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Arreglando la necesidad de nitrógeno de la soja


La soja es rica en proteínas, que es ideal para los humanos y los animales que la comen. Pero este alto contenido de proteínas tiene un costo.


Por Adityarup «Rup» Chakravorty


Una raíz de soja con nódulos. Estos nódulos albergan bacterias que «fijan» o extraen nitrógeno de la atmósfera para el uso de la planta. Crédito de la foto de Luiz G. Moretti.Para hacer proteínas, las plantas de soja necesitan una gran cantidad de nitrógeno. Las plantas obtienen algo del nitrógeno que necesitan al trabajar con bacterias especializadas en el suelo. Estas bacterias viven en los nódulos de la raíz. Extraen el nitrógeno de la atmósfera y lo convierten en una forma que las plantas pueden usar. 

Pero este proceso, la fijación biológica de nitrógeno, puede no proporcionar todo lo que el nitrógeno necesita para los cultivos. Los agricultores pueden tener que aplicar fertilizante de nitrógeno también.

Sin embargo, un nuevo estudio muestra que es posible aumentar el número de nódulos de la raíz de la soja, y las bacterias que viven allí, para aumentar los rendimientos de los cultivos. Esto podría eliminar la necesidad de aplicar fertilizantes nitrogenados adicionales.

«Eso abre la posibilidad de lograr mayores rendimientos de soja basados exclusivamente en la fijación biológica», dice Mariangela Hungria, investigadora de Embrapa Soja, Brasil.

Hungria, autora principal del estudio, y sus colegas recubrieron las semillas de soya con la bacteria (el método habitual usado por los productores). Suministraron bacterias adicionales al rociarlas sobre las plantas durante otras etapas de crecimiento. Las plantas de soja que recibieron la inoculación adicional en aerosol desarrollaron más nódulos radiculares. Y más nódulos condujeron a mayores rendimientos.

De hecho, la adición de bacterias a las semillas aumentó los rendimientos en un 27% y un 28%. La pulverización de bacterias en los campos de soja durante el crecimiento aumentó los rendimientos aún más.

Pulverización de bacterias inoculantes en plantas de soja.
Inocular: agregar bacterias útiles a las semillas de soya, generalmente ocurre al momento de la siembra. Sin embargo, en este estudio, los cultivos de soja en varias etapas de crecimiento también se inocularon rociando las plantas con bacterias. Crédito de la foto de Luiz G. Moretti.

El aumento en los nódulos de la raíz después de una inoculación adicional por rociado sorprendió a Hungría y sus colegas. Investigaciones previas indicaron que cada nódulo dificulta que las plantas de soja desarrollen plantas posteriores. Pero en este estudio, las plantas de soya pudieron formar nuevos nódulos cuando los investigadores proporcionaron más bacterias.

«Descubrir que los nódulos no están regulados tan estrictamente como se pensaba anteriormente es un hallazgo importante», dice Hungria. «La limitación ocurre particularmente al comienzo del crecimiento de la soja cuando aparecen los primeros nódulos». Después de esa etapa inicial, es posible un mayor crecimiento de los nódulos.

Una mayor fijación biológica de nitrógeno y menos nitrógeno a través de fertilizantes también pueden aumentar la sostenibilidad. En primer lugar, reduce las emisiones de carbono. Los fertilizantes nitrogenados se producen usualmente con combustibles fósiles. «Por cada libra de fertilizante nitrogenado que se fabrica, se pueden liberar al menos 10 libras de dióxido de carbono», afirma Hungria.

La segunda mejora en sostenibilidad está en el campo. El exceso de fertilizantes nitrogenados del campo puede fluir hacia cuerpos de agua. Demasiado en un ecosistema acuático puede causar la proliferación de algas. Estos agotan el agua del oxígeno y conducen a «zonas muertas» sin vida. Sin embargo, la fijación biológica con bacterias significa que el cultivo utiliza más nitrógeno.

Menos uso de fertilizantes también tiene un impacto económico. Los costos de los fertilizantes nitrogenados pueden aumentar rápidamente, tanto para los agricultores como para los países. Brasil importa alrededor del 70% de los fertilizantes nitrogenados utilizados en el país.

Un nódulo de la raíz de soja abierto para mostrar un interior rosa saludable
Las bacterias dentro de los nódulos de la raíz necesitan oxígeno para sobrevivir. Un color rosado o rojo dentro de un nódulo indica que el suministro de oxígeno es robusto y que las bacterias están prosperando. Crédito de la foto Mariangela Hungria.

Varias granjas en Brasil comenzaron a utilizar la estrategia del estudio en octubre de 2016 (la cosecha de verano en Brasil). Los resultados iniciales han sido prometedores, dice Hungría. Los mayores rendimientos de soja observados en el estudio se mantienen en estas escalas más grandes.

Hungria cree que estos resultados se extenderán más allá de Brasil también. «Pero tienen que ser verificados porque los antecedentes genéticos de la soja son diferentes en cada país», dice ella. Las colaboraciones con la Universidad del Estado de Kansas, para verificar si los resultados pueden extenderse a los Estados Unidos, acaban de comenzar.

La investigación de bacterias y la fijación de nitrógeno puede ser solo el comienzo. «Creo que los microorganismos pueden ser las ‘estrellas’ de una nueva era de la agricultura, en la que consideramos no solo la seguridad alimentaria sino también la sostenibilidad», dice.

Lea más sobre la investigación de Hungría en Agronomy Journal. La investigación en Brasil fue financiada por la Universidade Estadual Paulista, la Fundação Agrisus, Embrapa y Total Biotecnologia.


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