La demanda de nitrógeno para la producción de cultivos aumentó rápidamente desde mediados del siglo XX y se prevé que hacia 2050 se tenga que duplicar para mantener la productividad de los principales cultivos alimentarios que sustentan la dieta básica de la mayoría de la población mundial.
El aumento de esta demanda tendrá́ que ser satisfecho por las dos fuentes principales de suministro de nitrógeno existentes: la fijación biológica de nitrógeno y el fertilizante nitrogenado elaborado a partir del proceso químico denominado Haber-Bosch, considerado tanto una de las grandes invenciones del siglo XX, como uno de los grandes peligros ambientales del siglo XXI.
Ante esta situación, que se vuelve aún más compleja por el conflicto bélico entre Ucrania y Rusia —uno de los principales productores de fertilizantes nitrogenados—, la pregunta obligada es: ¿cómo se puede mejorar la disponibilidad del nitrógeno en los suelos agrícolas a la vez que reducir la dependencia de los fertilizantes nitrogenados elaborados mediante síntesis química?
Para contribuir a la respuesta de esta pregunta un grupo de científicos —de la Universidad de California, la Organización de Investigación Científica e Industrial del Commonwealth (CSIRO, por sus siglas en inglés) de Australia, El Instituto de Energía y Recursos (TERI, por sus siglas en inglés) de India, la Fundación Krishi Gobeshona y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— publicó recientemente una investigación que recopila el estado de los estudios sobre el tema y aporta evidencia sobre prácticas potencialmente útiles para fijar nitrógeno en el suelo sin recurrir a la fertilización nitrogenada.
La fijación biológica del nitrógeno, menciona el estudio, proporciona muchos beneficios funcionales para los agroecosistemas y ayuda en los esfuerzos para reducir los efectos ambientales negativos por el uso de fertilizante nitrogenado.
En los sistemas de cultivo de cereales, las legumbres en simbiosis con rizobios —bacterias fijadoras de nitrógeno— aportan la mayor entrada de nitrógeno fijado mediante esta vía y, por ello, el artículo revisa los beneficios de las asociaciones y relevos de cereales y distintas leguminosas.
Además, ya que actualmente la identificación de estrategias eficaces para aumentar los insumos de fijación biológica de nitrógeno es un desafío para los sistemas de cultivo de cereales, los investigadores hacen una revisión del papel de otras bacterias que no desarrollan una simbiosis, pero que también proporcionan una fuente adicional de fijación de nitrógeno —diazótrofos de vida libre—.
Aunque aún hace falta estudiar con mayor detalle la influencia de la gestión agronómica o el genotipo de los cultivos en la abundancia de bacterias fijadoras de nitrógeno, los investigadores señalan que existe evidencia de que una mayor adopción de sistemas de cultivo gestionados con una menor perturbación del suelo, y el mantenimiento de los residuos de los cultivos o rastrojo como cobertura, son puntos de entrada prometedores para aumentar la fijación biológica del nitrógeno por parte de los diazótrofos de vida libre.
Si bien la idea de transferir por alguna vía la capacidad de las bacterias fijadoras de nitrógeno a los propios cereales aún sigue siendo un objetivo a largo plazo e incierto en el mundo académico, esta revisión describe una serie de oportunidades en las que las aportaciones de la fijación biológica del nitrógeno podrían aumentar más allá de lo que actualmente se ha logrado.
Adaptación y mitigación del cambio climático