Agricultura Estados Unidos Fertilización y Riego

Los genes de fijación de nitrógeno podrían ayudar a cultivar más alimentos utilizando menos recursos


Los científicos han transferido una colección de genes a bacterias colonizadoras de plantas que les permiten extraer nitrógeno del aire y convertirlo en amoníaco, un fertilizante natural.


por Scott Weybright, Universidad Estatal de Washington


El trabajo podría ayudar a los agricultores de todo el mundo a usar menos fertilizantes artificiales para producir cultivos alimenticios importantes como el trigo, el maíz y la soya.

El grupo de científicos, incluidos dos de la Universidad Estatal de Washington, publicó el estudio «Control de la fijación de nitrógeno en bacterias que se asocian con cereales» a fines del mes pasado en Nature Microbiology .

«Hay un creciente interés en reducir la cantidad de fertilizante utilizado en la agricultura porque es costoso, tiene impactos ambientales negativos y requiere mucha energía», dijo John Peters, director del Instituto de Química Biológica de la WSU y coautor de el papel. «Hay un gran beneficio en desarrollar formas de aumentar las contribuciones de la fijación biológica de nitrógeno para la producción de cultivos en todo el mundo».

Como las legumbres obtienen nitrógeno

La investigación del equipo ayuda a compartir un beneficio simbiótico que se encuentra en los cultivos de leguminosas, en el que los agricultores han confiado durante siglos para enriquecer naturalmente el suelo.

Los cultivos de leguminosas, como los garbanzos y las lentejas, requieren significativamente menos fertilizante que otros cultivos, porque han desarrollado una relación simbiótica con las bacterias que crecen dentro de los tejidos de la raíz. Estas bacterias convierten el gas nitrógeno en amoníaco a través de un proceso llamado fijación biológica de nitrógeno.

Las bacterias toman nitrógeno del aire y lo convierten en amoníaco para las plantas, que lo utilizan para generar energía. Las plantas a su vez proporcionan carbono y otros nutrientes a los microbios.

Para trabajar simbióticamente, las legumbres y los microbios han evolucionado para liberar señales que cada uno puede entender. Las plantas emiten sustancias químicas que envían señales a las bacterias cuando necesitan nitrógeno fijo. La bacteria produce señales similares para que las plantas sepan cuándo necesitan carbono.

Reducción de fertilizantes

Para desarrollar un método sintético para esta simbiosis entre otras bacterias y cultivos , los científicos trabajaron para determinar los grupos de genes en bacterias que permiten la fijación de nitrógeno, y luego agregar esos grupos de genes a otras bacterias.

«Este es solo un paso, aunque un gran paso, en el camino para descubrir cómo promover la contribución creciente de la fijación biológica de nitrógeno para la producción de cultivos», dijo Peters.

Peters y WSU son co-líderes en el proyecto general con su colega Philip Poole en la Universidad de Oxford en el Reino Unido.

La reducción de los requisitos de fertilizantes podría tener impactos masivos en la disponibilidad de alimentos, el uso de energía y los costos agrícolas en todo el mundo.

Los fertilizantes son demasiado caros para muchos agricultores de todo el mundo. Sin ellos, muchos alimentos valiosos desde el punto de vista nutricional no crecerán en muchas áreas debido al suelo pobre en nitrógeno.

«Este proyecto tiene como objetivo aumentar la producción de alimentos y ayudar a alimentar al mundo», dijo Peters. «Transformar la producción de alimentos para que funcione sin fertilizantes a base de nitrógeno podría ser un gran desarrollo en los países subdesarrollados. Agregar estos microbios sería como verter kombucha en las raíces».

Desafío complejo

El laboratorio de Peters se especializa en estudiar procesos metabólicos en bacterias , o cómo crean y usan energía. Su laboratorio proporcionó un modelo de cómo funciona la fijación de nitrógeno en diferentes organismos. Luego, sus coautores, biólogos sintéticos del Instituto de Tecnología de Massachusetts, pueden crear los mecanismos que necesitarán los microbios y las plantas.

«Este es un desafío tan complejo y extendido que realmente se necesita un gran equipo con diversas áreas de experiencia para resolver», dijo Peters. «Pero si tenemos éxito, la recompensa podría ser enorme para todo el planeta».


Leer más

  • El consumo de agua de los árboles se calcula para diseñar sistemas de riego de precisión
    En 1995, la severa sequía que devastó España dejó algunas granjas que utilizaban la agricultura de riego sin suministro de agua. Aunque no ha vuelto a ocurrir desde entonces, el cambio climático aumenta las posibilidades de esta amenaza.  Para los agricultores…
  • Riego fotovoltaico para una agricultura más sostenible
    Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid y otros centros europeos han desarrollado una metodología 100% renovable para la irrigación agrícola basada en sistemas de bombeo fotovoltaico. No consume electricidad convencional y ahorra un 30% de agua. Un consorcio europeo…
  • ¿Los hongos sin hongos impiden que las plantas entren fertilizantes?
    Los cultivos simplemente no pueden prescindir del fósforo. A nivel mundial, se espera que se utilicen más de 45 millones de toneladas de fertilizantes con fósforo en 2019. Pero solo una fracción del fósforo agregado terminará estando disponible para los cultivos. En el sur de…
  • Usar aguas residuales como fertilizante
    Los lodos de depuradora, las aguas residuales y el estiércol líquido son valiosas fuentes de fertilizantes para la producción de alimentos.  Los investigadores de Fraunhofer han desarrollado un proceso ecológico y libre de químicos que permite convertir las sales recuperadas…
  • Convertir los nutrientes de las aguas residuales en fertilizantes
    Las aguas residuales contienen grandes cantidades de nitrógeno y fósforo, que son nutrientes valiosos.  NPHarvest es un proceso desarrollado por investigadores de la Universidad de Aalto que permite la recuperación de estos nutrientes de una manera que produce una solución…
  • Recomendaciones de nitrógeno más precisas para el maíz para ayudar a los agricultores a reducir la contaminación
    Investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State han desarrollado un componente importante de un nuevo sistema que los productores de maíz pueden usar para ajustar las aplicaciones de fertilizantes nitrogenados…… Investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas…

LEAVE A RESPONSE

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com