hasta 40 libras por acre de nitrógeno fertilizante.
«No existen datos publicados y revisados por pares que respalden esta afirmación. Tampoco hay ninguna investigación que calcule la magnitud de los valores de reemplazo de nitrógeno ni en qué momento del ciclo de crecimiento se acumula ese nitrógeno adicional», dijo Logan Woodward, quien completó el estudio como estudiante de doctorado en Illinois. «Nuestro objetivo era llenar esos vacíos de conocimiento».
Los investigadores aplicaron los productos en la siembra durante tres temporadas de campo utilizando prácticas agronómicas estándar para el maíz, incluyendo fertilizantes nitrogenados a 0, 40, 80, 120 o 200 libras por acre. Luego midieron el nitrógeno en los tejidos de las plantas en la etapa V8 (ocho hojas completamente abiertas) y en R1 (emergencia de los pelos), así como el rendimiento de grano al final de cada temporada. La dilución del nitrógeno isotópico estable de la planta y del suelo mostró que la absorción adicional de nitrógeno en las parcelas inoculadas provenía de la atmósfera, lo que complementaba el suministro de suelo y fertilizante.
El análisis mostró que, con todas las dosis de fertilizantes nitrogenados , el inóculo aumentó el crecimiento vegetativo del maíz, la acumulación de nitrógeno, el número de granos y el rendimiento en 2 bushels por acre en promedio. Con dosis moderadas de nitrógeno, el rendimiento aumentó en 4 bushels por acre. Esto fue equivalente a 10 a 35 libras de nitrógeno por acre de fertilizante.
«La respuesta general del rendimiento fue positiva, pero modesta. El equivalente a 35 libras de fertilizante durante el crecimiento inicial se redujo a aproximadamente 10 al final de la temporada», dijo el autor principal del estudio Fred Below, profesor de ciencias de los cultivos. «Claramente, todavía hay necesidad de fertilizar. Se necesita suficiente nitrógeno para desarrollar una planta feliz y saludable, ya que una planta saludable puede entonces producir los azúcares de la raíz necesarios para alimentar a los microbios. Sin nitrógeno, la planta no puede mantenerse a sí misma ni a los microbios inoculados, por lo que la eficacia se ve bastante disminuida en ausencia de algo de nitrógeno fertilizante».
Si bien los productos actuales no pueden reemplazar a los fertilizantes sintéticos, el equipo de investigación cree que la tecnología es prometedora y espera que pueda mejorarse para ofrecer beneficios aún mayores. Aun así, los productos podrían ser útiles en ciertas aplicaciones actuales.
«Cada finca tiene áreas del campo donde el suelo no proporciona suficiente nitrógeno o el fertilizante se perdió o no estaba disponible, por lo que un inóculo microbiano para proporcionar una tercera fuente de nitrógeno podría ayudar», dijo Sible. «A veces, los campos de maíz reciben ‘nitrógeno de seguro’, en el que se suministran 20 libras adicionales en caso de que sea un año propenso a la pérdida de nitrógeno. Tal vez un inóculo fijador de nitrógeno pueda reducir la necesidad de esas 20 libras adicionales, y esto podría tener un gran impacto cuando se sume en todos los acres de la zona del Cinturón del Maíz».
Más información: Logan P. Woodward et al, Inoculación del suelo con bacterias fijadoras de nitrógeno para complementar la necesidad de fertilizantes del maíz, Agronomy Journal (2024). DOI: 10.1002/agj2.21729
