Agricultura Cultivos Cultivos cereales Estados Unidos Impacto ambiental

Los trigos eficientes en nitrógeno proporcionan más alimentos con menos emisiones de gases de efecto invernadero

Los trigos eficientes en nitrógeno pueden proporcionar más alimentos con menos emisiones de gases de efecto invernadero, muestra un nuevo estudio
Cultivos habilitados para BNI. Crédito: Science Manga Studio

por el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)


Una colaboración internacional ha descubierto y transferido a las variedades de trigo de élite un segmento cromosómico de gramíneas silvestres que hace que las raíces secreten inhibidores naturales de la nitrificación, lo que ofrece una forma de reducir el uso intensivo de fertilizantes para el trigo y reducir la fuga de nitrógeno del cultivo a las vías fluviales y al aire. , mientras mantiene o aumenta su productividad y calidad de grano, dice un nuevo informe en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América .

El cultivo de variedades de trigo dotadas del rasgo de inhibición biológica de la nitrificación (BNI) podría aumentar los rendimientos tanto en suelos bien fertilizados como pobres en nitrógeno, según GV Subbarao, investigador del Centro Internacional de Investigación de Ciencias Agrícolas de Japón (JIRCAS) y primer autor del nuevo reporte.

«El uso de variedades de trigo que cuentan con BNI abre la posibilidad de una mezcla más equilibrada y productiva de nutrientes nitrogenados para los campos de trigo, que actualmente están dominados por compuestos nitrogenados altamente reactivos que se derivan en gran parte de fertilizantes sintéticos y pueden dañar el medio ambiente». Dijo Subbarao.

El trigo, el cultivo alimenticio más cultivado del planeta, es consumido por más de 2500 millones de personas en 89 países. Casi una quinta parte del fertilizante a base de nitrógeno del mundo se utiliza cada año para cultivar trigo pero, al igual que otros cereales, verduras y frutas importantes, el cultivo consume menos de la mitad del nitrógeno aplicado.

Gran parte del resto es arrastrado, contaminando las aguas subterráneas con nitrato y contribuyendo a la proliferación de algas en lagos y mares, o liberado al aire, a menudo como óxido nitroso, un gas de efecto invernadero 300 veces más potente que el dióxido de carbono.

El equipo de estudio se centró primero en la región cromosómica asociada con la fuerte capacidad de BNI en la especie de hierba perenne Leymus racemosus y la trasladó desde la hierba, utilizando técnicas de «cruce amplio», al cultivar Chinese Spring, una variedad local de trigo que se utiliza a menudo en genética. estudios. A partir de ahí, transfirieron la secuencia del cromosoma BNI a varias variedades de trigo de élite de alto rendimiento, lo que llevó a casi duplicar su capacidad de BNI, medida a través de análisis de laboratorio del suelo cerca de sus raíces.

Los trigos eficientes en nitrógeno pueden proporcionar más alimentos con menos emisiones de gases de efecto invernadero, muestra un nuevo estudio
Un exceso de fertilizante nitrogenado está causando problemas ambientales. Crédito: Science Manga Studios

Los nuevos trigos, variedades de élite del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo ( CIMMYT ) en las que se cruzó el rasgo BNI, redujeron en gran medida la acción de los microbios del suelo que generalmente convierten las sustancias fertilizantes y de nitrógeno orgánico en compuestos ecológicamente dañinos como el nitroso. gas óxido, según Hannes Karwat, becario postdoctoral del CIMMYT y coautor del estudio.

«El ciclo alterado del nitrógeno del suelo incluso se reflejó en el metabolismo de las plantas», dijo Karwat, «lo que resultó en varias respuestas indicativas de una absorción de nitrógeno más equilibrada en las plantas».

Los científicos involucrados dijeron que los trigos convertidos con BNI en este estudio también mostraron una mayor biomasa general y rendimiento de grano, sin efectos negativos sobre los niveles de proteína del grano o la calidad de la panificación.

«Esto indica el camino para que los agricultores alimenten a los futuros consumidores de trigo utilizando dosis más bajas de fertilizantes y reduciendo las emisiones de óxido nitroso», dijo Masahiro Kishii, un citogenetista de trigo del CIMMYT que contribuyó a la investigación. «Si podemos encontrar nuevas fuentes de BNI, podemos desarrollar una segunda generación de variedades de trigo de élite que requieren incluso menos fertilizantes y que disuaden mejor las emisiones de óxido nitroso».

Un artículo reciente de PNAS de Subbarao y el científico de la Universidad de Princeton, Timothy D. Searchinger, menciona al BNI como una tecnología que puede ayudar a fomentar suelos con una mezcla más uniforme de fuentes de nitrógeno, incluida una mayor cantidad del compuesto amonio menos reactivo químicamente, una condición que puede aumentar rendimiento de los cultivos y reducir las emisiones de óxido nitroso .

Los trigos eficientes en nitrógeno pueden proporcionar más alimentos con menos emisiones de gases de efecto invernadero, muestra un nuevo estudio
Masahiro Kishii, investigador del CIMMYT, examina plantas de trigo en un invernadero. Crédito: CIMMYT

¿Escalar para frenar el calentamiento global?

El presente estudio se produce justo cuando el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) ha publicado su Sexto Informe de Evaluación, que, entre otras cosas, establece que «… limitar el calentamiento global inducido por el hombre … requiere limitar las emisiones acumulativas de CO 2 … junto con fuertes reducciones en otros Emisiones de gases de efecto invernadero.»

A nivel mundial, el 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero provienen de la agricultura. Los cultivares de trigo habilitados para BNI pueden desempeñar un papel importante para reducir esa huella. Las naciones productoras de trigo que se han comprometido con el Acuerdo Climático de París, cuyas disposiciones incluyen reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 30% para 2050, podrían ser las primeras en adoptar la tecnología BNI, junto con China e India, los dos principales productores de trigo del mundo, según Subbarao. .

«Este trabajo ha demostrado la viabilidad de introducir segmentos cromosómicos que controlan el BNI en los trigos modernos, sin alterar sus rendimientos ni su calidad», dijo Subbarao. «Para aprovechar todo el potencial de la tecnología, necesitamos transferir la característica BNI a muchas variedades de élite adaptadas a diversas áreas de cultivo de trigo y evaluar su rendimiento en muchos entornos agrícolas y con diferentes niveles de pH del suelo, fertilización y uso del agua».

Japón aprobó recientemente un proyecto para establecer sistemas de producción de trigo eficientes en nitrógeno en las llanuras del Indogangético utilizando BNI, que está en marcha, con la colaboración de JIRCAS, el Consejo Indio de Investigación Agrícola (ICAR) y el Instituto Borlaug de Asia meridional (BISA). En el marco del proyecto, las líneas de trigo convertidas por BNI desarrolladas a partir de asociaciones JIRCAS-CIMMYT se probarán en India y el rasgo BNI se transferirá a variedades populares de trigo nacional .

«La tecnología BNI también aparece en Green Technology , un documento de política del gobierno japonés para avanzar hacia una economía de cero emisiones de carbono», dijo Osamu Koyama, presidente de JIRCAS, que también publicó una nota sobre el nuevo estudio de PNAS .

«Las soluciones de adaptación y mitigación como BNI, que ayudan a reducir la huella de los sistemas de producción de alimentos, desempeñarán un papel importante en la investigación para el desarrollo del CGIAR, como parte de las iniciativas One CGIAR a partir de 2022», dijo Bram Govaerts, director general del CIMMYT.



WP Twitter Auto Publish Powered By : XYZScripts.com