¿Es posible cultivar cereales sin tener que depender de fertilizantes comerciales que requieren energía?
por la Biblioteca Pública de Ciencias
En un nuevo estudio publicado en la revista de acceso abierto PLOS Biology, los investigadores describen una variedad de maíz recientemente identificada que adquiere nitrógeno, un nutriente esencial para las plantas, alimentando con sus azúcares a bacterias beneficiosas, que a su vez pueden tomar nitrógeno del aire y devolverlo a la planta en una forma utilizable. La variedad de maíz fue observada inicialmente en la década de 1980 por Howard-Yana Shapiro, ahora director agrícola de Mars, Incorporated, en un campo pobre en nitrógeno cerca de Oaxaca, México. Con el surgimiento de la metagenómica a mediados de la década de 2000, Mars, Incorporated y la Universidad de California, Davis, se asociaron con la comunidad indígena local para investigar el maíz. El equipo de investigación estuvo dirigido por Alan Bennett y Allen van Deynze en UC Davis.
El estudio describe esta inusual variedad de maíz, que obtiene entre el 29 y el 82 por ciento de su nitrógeno del aire, en lugar de utilizar fertilizantes. La planta produce una sustancia azucarada que rezuma de las raíces aéreas que crecen por encima del suelo y que atrae bacterias que pueden transformar el nitrógeno del aire en una forma que la planta pueda utilizar. Si esta característica pudiera incorporarse a variedades convencionales de maíz, podría reducir la necesidad de añadir fertilizantes y aumentar la producción de maíz en regiones con suelos pobres.
Los frijoles y otras legumbres han establecido relaciones beneficiosas con comunidades de bacterias que les proporcionan nitrógeno, pero el maíz y otros cultivos de cereales tradicionalmente carecen de estas relaciones. Los fertilizantes comerciales necesarios para cultivar maíz provienen de combustibles fósiles, y su producción con uso intensivo de energía utiliza aproximadamente entre el 1 y el 2 por ciento del suministro mundial de energía. Los científicos han estado ansiosos por idear una forma para que el maíz aproveche estas comunidades productoras de nitrógeno. El profesor Bennett y sus colegas están interesados en ver si otros cereales, como el sorgo, también pueden utilizar sus raíces aéreas para una función similar.
«La idea de que variedades locales aisladas de maíz podrían asociarse con bacterias fijadoras de nitrógeno no es nueva, pero ha sido difícil identificar dicha variedad y demostrar que esta asociación fijadora de nitrógeno realmente contribuye a la nutrición de nitrógeno de la planta», dice el profesor .Bennett. «Nuestro equipo de investigación interdisciplinario ha estado trabajando en esto durante casi una década».
Más información: Van Deynze A, Zamora P, Delaux PM, Heitmann C, Jayaraman D, Rajasekar S, et al. (2018) La fijación de nitrógeno en una variedad local de maíz está respaldada por una microbiota diazotrófica asociada al mucílago. PLoS Biol 16(8): e2006352. doi.org/10.1371/journal.pbio.2006352
