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Algún día, cultivos que hacen uso eficiente del nitrógeno: ¿Podemos producir más con menos emisiones?

May 18, 2017
Through crosses of wheat with wild grasses that carry the BNI trait, Masahiro Kishii, CIMMYT wheat cytogeneticist, hopes in a few years to create high-yielding, BNI-enabled wheat varieties. Photo: CIMMYT

Mediante la cruza de trigo con sus parientes silvestres, Masahiro Kishii, citogenetista del CIMMYT, espera en unos cuantos años generar variedades de trigo con BNI. Foto: CIMMYT

EL BATÁN, México (17 de mayo de 2017) – Gracias a una forma natural y económica de reponer los fertilizantes nitrogenados que usan los agricultores, la ciencia ahora ofrece una opción que aumenta la productividad de los cultivos y reduce notablemente las emisiones de gases de invernadero, según los autores de un estudio que se publicará esta semana en la revista Plant Science.

El estudio describe ciertas plantas que poseen una característica conocida como inhibición de la nitrificación biológica (BNI, por sus siglas en inglés), mediante la cual reducen la pérdida de nitrógeno (N) del suelo y mejoran la eficiencia de su captación y uso por sí mismas y otras plantas.

Los autores, que forman parte del nuevo consorcio de investigación sobre BNI, proponen transferir esta característica de aquellas plantas a cultivos esenciales para la alimentación humana y animal, como el trigo, el sorgo y las diferentes especies de Brachiaria.

“Alrededor del 20% del fertilizante del mundo, por ejemplo, se utiliza cada año en el cultivo de trigo, pero éste solo aprovecha alrededor del 30% del nitrógeno que se le aplica”, según Guntur Subbarao, investigador del Centro Internacional de Ciencias Agrícolas del Japón (JIRCAS) y primer autor del estudio.

“Si la investigación sobre BNI tiene éxito, convertiría al trigo, el cultivo alimentario más sembrado en el mundo, en un cultivo altamente eficiente en el uso del nitrógeno”, explica el científico. “Los productores invertirían mucho menos en fertilizante y las emisiones de óxido nitroso se reducirían en hasta 30%”.

Excluyendo los cambios en el uso de la tierra como la deforestación, las emisiones anuales de gases de invernadero que produce la agricultura equivalen a 5.8 mil millones de toneladas de dióxido de carbono (CO2), es decir, 11% del total de emisiones derivadas de las actividades humanas (Smith et al. 2014).

Los fertilizantes nitrogenados son una importante fuente de los gases que emite la agricultura. Aproximadamente 70% del N que se aplica a los cultivos en fertilizantes es eliminado por la acción del agua o sale al aire en forma de óxido nitroso (N2O), un gas de invernadero 300 veces más potente que el CO2.

“El cultivo más sembrado en el planeta, el trigo, es el mayor consumidor de nitrógeno y emisor de N2O”, afirma Hans Braun, director del Programa Global de Trigo del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). “La tecnología BNI es una de varias opciones que estamos evaluando para reducir las pérdidas de nitrógeno en la producción de trigo, pero necesitamos más financiamiento”.

El estudio publicado en Plant Science también menciona los cultivos forrajeros con alta BNI, como ciertas variedades de pasto tropical de Brachiaria que producen braquialactona, un potente químico BNI.

El ganado puede alimentarse con el pasto de Brachiaria, con lo cual se reducen las emisiones de N20 y mejora la fertilidad del suelo para sembrar otros cultivos en rotación en el mismo terreno, opina Michael Peters, líder del programa de forrajes tropicales del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

“A muchos les parecerá ilógico, pero sembrar Brachiaria BNI para alimentar ganado puede ayudar a reducir las emisiones de gases de invernadero derivadas de la producción pecuaria”, aclara Peters, y agrega que aprovechar la capacidad de BNI de otros cultivos ayudaría a reducir el uso de fertilizante nitrogenado en general, y generaría muchos beneficios para los agricultores y al medio ambiente.

También se está evaluando sorgo con BNI en el Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para las Zonas Tropicales Semiáridas (ICRISAT).

Sin embargo, los científicos del CIMMYT y del ICRISAT creen que tendrán que pasar algunos años para contar con cultivos alimentarios que posean BNI, porque es difícil y costoso transferir la genéticamente compleja característica BNI a las variedades elite y, al mismo tiempo, preservar el alto potencial de rendimiento y otras características positivas de las variedades.

Subbarao y otros científicos hacen un llamado para que se invierta más en la investigación, a fin de que, para 2050, se siembren cultivos alimentarios para consumo humano y para forraje en todo el planeta y así ayudar a lograr la meta de limitar los aumentos de temperatura a 2 grados Celsius por encima de los niveles preindustriales.

“Para reducir considerablemente las emisiones de óxido nitroso de la agricultura se requiere un método complejo e integral que incluye calcular y aplicar dosis precisas de fertilizante”, enfatiza Subbarao. “Pero la ventaja de la tecnología BNI es que funciona con los procesos biológicos y los refuerza, y lo único que hay que hacer es sembrar la semilla”.

Según Masa Iwanaga, presidente de JIRCAS, la tecnología BNI contribuirá a transformar el modelo y las prácticas agrícolas actuales, lo cual es esencial para enfrentar los retos de la producción alimentaria del siglo 21.

“Alimentar a una población mundial que se proyecta sobrepasará los 9000 millones para 2050 ejercerá una enorme presión en los sistemas agroalimentarios y el medio ambiente”, explica Iwanawa. “Al mismo tiempo, la agricultura no es tan solo una industria productora de artículos básicos, sino parte de un ecosistema más grande que ofrece servicios vitales a la sociedad humana”.

Si necesita más información o quiere hacer una entrevista, diríjase a
Mike Listman
Funcionario de Comunicaciones del Programa TRIGO del CGIAR
Correo electrónico: m.listman@cgiar.org
Tel (oficina): +52 (55) 5804 7537; Celular: +52 (1595) 114 9743

El CIMMYT —Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (www.cimmyt.org) — es el líder mundial en investigación de maíz y trigo y sus sistemas de producción. Tiene su sede cerca de la Ciudad de México y desde ahí coordina sus actividades con cientos de colaboradores en países del mundo en desarrollo destinadas a elevar la productividad de los sistemas de producción de maíz y trigo, mejorando así la seguridad alimentaria global y reduciendo la pobreza. El CIMMYT es miembro del Sistema CGIAR y coordina los Programas MAÍZ y TRIGO, así como la Plataforma de Fitotecnia de Excelencia de ese Consorcio. Para sus actividades, el CIMMYT recibe fondos de gobiernos nacionales, fundaciones, bancos de desarrollo y otras instituciones de los sectores público y privado.

Coordinado por JIRCAS, el consorcio de investigación sobre BNI incluye las organizaciones mencionadas anteriormente, así como los programas del CGIAR Cambio Climático, Agricultura y Seguridad Alimentaria (CCAFS), Cereales de Zonas Áridas, Ganadería y Pesca, Maíz, Trigo, así como el Instituto de Ecología y Ciencias Ambientales, Universidad de París, Diderot, France; el Centro de Ecología, Evolución y Cambios Ambientales, Universidad de Portugal; Universidad Agrícola de Nanjing, China; el Instituto Indio de Investigación sobre Mijo (IIMR), Hyderabad; el Departamento de Producción Agrícola y Ecología, USL, Uppasala, Suecia; el Centro de Análisis Avanzados y la Estación Experimental de Trigo Hokkaido, ambos de la Organización Nacional de Investigación Agrícola y Alimentaria (NARO), Japón; y el Instituto Nacional de Ciencias Agroambientales (NIAES), Japón.


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