Los bosques, pastizales y otras áreas naturales de todo el mundo tienen acceso a aproximadamente una cuarta parte menos de nitrógeno de lo que se estimaba anteriormente, según un nuevo estudio publicado en Nature .
por el Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas
Los hallazgos, coautorados por Sarah Batterman, ecologista del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas, tienen implicaciones para las soluciones climáticas naturales, ya que el nitrógeno es esencial para el crecimiento de las plantas y, por lo tanto, para la eliminación de carbono de la atmósfera.
«Fuera de algunos bosques tropicales y tierras áridas, descubrimos que la cantidad de nitrógeno disponible para las plantas en muchas áreas naturales se ha sobreestimado», afirmó Batterman. «Nuestros resultados sugieren que existen limitaciones de nitrógeno en el sumidero de carbono terrestre en diversos biomas, como las praderas y los bosques templados «.
El estudio se centró en el nitrógeno disponible para las plantas mediante la fijación biológica del nitrógeno . En este proceso, los microbios —que a menudo viven en simbiosis con las plantas— transforman el nitrógeno gaseoso del aire en una forma que las plantas pueden utilizar para impulsar su crecimiento y desarrollo.
Por ejemplo, el nitrógeno es un componente crucial de la clorofila, el pigmento verde que permite a las plantas convertir el dióxido de carbono en materia orgánica mediante la fotosíntesis. Este carbono se almacena posteriormente en la madera, las hojas, las raíces y el suelo.
Dirigido por Carla Reis Ely, del Instituto Oak Ridge para la Ciencia y la Educación, un equipo internacional de científicos cuantificó la distribución global y la magnitud de la fijación biológica de nitrógeno terrestre en biomas naturales y agrícolas.
Descubrieron que las estimaciones previas de la fijación de nitrógeno estaban sesgadas por un sesgo de muestreo. Las mediciones de campo de la fijación de nitrógeno se realizaban a menudo en áreas naturales donde la prevalencia de organismos fijadores de nitrógeno era, en promedio, 17 veces mayor que en todo el mundo, lo que conducía a una sobreestimación de la disponibilidad de nitrógeno.
Si bien gran parte de los datos se basaban históricamente en bosques tropicales, el nuevo estudio incluye estimaciones de fijación biológica de nitrógeno de nichos anteriormente subrepresentados (incluidos arbustos, hierbas, musgos, madera muerta y más), lo que ayuda a identificar puntos críticos de nitrógeno y desiertos.
«Al crear el conjunto de datos más completo sobre las tasas de fijación biológica de nitrógeno en tierra y desarrollar un nuevo algoritmo biológicamente realista para ampliar las mediciones de campo», explicó Batterman, «calculamos que la cantidad de nitrógeno fijado por microbios en los ecosistemas terrestres naturales es aproximadamente 25 millones de toneladas menor cada año de lo estimado previamente».
El nitrógeno faltante equivale a unos 113 buques portacontenedores completamente cargados .
Tener tasas de fijación biológica de nitrógeno más precisas permite grandes mejoras en los modelos que se utilizan para predecir cuánto dióxido de carbono absorbe el sistema terrestre y cómo se verá afectado por el cambio climático, añadió Batterman.
Nature 2025
El análisis también reveló un aumento en la fijación biológica de nitrógeno en los sistemas agrícolas que puede estar contribuyendo a la degradación de la calidad de la tierra, el aire y el agua.
Los cultivos fijadores de nitrógeno, como la soja y la alfalfa, favorecen la salud del suelo y contribuyen a la producción de alimentos para una población mundial en crecimiento. Sin embargo, el exceso de nitrógeno puede ser perjudicial. El equipo estimó que, por sí solos, los cultivos agrícolas (sin incluir los fertilizantes químicos) han incrementado la fijación biológica de nitrógeno terrestre en un 64 % con respecto a las tasas preindustriales.
«El exceso de nitrógeno puede filtrarse a las aguas subterráneas o escurrirse hacia lagos y arroyos, causando la proliferación de algas y dañando la vida acuática «, dijo Reis Ely, quien dirigió el estudio mientras era investigadora postdoctoral en la Universidad Estatal de Oregón.
Además, el exceso de nitrógeno puede convertirse en óxido nitroso , un potente gas de efecto invernadero, y los altos niveles de nitrógeno pueden favorecer a las plantas invasoras de rápido crecimiento que desplazan a las especies nativas y reducen la biodiversidad.
El estudio «nos ayuda a comprender hasta qué punto hemos modificado el ciclo del nitrógeno, superando el espacio operativo seguro para la humanidad en lo que respecta al nitrógeno», afirmó Batterman.
Reis Ely pidió una medición y un seguimiento más consistentes de la fijación biológica de nitrógeno, «para ayudarnos a garantizar que tengamos en el suelo todo el nitrógeno que necesitamos sin que se convierta en algo demasiado bueno».
Por su liderazgo en el artículo, Reis Ely recibió el Premio a la Publicación Destacada de Científicos Jóvenes Gene E. Likens de la Sección de Biogeociencias de la Sociedad Ecológica de América.
El premio, que lleva el nombre del fundador de Cary, Gene Likens, quien codescubrió la lluvia ácida, promueve a científicos en el inicio de su carrera y destaca el trabajo excepcional en ese campo.
Más información: Carla Reis Ely, Fijación global de nitrógeno terrestre y su modificación por la agricultura, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09201-w . www.nature.com/articles/s41586-025-09201-w
